专利名称：四通道自动切换阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种四通道自动切换阀，其在含有2系列的废气处理 装置等中，切换再生操作与吸附操作的通气模式时使用。具体而言， 是关于一种四通道自动切换阀，其在安装于适用有例如具有2系列吸 附材料单元的批次式变温吸附(TSA， temperature swing adsorption,变 温吸附)的废气处理装置、溶剂回收装置、空气净化装置、以及干燥空 气供给装置等中，安装有所述装置且将空气或氮气等处理气体所通过 的吸附材料单元从吸附操作切换为再生操作，而将再生气体所通过的 吸附材料单元由再生操作切换为吸附操作，以此切换其通气模式。
背景技术：
近年来，关于适于半导体制造工厂、液晶显示器制造工厂、太阳 能电池制造工厂等最尖端的电子产业中所使用的洁净的作业空间，例 如无尘室、净化室、迷你洁净环境等超洁净作业空间内使用的空气供 给装置，如下装置已得到实用化，即，使用吸附材料、且对空气中的 污染物质，例如铵成分、胺化合物成分、氧化硫成分、有机化合物成 分、钠成分、钾成分、金属成分、水、过氧化物成分等污染物质进行 吸附与再生，且可半永久性地使用，连续除去空气中该分子状污染物质且将洁净空气连续供给至洁净作业空间的旋转式空气净化装置、或 连续除去空气中的水分的旋转式减湿空气供给装置(干燥剂吸附式)。然而，旋转式空气净化装置，本质上存在有后述的难以解决的问 题，难以实现更高度洁净的空气环境。因此，虽基本上最好使用有具 有2系列吸附材料单元的批次式变温吸附(TSA)的空气净化装置或减湿 空气供给装置，但该方式下，因也未解决以下说明的较难的技术性课 题故而并未得到实用化。(现有的批次式变温装置)作为连续供给适合于洁净作业空间的空气的装置，批次式变温吸
附的空气净化装置，通常含有第一系列与第二系列的吸附材料单元， 且利用第一系列吸附而实施净化及除湿操作，其间，利用第二系列进 行吸附物质的脱离及再生，并且，该装置中发挥该净化功能或除湿功 能与吸附物质的脱离、再生功能的装置部分必须尽可能为紧密而小型 的装置。而且，进而，极为重要的是，必须保持有如下功能，即，作 为该批次式操作的必需操作，进行第一系列与第二系列的吸附操作与 再生操作的"通气模式切换"时，供给气体的流量、静压、压差不产生 实质性的变动。然而，现有具有2系列的吸附材料单元的批次式变温吸附装置尚 未解决如下问题，S卩，无法成为紧密而小型的装置，并且，当进行吸 附与再生的通气模式切换时，无法将供给气体的流量变动、静压变动、 压差变动抑制在容许精度内。可认为，只要使用批次式装置即无法避 免切换时产生如此的变动。(通气模式切换)具有2系列吸附材料单元的批次式变温吸附(TSA)装置中的所谓 "通气模式切换"是指如下操作，具体而言，首先，在将处理气体(指欲 处理的气体，即含有应通过吸附而除去的污染物质或水分等的空气等 气体。)通入第一系列吸附材料单元而实施吸附操作时，将再生气体(指 在对吸附材料进行加热后，用于脱离所吸附的物质、水分等并再生的 气体。)通入第二系列吸附材料单元而进行吸附材料再生操作，直至第 一系列吸附材料单元的吸附能力到达极限为止，对第二系列吸附材料 单元的吸附材料进行加热且使其脱离再生，其次，进行冷却且在再生 操作结束时，将通入第一系列吸附材料单元的处理气体切换为再生气 体，同时将通入第二系列吸附材料单元的再生气体切换为处理气体。而且，理所当然，下一切换操作的通气模式切换则为，在第一系 列吸附材料单元由再生气体切换为处理气体，在第二系列吸附材料单 元从处理气体切换为再生气体。图6中表示现有的具有2系列吸附材料单元的批次式变温吸附装 置。以下对于该现有的装置，详细说明其为何难以达到小型紧密，以 及为何无法避免通气模式切换时产生流量变动、静压变动、以及压差 变动。
图6为现有的批次式变温吸附式空气净化装置200，其具有2系列 将活性炭的蜂窝状成形体作为吸附材料而积层于容器中所形成的吸附 材料单元，用于除去空气中的分子状有机性污染物质。(正常运转时的操作)处理空气从处理空气口 101流入，通过处理空气导管106并经过 处理空气鼓风机103、处理空气过滤器102、处理空气调节挡板105而 流入至第一系列导管110与第二系列导管117的分岐/合流点Tl。当对第一系列吸附材料单元109通气且进行吸附操作，并将再生 空气通入第二系列吸附材料单元118而进行再生操作时，第一系列侧 的开关阀VI处于开阀状态而第二系列侧开关阀V4处于关阀状态。处理空气流过处理空气导管106内，经过分岐/合流点Tl、开关阀 VI、分岐/合流点T2而流入连接于第一系列导管的第一系列吸附材料 单元109(109a、 109b)。通过第一系列吸附材料单元109a、 109b时，除 去分子状有机性污染物质，从处于开阀状态的开关阀V2经过分岐/合 流点T4而流入至供给空气导管115，通过供给空气过滤器128而成为 经过净化的供给空气，且从供给空气口 116流出。此时，因阀V2处于 开阀状态，故而开关阀V3以及V6处于关阀状态。另一方面，再生空气从再生空气口 119经过再生空气过滤器121 而由再生空气鼓风机122抽吸且由此输入至空气净化装置200内，流 过再生空气导管120内且通过再生空气调节挡板124、冷却器125、加 热器127而流入至连接于第一系列导管110以及第二系列导管117的 分岐/合流点T8。对第二系列吸附材料单元118(118a、 118b)进行再生操作时，再生 空气经过处于开阀状态的开关阀V7而从分岐/合流点T5流过第二系列 导管117内且流入至第二系列吸附材料单元118a、 118b。在对第二系列吸附材料单元118a、 118b所吸附的吸附物进行脱离 操作期间，利用加热器127加热再生空气。其间，冷却器125停止运 行。吸附物脱离后将处于升温状态的第二吸附材料单元118a、 118b冷 却的操作期间，使冷却器125运行。其间，加热器127停止运行。己通过第二系列吸附材料单元118a、 118b的再生空气，从分岐/ 合流点T6经过处于开阀状态的开关阀V8，进而经过分岐/合流点T7，
且流过排出空气导管113内，成为排出空气，从排出空气口 114排出 至系统外部。此时，因为开关阀V8处于开阀状态，故而开关阀V4以 及V5处于关阀状态。此外，因开关阀V4处于关阀状态，故而再生空气不会流入至处理 空气导管106的分岐/合流点Tl。(通气模式切换的困难性)将处于以上状态的第一系列吸附材料单元109a、 10%，从吸附操 作切换为再生操作，将第二系列吸附材料单元118a、 118b从再生操作 切换为吸附操作，如此的通气模式切换必须在极短时间(例如0.8秒)内 完成，故而该操作的难度极大。艮P，必须使处于开阀状态的四个阀(V1、 V2、 V7以及V8)瞬间变 换为关阀状态，并且，同时使处于关阀状态的四个阀(V3、 V4、 V5以 及V6)瞬间变换为开阀状态。如上所述，在使用具有2系列吸附材料单元的现有的批次式变温 吸附的空气净化装置200中，若欲同时进行吸附与再生操作且连续供 给洁净空气，则必须防止处理空气、供给空气、再生空气、排出空气 相互混入，且必须将第一系列吸附材料单元109a、 109b与第二系列吸 附材料单元118a、 118b，分别与所述空气流过的导管相连接。故而， 必须在吸附材料单元的上游侧配置处理空气及排出空气流过的2系 统导管；输入处理空气且分别对在第一系列与第二系列的吸附材料单 元产生分岐的分岐/合流点Tl;与将排出空气从第一系列导管110与第 二系列导管117导入至排出空气口 114的排出空气导管113相连接的 导管分岐/合流点T7;以及分别配置于Tl与T7两侧的用于开关导管回 路的阀V1、 V4、 V5、 V8。此外，必须在吸附材料单元的下游侧配置供给空气及再生空气流过的2系统导管；与从用于取出供给空气的第一系列导管110与第二系列导管117导入至供给空气口 116的供给空气导管115相连接的 导管的分岐/合流点T4;将再生空气分别对于第一系列与第二系列的吸 附单元产生分支的分岐/合流点T8;以及分别配置于T4与T8两侧的用 于开关导管的开关阀V2、 V3、 V6、 V7。进而，为了使再生空气从第一系列导管IIO流向排出空气导管113，
且从第二系列导管117流向排出空气导管113，而必须具有分岐/合流 点T2、T6;为了使再生空气从再生空气导管120流向第一系列导管110， 且从再生空气导管120流向第二系列导管117，而必须具有分岐/合流 点T3、 T5。结果，在吸附材料单元109、 118上游侧与下游侧必须分别具有2 系统、共计为4系统的导管，共计8个开关阀，共计8个分岐/合流点， 且必须有共计为4系统的导管。故而，将必需"缠绕"极其复杂且较长的导管。此处，作为本发明 对象而在半导体工厂等中所使用的导管，并非直径50mm左右的小配 管。而是例如500mm的剖面为正方形的导管(例如，处理空气量为 100mVmin时，为了能够以约8m/s的流速流动，而使得正方形剖面导 管的尺寸约为500mm。)。由此，若上述"缠绕"为30m，则仅导管的占有空间就必须有6.2m3。 处理空气量为20mVmin时若以相同约8m/s的流速，且缠绕同样为30m， 则仅导管的占有空间就必须为1.3m3。艮口，流过常压下的空气的导管的占有空间实际上非常大，因此， 由于导管的分岐/合流点或导管的重迭、交差、弯曲、扩大(縮小)、开 关阀、隔热材料的安装固定等而增加必须的占有空间，故而装置全体 的占有空间将会变得极大。此为难以使具有2系列吸附材料单元的批次式变温吸附装置紧密 的第一个理由。当然在此情形下，可知最终不会成为紧密而小型的装 置，如此课题并非容易解决。进而，进行通气模式切换时，因为必须同时切换吸附操作与再生 操作，故有必要在不使处理空气以及供给空气的流动停止，且压力损 失较小的前提下，使内径较大的共计8个开关阀同时开始动作并且同 时停止动作，而且，必须使动作时间尽可能为短时间C例如1秒以下)。然而，极难使8个开关阀全部同时、且在短时间内动作。而且， 若任一开关阀有少许延迟，则将会产生如供给空气的流量与压力产生 变动等更大的问题。例如，在图6中，开关阀V1从开形成关的动作的开始时刻与开关 阀V4从关成为开的动作开始时刻间有0.1秒的延迟，而其它开关阀V5、 V8、 V2、 V3、 V6、 V7全部无延迟时，将会产生处理空气的流动 有瞬间(O.l秒)的停止且立即恢复的流量变动，此流量变动以与流速一 致的速度在供给空气导管115内传播。
另一方面，关于压力变动，会产生从正常供给空气静压降至零静 压，且在O.l秒后恢复正常供给空气静压的急剧压力变动。
而且，该急剧压力变动，实际上将会以本领域技术人员所无法预 料的高速度而在导管内传播。S卩，该压力变动，在供给空气导管115 内，以声速，g口，大概以秒速为320m的高速传播。实际上，因为8 个开关阀的开关动作时间各自不同，故而如此流量与压力将会产生多 种变动状态。
在半导体等的制造制造方法中，必须大量、稳定且连续地供给适 合于洁净作业空间的空气，但若如上所述，在进行切换时，供给空气 的流量与压力产生如此的变动，则该情形将会成为导致半导体制品良 率显着下降的主要原因。故而，可能会出现如下的较大的问题，艮卩， 将伴随切换而表现出各种各样变动状态的流量以及压力的变动，特别 是以声速等无法预料的高速度传播的压力变动实在难以抑制在容许精 度内。
进而，其它问题在于，图6的现有装置中，因进行通气模式切换 时，处于8个开关阀与8个分岐/合流点间的导管内的空气，在该开关 阀为关阀状态之时停止流动，故而在下一次开阀之前则成为滞留的沈 淀处。
例如，会产生如下的较大问题分岐/合流点T6与分岐/合流点Tl 之间的导管，及分岐/合流点T2与分岐/合流点Tl之间的导管，将会成 为再生开始后不久的含有高浓度过脱离污染物质的排出空气滞留的沈 淀处，故而将会对吸附开始后不久的供给空气中的清洁度造成不良影 响。
如此，上述批次式吸附装置中，存在有多个不易解决的大问题， 故而，目前，根据完全不同的操作原理，采用连续运转且尽量避免批 次式装置所固有的通气模式切换操作的方法。例如，在日本专利特开 2001_141274中，公开有旋转式空气净化装置，此外，在日本专利特 开平11一188224中，公开有旋转式减湿空气供给装置。然而，所述装
置中也存在有以下较大问题。
艮P，所述旋转式空气净化装置等中，使用的吸附转子个数不同，
由于将2 3个转子串行连接使用，故而通常必需4个至6个鼓风机， 且在转子上游侧与下游侧双方皆必须具有转子的吸附部、再生部、冷 却部三区域各自专用的罩或盖。此外，必须使用过滤器、调节挡板、 阀、加热器、冷却器，故而结果旋转式空气净化装置或旋转式减湿空 气供给装置中必须具有极多的构成机器与零件。
进而，转子的截面积大于与该转子连接的导管的截面积。再加上 导管本身及分岐/合流点、导管的重迭、交差、弯曲、缠绕、扩大(縮小)、 转子用罩等，因此，旋转式空气净化装置或旋转式减湿空气供给装置， 必然会占据较大的占有空间，因而基本上难以使占有空间变小，且难 以适用于迷你洁净环境。
此外，因旋转式装置的吸附材料转子进行旋转，故而安装于其上 游侧以及下游侧各区域的罩，必须安装为接近于转子端面。因此，难 以防止处理空气、供给空气、再生空气、冷却空气、或者处理过程中 的空气等，出入于各转子的空气的漏出、漏入、或混入。尤其是，更 加难以达成半导体产业中必需的，将分子状污染物质彻底除去至极低 的浓度。此外，也存有空气易从转子附近漏出，且易于使污染扩散的 问题。进而，若旋转式净化装置或旋转式除湿氮气供给装置使用的气 体为氮气而非空气，则更难以实现。
发明内容
本发明是为解决上述的现有技术中的难题研制而成的，本发明的 目的在于提供一种四通道自动切换阀，其可将进行气体流路切换时所 引起的静压变动以及流量变动抑制在容许精度内，且可将洁净调温 调湿空气供给装置或干燥空气供给装置等中的显著的压差变动抑制在 容许精度内，进而，又可同时改善气密性能与隔热性能。
此外，本发明的目的在于提供将该四通道自动切换阀作为第一
阀、第二阀，而使用于具有2系列吸附材料单元的批次式变温吸附(TSA) 装置中，且大幅度减少批次式变温吸附(TSA)装置中的导管缠绕，并且 削减用于实施通气模式切换而安装的8个开关阀的空气净化装置、干
燥空气供给装置、洁净调温 调湿空气供给装置，进而提供现有所未 实现的净化氮气供给装置、洁净调温，调湿氮气供给装置、或干燥氮气 供给装置。
A.根据本发明，可提供以下的四通道自动切换阀。
(1) 、 一种四通道自动切换阀，其特征在于具有框体部，其在 内部具有空间部；框形分隔板，其具有将该空间部划分为4个小室R1、 R2、 R3、以及R4的开口部；板状转动阀体，其打开或封闭该框形分 隔板的开口部；四通道，包括经常使设置于该经过划分的4个小室的 气体流入的流入通道Ll、交替使气体流入与流出的流入/出通道(l)L2、 经常使气体流出的流出通道L3、及与上述L2交替使气体流入与流出 的流入/出通道(2)L4;以及，驱动装置，其使上述板状转动阀体在转动 轴周围转动。
(2) 、如(1)记载的四通道自动切换阀，其中将上述小室Rl、 R2、 R3、以及R4以如下顺序进行配置，艮卩，安装有上述流入通道L1 的小室R1、以该R1为起点沿上述旋转轴的顺时针旋转方向安装有上 述流入/出通道(l)L2的小室R2、安装有上述流出通道L3的小室R3、 以及安装有上述流入/出通道(2)L4的小室R4，并且，上述Rl与上述 R3配置于以气体流路切换时使从上述L1流入的气体向L3流出的方式 构成的对向位置，进而，上述板状转动阀体，以配置于上述R2以及上 述R4，或上述R1以及上述R3的方式而安装于上述旋转轴。
(3) 、如(1)或(2)记载的四通道自动切换阀，其中上述开口 部形状为正方形、长方形、圆形、或椭圆形，在该开口部内缘周边部 形成有框形阀座，且该开口部面积为具有选自上述流入通道L1截面积 的20 120°/。范围内的面积。
(4) 、如(1)至(3)记载的四通道自动切换阀，其中上述板状 转动阀体的形状与上述开口部形状为相似形，且该板状转动阀体的板 面面积在大于封闭该开口部的面积且小于该面积的1.3倍的范围内。
(5) 、如(1)至(4)中任一记载的四通道自动切换阀，其中上 述框体部含有侧板、顶板、以及底板，该侧板、顶板、与底板以及上 述框形分隔板、上述旋转轴、及上述板状转动阀体具有隔热功能。
(6) 、如(1)至(5)中任一记载的四通道自动切换阔，其中上
述板状转动阀体的转动动作，是自起动至停止的动作时间选自0.1 20
秒的范围内，并且，转动角度选自60。 122。范围内的往复转动。
(7) 、如(1)至(6)中任一记载的四通道自动切换阀，其中上 述开口部具有其开口率(％)变更装置，该开口率变更装置分别独立变更 上述开口部的开口率(％)，且在上述板状转动阀体配置在上述R2以及 上述R4之时可沿上述Rl及/或上述R3的内壁面、而在上述板状转动 阀体配置在上述Rl以及上述R3之时可沿上述R2及/或上述R4的内
壁面，分别在上下方向或水平方向移动。
(8) 、如(i)至(7)中任一记载的四通道自动切换阀，其中上
述开口率变更装置含有可动板及其驱动体，上述可动板的动作与上述 板状转动阀体的转动动作同步。
(9) 、如(1)至(8)中任一记载的四通道自动切换阀，其中在 上述流入通道L1及/或上述流出通道L3具有压力感测器。
B.此外，根据本发明，可提供以下的批次式变温吸附装置。
(10) 、 一种批次式变温吸附装置，为具有2系列吸附材料单元的 批次式变温吸附装置，其特征在于将如(1)至(9)中任一记载的2 个上述四通道自动切换阀作为第一阀与第二阀加以组合而安装于该吸 附装置的2系列吸附单元；该2系列吸附材料单元的各自构成至少含 有使上述吸附材料单元的吸附能力再生的再生装置，分别处理气体 静压、供给气体静压、再生气体静压、以及排出气体静压的测量 调 整装置，再生气体流量及/或处理气体流量的测量 调整装置，以及控 制使用上述第一阀以及第二阀实施的吸附操作与再生操作的切换(通气 模式切换)的切换控制器。
(11) 、如(10)记载的批次式变温吸附装置，其中上述吸附材料 单元，分别将使用用于吸附分子状污染物质的吸附材料而形成的单元、 或将使用用于吸附水分的吸附材料而形成的单元串行配置。
(12) 、如(10)或(11)记载的批次式变温吸附装置，其中该批 次式变温吸附装置将来自上述第一阀以及上述第二阀所具有的压力感 测器的测定信号输入至上述切换控制器。
(13) 、如(10)至(12)中任一记载的批次式变i^吸附装置，其 中上述再生装置具有再生用鼓风机，该再生用鼓风机可在处理气体流
量的0.05 1.2倍范围内任意调整流量。(14) 、如(10)至(13)中任一记载的批次式变温吸附装置，其中上述批次式变温吸附装置，在进行上述通气模式切换之前，以处理 气体流量与再生气体流量相等的方式对流量进行调整，进而，以处理 气体的静压与再生气体的静压相等的方式对静压进行调整，而后进行 该通气模式切换。(15) 、如(10)至(14)中任一记载的批次式变温吸附装置，其 中上述批次式变温吸附装置中，在进行上述通气模式切换之前，以处 理气体从第一阀流入通道L1流入第二阀流出通道L3的流路上的流动 压差(压力损失)，再生气体从第二阀流入通道L1流入同阀的流出通道 L3的流路上的流动压差(压力损失)，以及再生气体从第二阀流入通道 Ll流入第一阀流出通道L3的流路上的流动压差(压力损失)相等的方式 对压差调整进行调整。(16) 、如(10)至(15)中任一记载的批次式变温吸附装置，其 中上述批次式变温吸附装置为空气净化装置、干燥空气供给装置、洁 净调温*调湿空气供给装置、净化氮气供给装置、干燥氮气供给装置、 或洁净调温 调湿氮气供给装置。C. 此外，根据本发明，可提供供给以下净化空气或干燥空气等的 方法。(17) 、 一种供给净化空气、干燥空气、洁净调温"周湿空气、净 化氮气、干燥氮气、或洁净调温 调湿氮气的方法，该方法中将(16) 中记载的任一装置，使用在至少含有无尘室，洁净棚，洁净台，包含 半导体制造装置、液晶显示器制造装置、有机EL显示器(ELD， electroluminescence display,电激发光显示器制造装置)的电子零件制造 中所相关的装置，洁净隧道，洁净加热炉，处理基板保护用保管库， 随附于保管库、制造装置的移载装置，装载机/卸载机，外壳，检查装 置，以及装置辅助机械中的一者而构成的洁净电子零件制造 设施或 洁净半导体制造设施 设备中；从而供给净化空气、干燥空气、洁净 调温 调湿空气、净化氮气、干燥氮气、或洁净调温 调湿氮气。D. 此外，根据本发明，可提供以下洁净电子零件制造 设施或洁 净半导体制造设施 设备。
(18)、 一种洁净电子零件制造 设施或洁净半导体制造设施 设 备，其至少含有无尘室，洁净棚，洁净台，包含半导体制造装置、液晶显示器制造装置、有机EL显示器制造装置的电子零件制造中所相关的装置，洁净隧道，洁净加热炉，处理基板保护用保管库，随附于保 管库、制造装置的移载装置，装载机/卸载机，外壳，检査装置，以及装置辅助机械中的一者，其特征在于至少含有(16)记载的空气净 化装置、干燥空气供给装置、洁净调温 调湿空气供给装置、净化氮 气供给装置、干燥氮气供给装置、以及洁净调温 调湿氮气供给装置 中的一者。发明效果根据本发明的四通道自动切换阀，可仅以2个该四通道自动切换 阀，构筑与现有技术中必需使用8个开关阀、8处分岐/合流点及缠绕 复杂且较长的导管者同等的具有2系列吸附材料单元的批次式变温吸 附(TSA)系统。并且，可大幅度减少占有空间较大的导管的缠绕。 进而，又可完全去除现有技术中导管的8处分岐/合流点。 由此，可去除因处理气体或再生气体不流动而滞留所造成的"积 存"、"沈淀"。因此，可实现非常简易的批次式变温吸附(TSA)系统，且在使该系 统装置化后的情形时使装置变得小型紧密且便宜。本发明的四通道自动切换阀中，构成其框体部的顶板、底板、侧 板、框形分隔板、旋转轴、板状转动阀体可具有隔热功能，故而即使 该阀内高温再生气体与低温处理气体或供给气体同时邻接而流动，也 可防止顶板、侧板、底板、框形分隔板、旋转轴、板状转动阀体成为 热传递面而使热从高温气体向低温气体移动，因此吸附除去、脱离 再生不会受到影响而可同时实施。此外，在进行通气模式切换之前，根据切换控制器的输出信号， 将处理气体与再生气体的流量、压力(静压)、压差皆控制为相同流量、 相同静压、相同压差，进而，使2个切换阀的驱动马达同时起动且同 时停止，而且以0.1 20秒的短时间动作，故而进行切换时的流量与静 压与压差的变动在容许精度内。若使用本发明四通道自动切换阀，则不仅可达成将供给至无尘室、
净化室、迷你洁净环境的分子状污染物质去除至达到ppb(part per billion,十亿分之一)水准的空气或氮气净化装置，进而，也可对于除 去分子状污染物质并调温 调湿的洁净调温 调湿空气供给装置、洁 净调温 调湿氮气供给装置、或去除水分后露点在-80。C以下的干燥空 气或干燥氮气供给装置等，提供可将进行切换时的流量、静压、压差 的变动抑制在容许精度内而供给的使用有批次式变温吸附(TSA)的小 型紧密装置。而且，若使用所述小型紧密且便宜的装置，不仅易于向设置于无 尘室或半导体等的制造装置内的迷你洁净环境供给净化空气或氮气、 干燥空气或氮气、以及洁净调温 调湿空气或氮气，而且对于含有无 尘室、洁净棚、净化室、半导体或液晶显示器或有机EL显示器等的制 造装置、洁净隧道、装载机/卸载机、外壳、检査装置、以及保管库等 多个机器，且通常需要洁净环境空间的电子零件制造设施 设备，也 可易于从适当的位置供给上述空气或氮气，因此，大大有助于提高所 述产品的成品率。
图1为将表示本发明四通道自动切换阀的一实施形态的侧面一部 分作为纵剖视图的说明图。图2为图1表示的阀沿X—X线的横剖视图。图3为将图1以及图2所示的框形分隔板(A)、板状转动阀体(B)、 框形阀座(C)、进而具体地通过立体图以及局部放大图进行表示的说明 图。图4表示本发明四通道自动切换阀，且为剖面为圆形而构成的侧 面图。图5为图4所示的阀沿X—X线的横剖视图。 图6为使用有现有批次式变温吸附的空气净化装置200的说明图。 图7为本发明的四通道自动切换阀的2种类型(cx型以及p型)的横 剖视图。图8为表示本发明的四通道自动切换阀内进行系列切换(吸附 再 生系列的切换)时，处理气体流动状况的说明图，(A)为局部切开立体图，
(B)为横剖视图。图9为由具有2个本发明四通道自动切换阀的第一系列以及第二 系列所构成的空气净化装置130的说明图。图IO(A)、 (B)为表示进行通气模式切换时空气(处理空气以及再生 空气)的流动方向的说明图。图ll(C)、 (D)为表示进行通气模式切换时空气(处理空气以及再生 空气)的流动方向的说明图。图12(E)为表示进行通气模式切换时空气(处理空气以及再生空气) 的流动方向的说明图。图13为表示使用有具有2个本发明四通道自动切换阀的批次式变 温吸附的干燥空气供给装置180的说明图。图14为表示使用有具有2个本发明四通道自动切换阀的批次式变 温吸附的洁净调温 调湿空气供给装置190的说明图。图15为表示具有本发明的四通道自动切换阀的洁净调温 调湿空 气供给装置中，进行吸附 再生系统切换时供给空气的压力变动状况 的图表。元件符号说明101处理空气口102处理空气过滤器103处理空气鼓风机104处理空气流量感测器105处理空气调节挡板106处理空气导管107第一阀压力感测器雨第一阀(第一系列阀)109第一系列吸附材料单元110第一系列导管m第二阀(第二系列阀)112第二阀压力感测器113排出空气导管114 排出空气口115 供给空气导管116 供给空气口117 第二系列导管118 第二系列吸附材料单元119 再生空气口120 再生空气导管121 再生空气过滤器122 再生空气鼓风机123 再生空气流量感测器124 再生空气调节挡板125 再生空气冷却器126 再生空气预热器127 再生空气加热器128 供给空气过滤器129 切换控制器130 空气净化装置(图9)131 驱动部(驱动装置) 132a 132d 框形分隔板133、 133a 133d 框形阀座134、 134a、 134b 板状转动阀体135 框体部136 顶板137 底板138 旋转轴 139a 139d 开口部 140 电动马达150 可动板150a 150d 第一阀(第一系列阀)(压力调整用或开口率变更用)可动板150a' 150d， 第二阀(第二系列阀)(压力调整用或开口率变更用)可动板151 驱动体151a 151d 第一阀驱动体151a' 151d， 第二阀驱动体154 垫圈槽155 处理空气导管流出空气156 第一系列导管流入空气157 第二系列导管流出空气158 排出导管流入空气159 第一系列导管流出空气160 供给空气导管流入空气161 再生空气导管流出空气162 第二系列导管流入空气 163a 第一系列No.l除湿单元 163b 第二系列No.l除湿单元 164a 第一系列No.2除湿单元 164b 第二系列No.2除湿单元 165a 第一系列加热器165b 第二系列加热器166a 第一系列冷却器166b 第二系列冷却器167a 第一系列分配器167b 第二系列分配器168 第一开关阀169 第二开关阀170a 第一系列净化单元170b 第二系列净化单元171 处理空气冷却器173 供给空气冷却器174 供给空气加湿器 175 供给空气鼓风机180 图13的干燥空气供给装置190 图14的洁净调温 湿度空气供给装置200 图6所示的现有技术的空气净化装置Fl、 F2 流量的测量值G1 G13 控制信号Ll 流入通道(流入专用通道)L2 流入/出通道(1 )(流入/流出两用通道)L3 流出通道(流出专用通道)L4 流入/出通道(2)(流入/流出两用通道)Pl、 P2 静压的测量值Pw 流入通道的压力Px 流入/出通道(l)的压力Py 流出通道的压力Pz 流入/出通道(2)的压力R1 R4 小室T1 T8 分岐/合流点V1 V8 开关阀具体实施方式
以下，参照图式对本发明进行详细说明。图1以及图2为表示本 发明的四通道自动切换阀的一实施形态的图式。本发明的四通道自动切换阀基本上具有框体部，在其内部具有 空间部；框形分隔板，其具有将该空间部划分为4个小室R1、 R2、 R3、 以及R4的开口部；板状转动阀体，其打开或封闭(或堵塞)该框形分隔 板的开口部；四通道，即，经常使设置于该经过划分的4个小室的气 体流入的流入通道Ll、交替使气体流入与流出的流入/出通道(l)L2、 经常使气体流出的流出通道L3、以及与上述L2交替使气体流入与流 出的流入/出通道(2)L4;以及，驱动装置，其使上述板状转动阀体在转 动轴周围转动。具体而言，如图所示，其由以下部分构成框体部135，其中安装
有流入通道L1、流入/出通道(l)L2、流出通道L3、流入/出通道(2)L4; 以及驱动部(驱动装置)131，其具备在由顶板136、底板137、及侧板 141包围的内部空间内划分为4个小室的框形分隔板132(132a、 132b、 132c、 132d)与板状转动阀体134a及134b，以及安装有该板状转动阀 体134的旋转轴138，设置于顶板136上的电动马达140。如图所示的 框体部135形状为在上端具有顶板136，且在下端具有底板137，且 其剖面呈正方形，在4个侧板141分别安装有流入通道L1、流入/出通 道(1)L2、流出通道L3、流入/出通道(2)L4。(流入通道等的定义 功能)现作以下定义。所谓"流入通道"是指气体"经常流入"的通道，也可称为"流入专用 通道"。所谓"流出通道"是指气体"经常流出"的通道，也可称为"流出专用 通道"。所谓"流入/出通道"是指进行气体流入或流出中的任一者的通道， 有时(某正常状态下的运转时)使气体流入，有时(其它正常状态的运转 时)使气体流出，两种情形交替进行，也可称为"流入/流出两用通道"。(正常状态下)以如下方式构成，即从上述"流入专用通道"流入的气 体，从该"流入/出通道"流出，此外，从该"流入/出通道"流入的气体， 从上述"流出专用通道"流出。而且，本发明的阀的特征尤其在于，气体从上述"流入通道"流向"流 出通道"的情形，仅为切换流路时极短的瞬间。图8中表示该状态，详 如后述。所谓"气体"，通常为空气，此外也可为氮气，或进而也可为氦气、 氖气、氩气、氪气、氙气等惰性气体。以下记载中对处理空气的情形 加以叙述，但是其说明的意图并非将气体限定为空气，而是也含有氮 气等其它气体。如此，将框体部135的内部空间沿旋转轴138周围由四个框形分 隔板132a 132d分隔，且设置4个小室。(如图2所示，从上面看，小 室沿顺时针方向分别为R1、 R2、 R3、以及R4。)。如图1 图3所示，在四个框形分隔板132a 132d的例如中央部， 分别设置开口部139a 139d，且在其内缘周边部形成有框形阀座 133a 133d。进而，在旋转轴138，安装有打开或封闭其开口部的板状 旋转阀体134a以及134b，且具有将从穿过顶板136中心的轴孔突出于 旋转轴138上端部而设置于顶板136上的驱动部131所输出的电动力 传导至旋转轴138的机构。此外，图2中也表示出板状转动阀体134a以及134b的转动范围， 其转动角度为90°。进而，如图2所示，压力感测器107安装于流入通道L1与流出通 道L3。其中，当与流出通道L3连接的流路上安装有如此的压力感测 器时，无需在该流出通道L3安装压力感测器107a。另外，可将压力感 测器安装于通道上，也可安装在其附近。此外，如图1以及图2所示，沿小室R4内壁面安装有可在上下方 向移动的可动板150(150c以及150d)及其驱动体151(151c以及151d)。(隔热机构)其次，对于本发明的四通道自动切换阔的隔热功能加以说明。图1以及图2所示的旋转轴138最好具有隔热功能。例如，使用不锈钢制的中空构造，进而，外表面受到研磨或镀金(电镀)加工使其具有隔热功能。此外，最好以如下方式制作，即，构成如图所示框体部135的侧 板141、顶板136、底板137、框形分隔板132(132a、 32b、 132c、 132d)、 板状转动阀体134(134a、 134b)、框形阀座133(133a、 133b、 133c、 133d) 将框材与薄板材料作为主要构件而形成中空构造。最好所述材料使用 导热率较小的不锈钢材料。最好与旋转轴138同样，对构成构件的表 面进行研磨或镀金加工使其具有隔热功能。最好在中空部分装填耐热 性隔热材料，由此发挥隔热功能。进而，若设计 制作为保持气密性 与耐压性，则也可实施真空隔热处理。另一方面，最好在框体部外面 固定安装隔热材料。关于图1以及图2所示的框形分隔板132、板状转动阀体134、框 形阀座133，更具体的形态如图3(A)、 (B)、 (C)所示。艮口，图3(A)为本发明的四通道自动切换阀的框形分隔板132a 132d的立体图，图3(B)为板状转动阀体134的立体图，图3(C)为表示
框形阀座133的局部放大图。在图3(C)所示的垫圈槽154，将2条(2根)热导系数低且具有耐热 性的带状垫圈嵌入框形阀座133a 133d的全周。在起动板状转动阀体 134a以及134b且嵌合于图2所示的框形分隔板132b以及132d后停止 时，板状转动阀体134a以及134b与框形阀座133b以及133d，介隔该 2条垫圈而接触，框形阀座133与板状转动阀体134的接触面积被縮减 至极限。故而，框形分隔板132b以及132d与板状转动阀体134a以及 134b之间的热移动量极少。此外，框形分隔板132a 132d以及板状转动阀体134a及134b的 形状与构造，并非仅限于图3所示的形状与构造，其可在不脱离本发 明主旨的范围内采用多种形状与构造。(压力调整用可动板)图4为本发明的四通道自动切换阀，且剖面为圆形的与上述不同 的其它实施形态的构成图，图5为其沿X—X线的横剖视图。图式中为流入通道L1与流出通道L3安装于侧板141，而流入/出 通道(1)L2与流入/出通道(2)L4安装于底板137的例示。可动板150b 及150c安装为可沿小室R3内壁在水平方向移动，且板状转动阀体 134(134a、 134b)以配置于小室R2与小室R4的方式而安装于旋转轴 138。在通过图4以及图5所示的四通道自动切换阀切换气体流路时， 使板状转动阀体从封闭开口部139a与139c的位置起动，转动至封闭 开口部139b与139d的位置。此时开口部139c已封闭，故不会影响从 L2至L3的流动以及从Ll至L4的流动，而在必须进行压差调整之时， 最好首先使可动板150c移动至开口部139c面积的例如50%的位置。 如此，板状转动阀体的动作时间，若例如为1秒，则可动板150c也于 1秒内移动，而使该开口部139c面积恢复至100%。(气体流路切换时的气体流动状况等，a型)其次，使用图7与图8，进而对于将本发明的四通道自动切换阀的 板状转动阀体134a以及134b配置于小室R2与小室R4的a型阀(以下 有时简称为"a型"。)，以及，将板状转动阀体配置于小室Rl与小室 R3的p型阀(以下有时简称为"(3型"。)中，气体流路切换时的气体流动
状况，以及在上下方向移动的可动板的移动位置与流量调整及静压调 整加以说明。在此，对于将2个本发明四通道自动切换阀加以组合，而适用于 批次式变温吸附装置的阀的例示加以说明。此外，以下主要对第一阀 进行说明，但因为对第二阀的说明也实质上同样，故而省略对于第二 阀的详细说明。图7所示的a型(其中，a型、P型中表示各部分的符号为共通。) 中，板状转动阀体134a以及134b分别配置于小室R2以及小室R4内， 且转动角度为90。。而且，将使板状转动阀体134a位于封闭框形分隔 板132b的开口部139b的位置、且使板状转动阀体134b位于封闭框形 分隔板132d的开口部139d的位置的情形作为板状转动阀体134的"n 位置"，而将使板状转动阀体134a位于封闭框形分隔板132a的开口部 139a的位置、且使板状转动阀体134b位于封闭框形分隔板132c的开 口部139c的位置的情形作为板状转动阀体134的"s位置"。所谓本发明的"气体流路切换"，是指变换板状转动阀体的位置， 即，交替变换该n位置与s位置。此外，该流路切换与通气模式变换 的含义相同。进行气体流路切换时，若阀的板状转动阀体134位于n位置，则 直至进行气体流路切换操作之前为止，使处理气体从流入专用通道Ll 流入且从流入/出通道L2流出。同时，再生气体从流入/出通道L4流入 且从流出专用通道L3流出。而且，对于从流入通道L1流入的流量与从流入/出通道L4流入的 流量，通过流量测量*调整装置调整为相同流量。此外，因开口部139a 处于100%开口状态，故而压力调整用可动板150a位于0。/。的移动位置， 同样，因为开口部139c也处于100%开口状态，故而压力调整用可动 板150c也位于0%位置关系。所谓气体流路切换操作是指如上所述，使板状转动阀体134从n 位置转动90°至s位置，使处理气体从流入专用通道Ll流入且从流入/ 出通道L4流出，同时，使再生气体从流入/出通道L2流入且从流出通 道L3流出。从Ll流入的流量与从L2流入的流量通过流量测量 调整装置而
调整为相同流量。本发明中，从位于n位置或s位置的板状转动阀体134a以及134b 起动以变换位置，而离开框形阀座133b及133d的瞬间开始，为使至 此之前一直流动的从LI至L2的流动、及从L4至L3的流动立刻停止， 而通过该测量 调整装置调整静压。通过如此的静压调整，在进行该 位置变换的较短时间内，产生从Ll经过Rl及R2至R3，进而从R3 至L3的流动，与从L1经过R1以及R4至R3，进而从R3至L3的流 动，即，从L1至L3的流动。图8(A)、 (B)表示仅在进行该切换时所产生的从流入专用通道Ll 至流出专用通道L2的流动的产生状况。其中，图8表示应转动90°的 板状转动阀体134，在转动45。后恰好达到中间之时，从L1流入的处 理气体的流动状况。然而，在板状转动阀体134起动而产生从流入专用通道U至流出 专用通道L3的流动后，由于开口部成为139a、 139b、 139c、 139d等4 处，此状态下流出通道L3上的静压会上升，而在板状转动阔体134停 止，气体流路切换(位置变换)结束时静压会下降，而产生静压变化。因 此，必须将L3上的静压保持为气体流路切换前从L2至L3的流动时的 静压。为了保持静压，在使板状转动阀体134起动之前，预先移动调整 压力调整用可动板150b以及150d，使其开口部139b以及139d具有必 要的开口率的位置即可。例如，若开口率必须设为70%，则预先使可 动板150b以及150d移动至开口率縮小30%的位置。如此，本发明的四通道自动切换阀具有如下的重大特性，即，在 气体流路切换时(通气模式变换时)，即便移动压力调整用可动板150b 以及150d，也在丝毫会影响从Ll至L2的流动状况以及从L4至L3的 流动状况下，而可顺利进行。本发明的四通道自动切换阀，因具有如 此的特性，故而不仅可用于构筑空气净化装置，进而也可构筑洁净调 温 调湿空气供给装置或干燥空气供给装置等后述的使用有批次式变 温吸附的各种装置。本发明中，如此，因为在板状转动阀体134转动90。后到达s位置 之时，开口部139b以及139d的开口率必须为100%，故而在板状转动
阀体134的动作时间内，使压力调整用可动板150b以及150d与板状 转动阀体134的动作同步，而从30%位置移动至0%位置。为了进行位置变换，而起动板状转动阀体134，从而产生从L1至 L3的流动时，若L3上的静压变动仍较小，则仅利用2片可动板150b 或150d中的任1片可动板便可充分调整开口部。因作为可动板驱动装置的驱动体分别安装于各可动板，且个别驱 动所述驱动体，故而可同时驱动2片可动板，也可驱动任l片可动板。相反，板状转动阀体位于s位置且进行气体流路切换的时，在起 动板状转动阀体134之前，通过流量的测量 调整装置调整从流入通 道L1流入的处理气体的流量、与从流入/出通道(l)L2流入的再生气体 的流量，此外，使用静压测量 调整装置进行调整，使从流入通道L1 至流入/出通道(2工4的流动、与从流入/出通道(l)L2至流出通道L3的 流动停止。进而在板状转动阀体134起动时与停止时，调整而移动可动板150a 以及150c，使开口部139a以及139c位于可保持L3上的静压所必需的 开口率的位置。(气体流路切换时的气体的流动状况等，(3型)在图7所示的p型中，基本上与a型相同，但为求周详，以下进 一步加以详细说明。该(3型中，将板状转动阀体134a以及134b配置 于小室R3与小室R1内，且转动角度为90。。而且，将板状转动阀体 134a位于封闭框形分隔板132b的开口部139b的位置上、且板状转动 阀体134b位于封闭框形分隔板132d的开口部139d的位置上的情形作 为板状转动阀体134的n位置，将板状转动阀体134a位于闭塞框形分 隔板132a的开口部139a的位置、且板状转动阀体134b位于闭塞框形 分隔板132c的开口部139c的位置的情形作为板状转动阀体134的s 位置。卩型的情形与上述a型的情形完全相同，板状转动阀体134也位于 n位置，且在直至气体流路切换操作之前为止，处理气体从L1流入且 从L2流出。同时，再生气体从L4流入且从L3流出。而且，将从U 流入的流量与从L4流入的流量通过流量测量 调整装置调整为相同流 此外，因为开口部139a开口率为100%，故而，可动板150a位于 0%的移动位置，开口部139c的开口率也为100%，故而可动板150c 也位于0%的移动位置。气体流路切换操作为使板状转动阀体134从n位置转动90°至s 位置，处理气体从L1流入且从L4流出，同时，再生气体从L2流入且 从L3流出。而且，以如下的方式通过静压测量 调整装置进行静压调整，艮口， 板状转动阀体134a以及134b起动，且从离开框形阀座133b以及133d 的瞬间开始，使从Ll至L2的流动与从L4至L3的流动停止。通过如 此调整，产生从L1至L3的流动。然而，在板状转动阀体134起动而产生从L1至L3的流动时，开 口部成为139a、 139b、 139c、 139d所述4处，故而，此状态下L3上 的静压上升，且在板状转动阀体134停止的气体流路切换结束时静压 下降，而产生静压变动。必须使L3上的静压保持为流路切换前从L2 至L3的流动的静压。因为卩型阀中，板状转动阀体134a在小室R3内 转动、且板状转动阀体134b在小室Rl内转动，故而与a型相比，其 静压变动较大。特别是当板状转动阀体转动至45。时静压变动最大。为了保持静压而在起动板状转动阀体134之前，预先移动调整可 动板150b以及150d，使其到达开口部139b以及139d具有必要的开口 率的位置。例如，若必须将开口率设为60%，则预先使可动板150b以及150d， 移动至开口率縮小40%的位置。如上所述，本发明的四通道自动切换阀具有如下的重大特性，艮口， 在使可动板150b以及150d移动时，在不影响从Ll至L2的流动状况 以及从L4至L3的流动状况下，即可顺利进行。P型阀也同样，此特 性可构筑使用有各种批次式变温吸附的装置。而且，在板状转动阀体134转动90。而到达s位置之时，开口部13% 以及139d的开口率必须为100%，故而在板状转动阀体134的动作时 间内，使可动板150b以及150d与板状转动阀体134同步从40%位置 移动至0%位置。若起动板状转动阀体134而产生从Ll至L3的流动，而L3的静压
变动仍较小之时，通过压力调整用可动板150b或150d中的任1片可 动板便可充分调整开口部。由于安装有个别可动板的驱动体(驱动装置)，且对所述进行个别驱 动，故而可同时驱动2片可动板，也可驱动任l片可动板。相反，当板状转动阀体位于s位置且进行流路切换之时，在起动 板状转动阀体134之前，对于从Ll流入的处理气体的流量与从L2流 入的再生气体的流量通过流量测量 调整装置进行调整，此外，使用 静压测量 调整装置进行调整，使得从Ll至L4的流动与从L2至L3 的流动停止。进而在板状转动阀体134起动时与停止时，调整移动可动板150a 以及可动板150c的位置，使开口部139a以及139c具有可保持L3的 静压所必需的开口率。在进行该调整时，在丝毫不影响从L1至L4的 流动与从L2至L3的流动状况下，即可顺利进行。(第一阀以及第二阀的组合使用)本发明的四通道自动切换阀，无论是a型还是|3型均具有如上所 述的流路切换功能(通气模式变换功能)，但最好在实际上进行使用之 时，将2个阀加以组合使用。图10 图12表示作为本发明第一适用例的使用有包括图9所示的 第一系列、第二系列的批次式变温吸附的空气净化装置中，第一四通 道自动切换阀(以下称为"第一阀"。)、及第二四通道自动切换阀(以下 也称为"第二阀"。)内在通气模式切换时的处理空气导管、再生空气导 管、第一系列导管、第二系列导管、供给空气导管、排出空气导管以 及存在于各自内部的空气的流动方向的说明图。另外，在此，将第一阀、第二阀均设为a型。此外，开口部形状 为正方形，其面积为流入通道Ll截面积的85n/。，板状转动阀体面积为 其开口部面积的1.2倍。其中，图10 12为将处理空气从第一系列切 换至第二系列，将再生空气从第二系列切换至第一系列的情形。以下，在图中，"I"表示处理空气的流动，"I'"表示再生空气的 流动，"n"与"n'"分别表示因第一阀108以及第二阀111所导致的空 气流动停止的状态。此外，因将处理空气从第二系列切换为第一系列，将再生空气从
第一系列切换为第二系列的情形与图10 图12同样，故而省略详细说 明。如上所述，将处理空气或再生空气的通气从第一系列切换至第二 系列或者从第二系列切换至第一系列称为通气模式切换。在图10(A)所示的第一阀(第一系列阀)108，处理空气导管流出空气 155，从第一阀流入专用通道Ll流入，且从与第一系列导管连接的第 一阀流入/出通道(l)L2流出。另一方面，第二系列导管流出空气157， 从第一阀流入/出通道(2)L4流入，且从第一阀流出通道L3流出。此时， 第一阀板状转动阀体134如图IO(A)所示，位于0°的n位置且为静止。而且，关于图lO(A)所示的第二阀(第二系列的阀)lll，再生空气导 管流出空气161从第二阀流入专用通道L1流入，且从与第二系列导管 连接的第二阀流入/出通道(2)L4流出。另一方面，第一系列导管流出空 气159，从第二阀流入/出通道(l)L2流入，且从第二阀流出通道L3流 出。此时，第二阀板状转动阀体134如图IO(A)所示，位于0。的s位置 且为静止。在图10 图12所示的第一阀108、第二阀111的任一阀，Pw表 示流入通道L1上的压力，Px表示流入/出通道L2上的压力，Py表示 流出通道L3上的压力，Pz表示流入/出通道L4上的压力。其次，为了进行用于流路切换的位置变换，使作为第一阀108以 及第二阀111的驱动装置的电动马达140同时作动，且使第一阀板状 转动阀体134沿逆时针方向旋转(正旋转)，使第二阀板状转动阀体134 沿顺时针方向旋转(负旋转)。图IO(B)中表示，两阀的电动马达开始运 行，且第一阀板状转动阀体134旋转至+22.5°，第二阀板状转动阀体 134旋转至-22.5°的状态。进行通气模式切换之前，如上所述，使用压力感测器107、 112分 别测量第一阀108、第二阀111的处理空气的静压，并将所述静压调整 为相等，且调整流量使处理空气与再生空气的流量相等。因此，如图9 所示，处理空气从第一闽108的流入/出通道(l)L2经过第一系列导管 IIO而达到第二阀111的流入/出通道(l)L2过程中所产生的压力损失， 与再生空气从第二阀111的流入/出通道(2)L4经过第二系列导管117至 第一阀108的流入/出通道(2)L4过程中所产生的压力损失相等。故而，开始进行通气模式切换的操作且从第一阀的板状转动阀体134以及第二阀的板状转动阀体134分别由框形分隔板间隔开的瞬间开始，第一阀与第二阀间的第一系列侧以及第二系列侧的静压变为相等，且流经第一系列导管110以及第二系列导管117的空气的流动停止。而且，处理空气立即从第一阀流入通道L1流入，且从第一阀流出 通道L3流出。另一方面，再生空气也立即从第二阀流入通道L1流入， 且从第二阀流出通道L3流出。该机制如先前使用图7 图8的说明。其为例如在使用有批次式变温吸附的空气净化装置中，将2个本 发明的四通道自动切换阀加以组合而使用时，以在完成上述通气模式 切换操作时所产生的现象(效应)，使与通气模式切换操作前相同流量的 空气无间断地从两阀(第一阀以及第二阀)的流出通道L3流出。可以说， 如此的现象具有上述图6所示的现有切换阀(以及使用其的切换方法) 所无法达到的显着效果。艮口，图IO(B)的状态下，第一阀流入/出通道(l)L2与流入/出通道 (2)L4，以及第二阀流入/出通道(l)L2与流入/出通道(2)L4的流动停止。(转动角度45。 67.5。)其次，图ll(C)表示第一阀板状转动阀体134以及第二阀板状转动 阀体134的位置分别达到+45°、 -45°的状态。在该状态下，流经第一阀 108与第二阀111间的第一系列导管110及第二系列导管117的空气的 流动处于停止状态。而且，保持处理空气以及再生空气的流动。进而，将第一阀板状转动阀体134以及第二阀板状转动阀体134 的位置，分别到达+67.5°、 -67.5°的状态表示于图ll(D)。该状态下，流 经第一阀108与第二阀111间的第一系列导管110及第二系列导管117 的空气的流动也与图ll(C)的状态相同。而且，保持处理空气以及再生 空气的流动。(通气模式变换完成)图12(E)中表示通气模式切换操作结束的状态，即，第一阀的板状 转动阀体134旋转至+90°的状态、第二阀板状转动阀体134旋转至-90° 的状态(第一阀完成从n至s的变换，第二阀完成从s至n的变换。)。 在同图的第一阀108，处理空气导管流出空气155，从第一阀流入通道 Ll流入，且从与第二系列导管连接的第一阀流入/出通道(2)L4流出。
另一方面，第一系列导管流出空气159，从第一阀流入/出通道(l)L2流 入，且从第一阀流出通道L3流出。而且，关于图12(E)中所示的第二阀111，再生空气导管流出空气 161从第二阀流入通道L1流入，且从与第一系列导管连接的第二阀流 入/出通道(l)L2流出。另一方面，第二系列导管流出空气157从第二阀 流入/出通道(2)L4流入，且从第二阀流出通道L3流出。在图12(E)的状态下，处理空气、再生空气的静压以及流量也保持 为与图IO(A)同等的状态。另一方面，第一阀板状转动阀体134旋转至+90°后停止，且第二 阀板状转动阀体134旋转至-90°后停止。此外，从通气模式切换操作开始至结束的时间，因压力变动、流 量变动的容许精度不同而不同故而无法统一限定，但由于在进行通气 模式切换的过程中，从第一阀的流出通道L3流至排出空气导管的空气 为处理空气，从第二阀的流出通道L3流至供给空气导管的空气为再生 空气，故而时间越短越好，通常为0.1 20秒，较好是0.1 10秒，更 好是0.1 5秒，最好是0.1 1秒。另一方面，从设计 制作方面而言，关于a型阀，较妥当的是框 形分隔板132b与132c，或132d与132a的交差角度为60°至120°的范 围内。若未达60°，则难以安装通道。故而，板状转动阀体134的转动 角度会成为120°至60°，由此加上用以将板状转动阔体134密接于框形 阀座133的挤压角度2°，则实际转动角度成为62° 122°。此外，如图10(B)、图ll(C)、 (D)所示，a型阀中，在板状转动阀 体134a以及134b离开框形分隔板132a 132d的状态下，板状转动阀 体134a以及134b与开口部139a 139d的位置关系，第一阀108中相 对于处理空气导管流出空气155的开度不可能经常达到100%，且，第 二阀111中相对于再生空气导管流出空气161的开度不可能经常达到 100%。即，产生较佳的隔板效应，即，成为使板状转动阀体134a以及 134b对于处理空气导管流出空气155、再生空气导管流出空气161的 流动增加压力损失的隔板，且使通过第一阀108的处理空气导管流出 空气155的压力损失增大。此外，使通过第二阀111的再生空气导管 流出空气161的压力损失增大。(正常运转期间与通气模式切换时的压力变动)在第一阀108的板状转动阀体134位于n位置，第二阀111的板 状转动阀体134位于s位置，且用第一系列进行吸附操作，用第二系 列进行再生操作的期间，图9所示的处理空气，从第一阀108的流入 通道L1经过同阀的流入/出通道G)L2而流至第一系列导管110且通过 第一系列吸附材料单元109，从第二阀111的流入/出通道(l)L2流至同 阀的流出通道L3。其间的压力损失AP1为第一阀流入通道L1上的压 力Pwl与第二阀流出通道L3上的压力Py2的差APl二Pwl—Py2。另一方面，如上所述，进行通气模式切换时，在该通气模式切换 之前，通过上述的静压的测量 调整装置将第一阀的流入通道L1的压 力，B口，处理空气的压力Pwl与第二阀的流入通道Ll的压力，g口，再 生空气的压力Pw2调整为相等。故而，通气模式切换时，第二阀111 的流入通道L1与同阀的流出通道L3间的压力损失AP2为第二阀111 的流入通道Ll上的压力Pw2与通气模式切换时的第二阀111的流出通 道L3上的压力Py2的差AP2二Pw2—Py2二Pwl—Py2。此外，处理 空气与再生空气的流量，也通过流量测量 调整装置而调整为相等。当然，由于AP1〉AP2，故而PyKPy2。即，通常通气模式切换 会导致产生压差变动，即第二阀111的流出通道L3上的压力上升，此 非常不佳的变动。然而，在将本发明的2个四通道自动切换阀加以组合使用的图9 的装置中，通过第一系列吸附材料单元109a以及109b之间的压力损 失，小于后述的图13所示的[适用例2]及图14所示的[适用例3]。此外， 如上所述，由于板状转动阀体134转动时，第二阀111的板状转动阀 体134产生的隔板效果，因而Py2 —Pyl，故而无论Py2如何变大，均 可将压差变动幅度抑制在容许精度内。此外，将第二阀111设为P型时，与上述a型的情形相比Py2较 大。进而，进行通气模式切换时，与第二阀111的流出通道L3的压差 变动的同时，第一阀108的流出通道L3中也在排出空气的流动时产生 压差变动，但可通过同阀的板状转动阀体134转动时所产生的隔板效 果，而将压差变动幅度抑制在充分容许精度内。(干燥空气供给装置的可动板的作用)
图13表示具有2个本发明四通道自动切换阀的批次式变温吸附的干燥空气供给装置180，也表示适用于该装置时的压力调整用可动板的作用。在第一系列导管110，连接有第一系列No.l除湿单元163a、第一 系列加热器165a、第一系列冷却器166a、第一系列No.2除湿单元164a、 及第一系列分配器167a，此外，在第二系列导管117中，连接有第二 系列No.l除湿单元163b、第二系列加热器165b、第二系列冷却器166b、 第二系列No.2除湿单元164b、及第二系列分配器167b。图13所示的处理空气，从第一阀108的流入通道Ll经过同阀的 流入/出通道(l)L2，流入第一系列导管llO且通过第一系列No.l除湿 单元163a、第一系列加热器165a、第一系列冷却器166a、第一系列 No.2除湿单元164a、第一系列分配器167a，从第二阀111的流入/出通 道(1)L2流至同阀的流出通道L3。其间的压力损失AP1为第一阀流入 通道Ll的压力Pwl与第二阀流出通道L3的压力Py2的差API =Pwl _Py2。另一方面，在进行通气模式切换之前，通过上述静压测量 调整 装置将第一阀的流入通道L1的压力，即处理空气的压力Pwl，与第二 阀的流入通道L1的压力，即再生空气的压力Pw2调整为相等。以使 通气模式切换前的第二阀111的流出通道L3的压力Pyl，与通气模式 切换时的第二阀111的流出通道L3的压力Py2成为相等的方式，使可 动板150a与150c移动且调整为通气模式切换前的压差。由此，第二 阀111的流入通道L1与同阀的流出通道L3间的压力损失AP2，在通 气模式切换前与通气模式切换时相等，为AP2二Pw2 —PyZzPwl-PySo 如此，可将通气模式切换时的压差变动，抑制于容许精度内。此 外，直至通气模式切换结束，使可动板150a与150c与板状转动阀体 134的动作同歩而分别移动至0%位置，使得开口部139a与139c的开 口面积成为100%。若以在通气模式切换前不使可动板150a与150c移动，而在开口 部139a与139c的开口面积保持为100%之下，实行通气模式切换，则 △P1>AP2，故而PyKPy2，而产生压差变动，g卩，产生第二阀111 的流出通道L3的压力上升的变动，故非常不佳。
此外，在进行通气模式切换时，与第二阀111的流出通道L3的压差变动的同时，也在第一阀108的流出通道L3在排出空气的流动时产 生压差变动。为了抑制此变动，在进行通气模式切换之前使可动板150b 与150d移动且进行压差调整。进而直至通气模式切换结束，使可动板 150b与150d与板状转动阀体134的动作同步而分别移动至0%位置， 使得开口部13%与139d的开口面积成为100%。 (洁净调温 调湿空气供给装置)图14表示洁净调温 调湿空气供给装置，也可将该洁净调温 调 湿空气供给装置l卯的通气模式切换时的压差变动，与上述图13的干 燥空气供给装置的情形同样抑制在容许精度内。如以上详述，本发明的四通道自动切换阀，最好具有图1 图2 以及图4 图5所示的压力调整用可动板150及其驱动体(驱动装 置)151，如此，成为具有可变更开口部的开口率的机构，故而可获得具 有现有的切换阀所不具有的新颖特性的划时代性切换阀，即在进行切 换操作开始之前，在丝毫不扰乱该时刻的流动状态下即可设定为特定 开口率，且可将静压变动、压差变动、流量变动抑制在容许精度内。[适用例i](对空气净化装置的适用例:i图9系表示将本发明四通道自动切换阀，适用于含有第一系列以 及第二系列的空气净化装置130的例示，且作为该第一系列阀(称为"第 一阀"108。)与第二系列阀(称为"第二阀"lll。)而加以适用。该第一阀108的流入通道L1与处理空气导管106连接，同阀的流 入/出通道(l)L2与第一系列导管110连接，同阀的流入/出通道(2:)L4与 第二系列导管117连接，且同阀的流出通道L3与排出空气导管113连 接。此外，第二阀111的流入通道L1与再生空气导管120连接，同阀 的流入/出通道(l)L2与第一系列导管110连接，同阀的流入/出通道 (2)L4与第二系列导管117连接，同阔的流出通道L3与供给空气导管 115连接。进而，在处理空气导管106配设有处理空气口 101、处理空气过滤 器102、处理空气鼓风机103、处理空气流量感测器104、及处理空气 调节挡板105。进而，在第一系列导管110，配设有第一系列吸附剂单元109a以 及109b。此外，第一系列吸附剂单元109a为收纳具有选择性吸附除去 碱性分子状污染物质的性能的蜂窝状、褶状、波状吸附剂的容器，且 第一系列吸附剂单元109b为收纳具有选择性吸附除去酸性及/或有机 性分子状污染物质的性能的蜂窝状、褶状、波状吸附剂的容器。选择 性吸附碱性物质的材料，可使用含有钛以及硅的二元系复合氧化物， 含有钛以及锆的二元系复合氧化物，或含有钛、硅、锆的三元系复合 氧化物等。此外，作为选择性吸附有机性物质及/或酸性物质的材料， 可使用活性炭、活性焦炭、石墨碳、活性碳纤维、沸石、硅胶等。在第二系列导管117，配设有第二系列吸附剂单元118a以及118b。 第二系列吸附剂单元118a以及118b的构成也与第一系列相同。此外，在图9的空气净化装置130，根据上述理由，未必需要压力 调整用可动板与其驱动体，故而使用2个不具备所述的四通道自动切 换阔。所述均为a型。(再生空气、供给空气、排出空气、处理空气)在与再生空气相关的再生空气导管120，配设有再生空气口 119、 再生空气过滤器121、再生空气鼓风机122、再生空气流量感测器123、 再生空气调节挡板124、再生空气冷却器125、及再生空气加热器127， 而构成再生装置。在与供给空气相关的供给空气导管115，配设有供给过滤器128与 供给空气口 116,此外，在与排出空气相关的排出空气导管113配设有 排出空气口 114。为了自动进行通气模式切换，且将压力、流量的变动 抑制于容许精度内，而具有切换控制器129。处理空气，如图9所示，从处理空气口 101流入空气净化装置130 且从第一阀108流过第一系列导管110，经过第二阀111而从供给空气 口 116供给。再生空气，从再生空气口 119流入空气净化装置130，调整为既定 的流量、温度且从第二阀111流过第二系列导管117，经过第一阀108， 而从排出空气口 114排出。如以上图9所明示，若根据使用2个本发明四通道从动切换阀的 本发明中的空气净化装置构成，则可完全不需要图6所示的现有空气 净化装置所必需的8个开关阀与8处分岐/合流点。此外，也不需要图6的现有装置中吸附单元上游侧与下游侧所必需的各2个系统导管。 (正常操作)在图9，目前，因正常操作为用第一系列进行吸附操作、用第二系 列进行再生操作的通气模式，故而从第一阀108流入第一系列导管110 的处理空气，在通过第一系列吸附剂单元10%以及109a期间，吸附 除去分子状污染物质至既定浓度，而将其净化。另一方面，将从第二阀111流入第二系列导管117的再生空气， 在进行脱离操作时利用再生空气加热器127加热至既定温度，使通过 第二系列吸附剂单元118a以及118b期间所吸附的分子状污染物质脱 离，而从第一阀108流入排出空气导管113并从排出空气口 114排出。其间，再生空气冷却器125停止。进行下一冷却操作时，再生空 气由再生空气冷却器125冷却至既定温度且在通过吸附剂单元118a以 及118b期间，进行脱离操作时实施加热且将升温的吸附剂冷却至处理 空气温度附近。构成第一阀108以及第二阀111框体部的侧板、顶板、底板、框 形分隔板、旋转轴、及板状转动阀体，最好具有隔热功能，由此可抑 制处理空气(供给空气)与再生空气之间的热移动。(通气模式的切换)此外，在图9中，通气模式的切换操作为使处理空气从第一系列 切换至第二系列、使再生空气从第二系列切换至第一系列且进行通气 的操作，且为自动地进行使第一阀108与第二阀111根据切换控制器 的输出信号，在设定时刻同时且短时间作动的操作。另一方面，在进行切换操作之前，通过处理空气流量感测器104、 第一阀压力感测器107、再生空气流量感测器123、第二阀压力感测器 112、处理空气鼓风机103、处理空气调节挡板105、再生空气鼓风机 122、再生空气调节挡板124的测量 调整装置与切换控制器129，自 动地将处理空气的流量与压力以及再生空气的流量与压力调整为如下。在调整处理空气的流量与压力以及再生空气的流量与压力时，将 通过处理空气流量感测器104测出的流量测量值F1与通过再生空气流 量感测器123测出的流量测量值F2输入至切换控制器129，此外，将 通过第一阀压力感测器107测出的压力测量值P1与通过第二阀压力感测器112测出的压力测量值P2输入至切换控制器129。基于所述测量值进行运算处理，且将控制信号G4从切换控制器 129输出至处理空气鼓风机103，将控制信号G3从切换控制器129输 出至处理空气调节挡板105。此外，将控制信号G7从切换控制器129 输出至再生空气鼓风机122，且将控制信号G6从切换控制器129输出 至再生空气调节挡板124。处理空气的流量与压力以及再生空气的流量与压力的调整结束 后，同时将驱动用控制信号Gl与G2从切换控制器129输出至第一阀 108的电动马达与第二阔111的电动马达，使第一阀108的板状转动阀 体逆时针起动，此外，同时使第二阀111的板状转动阀体顺时针起动， 且在0.75秒转动90。并同时停止，而结束通气模式切换操作。在该0.75秒的切换期间内将供给空气的流量变动、压力变动均抑 制在5%以内。通过该切换使再生空气流动至第一系列，使处理空气流动至第二 系列。而且完全不会产生处理空气或再生空气不流动而滞留的所谓"积 存"或"沈淀"处。此外，将处理空气从第二系列切换至第一系列、将再生空气从第 一系列切换至第二系列的通气模式切换操作，显然与上述同样地进行， 故而省略详细说明。[适用例2](对通过批次式变温吸附的干燥空气供给装置的适用例) 图13是将本发明的四通道自动切换阀，适用于利用含有第一系列 以及第二系列的批次式变温吸附的干燥空气供给装置180的例示，且 为具有2个该四通道自动切换阀的干燥空气供给装置180的说明图， 该2个四通道自动切换阀作为第一系列阀(第一阀108)以及第二系列阀 (第二阀111)。(处理空气、排出空气、再生空气、供给空气)第一阀108的流入通道L1与处理空气导管106连接，同阀的流入 /出通道(1)L2与第一系列导管110连接，同阀的流入/出通道(2)L4与第 二系列导管117连接，同阀的流出通道L3与排出空气导管113连接。此外，第二阀111的流入通道L1与再生空气导管120连接，同阀
的流入/出通道(l)与第一系列导管110连接，同阀的流入/出通道(2)L4 与第二系列导管117连接，同阀的流出通道L3与供给空气导管115连 接。此外，在图13的干燥空气供给装置180中，使用2个具有可动板 与其驱动体的四通道自动切换阀，均为a型。进而，在处理空气导管106，配设有处理空气口IOI、处理空气过 滤器102、处理空气鼓风机103、处理空气流量感测器104、及处理空 气调节挡板105。此外，在第一系列导管110，配设有第一系列No.l除湿单元163a、 该No.2除湿单元164a、第一系列加热器165a、该冷却器166a、第一 系列分配器167a，且在第二系列导管117，配设有与第一系列相同的 机器。各除湿单元为收纳具有吸附除去空气中水分的性能的蜂窝状、褶 状、波状吸附剂的容器。作为如此吸附剂，可使用沸石、硅胶、氧化 铝等。以使再生空气从第一系列导管110与第二系列导管117的两导管 分岐且吸入的方式配置导管。即，在设置于第一系列No.2除湿单元164a 下游的第一系列分配器(分岐点)167a，分岐第一系列导管110与第一系 列再生空气导管120a。将第一开关阀168设置于第一系列再生空气导 管120a中。同样，在设置于第二系列No.2除湿单元164b下游的第二系列分 配器(分岐点)167b，分岐第二系列导管117与第二系列再生空气导管 120b。将第二开关阀169设置于第二系列再生空气导管120b。其次，将第一系列再生空气导管120a与第二系列再生空气导管 120b加以集合而作为再生空气导管120。在再生空气导管120，配设有 再生空气冷却器125、再生空气鼓风机122、再生空气预热器126、及 再生空气加热器127。在供给空气导管115，配设有供给空气过滤器128与供给空气鼓风 机175、供给空气口 116，在排出空气导管113配设有排出空气口 114。进而，具有2个本发明四通道自动切换阀的干燥空气供给装置 180，具备有切换控制器129，该切换控制器129用于自动地进行通气
模式切换，且将压力与流量及压差的变动抑制在容许精度内。 (处理空气)如图13所示，使处理空气从处理空气口 101流入干燥空气供给装置180，且从第一阀108流至第一系列导管110，经过第一系列No.l 除湿单元163a、第一系列冷却器166a、第一系列No.2除湿单元164a， 利用第一系列分配器167a分成两部分且以等流量流至第一系列导管 110与第一系列再生空气导管120a。处理空气，在通过两除湿单元163a、 164a期间其水分将被除去至既定露点，例如-100。C的湿度，进而，流 过第一系列导管IIO且经过第二阀111，成为供给空气。将该供给空气， 从供给空气口 116供给至下一装置。此外，供给空气鼓风机175为根 据需要而安装。安装其之时，最好选定不会从机器外吸收外部空气的 高机密性机种。 (再生空气)图13表示以第一系列进行吸附操作、以第二系列进行再生操作的 状态。如图13所示，再生空气，从第一系列分配器167a流入第一系列 再生空气导管120a且向下流过处于打开状态的第一开关阀168，并从 与第二系列再生空气导管120b的合流点流入再生空气导管120，经过 再生空气冷却器125、再生空气鼓风机122、再生空气预热器126、再 生空气加热器127，从第二阀111流入第二系列导管117。在图13中，再生空气经过第二系列分配器167b，顺次向下流过第 二系列No.2除湿单元164b、第二系列冷却器166b、第二系列加热器 165b、第二系列No.l除湿单元163b，且流入第一阀108。再生空气从 第一阀108流入排出空气导管113，且经过再生空气预热器126从排出 空气口 114排出至系统外部。此时，因为第二开关阀169处于关闭状 态，故而再生空气不会流入第二系列再生空气导管120b内。将该状况 用虚线表示于图13。在图13，为以第一系列进行吸附操作、以第二系列进行再生操作 的通气模式的状态，故而第一系列加热器165a的加热停止，且第一系 列冷却器166a的冷却作动。此外，以第二系列进行的再生操作为脱离 操作之时，再生空气加热器127作动，第二系列冷却器166b的冷却停
止，且第二系列加热器165b的加热作动。进而，以第二系列进行的再生操作为冷却操作之时，再生空气冷却器125与第二系列冷却器166b作动，而再生空气加热器127与第二 系列加热器165b停止。此外，因为在图13中，流入第一阀108以及第二阀111的处理空 气(供给空气)与再生空气的温度也有较大差异，故而通常会产生热移 动。然而，在本发明的四通道自动切换阀中，设该阀的侧板、顶板、 底板、框形分隔板、旋转轴、板状转动阀体的较佳构成为具有隔热功 能，故而实质上可抑制处理空气(供给空气)与再生空气之间的热移动。(通气模式的切换)通气模式的切换操作，在图13的装置中，为使处理空气从第一系 列切换为第二系列、使再生空气从第二系列切换为第一系列且进行通 气的操作，且为自动地进行使第一阀108与第二阀111通过切换控制 器的输出信号，在设定时刻同时且短期间作动的操作。另一方面，将以第一系列进行吸附操作、以第二系列进行再生操 作的通气模式，切换为以第一系列进行再生操作、以第二系列进行吸 附操作的通气模式时，在进行切换操作之前，通过处理空气流量感测 器104、第一阀压力感测器107、第二阀压力感测器112、处理空气鼓 风机103、处理空气调节挡板105的测量，调整装置与切换控制器129， 将处理空气的流量与压力、以及再生空气的流量与压力自动地调整为 如下。艮口，在调整处理空气的流量与压力以及再生空气的流量与压力时， 将通过处理空气流量感测器104测出的流量测量值F1与通过再生空气 流量感测器123(未图示)测出的流量测量值F2(未图示)输入至切换控制 器129，此外，将通过第一阀压力感测器107测出的压力测量值P1与 通过第二阀压力感测器112测出的压力测量值P2输入至切换控制器 129。基于所述测量值进行运算处理，且分别将控制信号G3从切换控制 器129输出至处理空气鼓风机103，将控制信号G8从切换控制器129 输出至处理空气调节挡板105。其次，将第一阀的流入通道L1与同阀的流出通道L3间的压差， 根据切换控制器129的输出信号G7，使板状转动阀体134位于n位置 的第一阀的压力调整用可动板150b与150d移动至既定位置，以此方 式进行调整。此外，将第二阀的流入通道L1与同阀的流出通道L3间 的压差，以板状转动阀体134处于s位置的第二阀的可动板150a'与 150c'通过来自切换控制器129的输出信号G10移动至既定位置的方式 进行调整。其后，因为通过切换控制器129使第一阀108与第二阀111 同时且短时间作动，将处理空气从第一系列切换至第二系列，将再生 空气从第二系列切换至第一系列，故而可将供给空气的流量变动以及 压力变动暨压差变动抑制在5%以内。5%以内的变动为通常操作时的 变动精度，且设定为供给空气的所述变动不会对下一步骤的操作产生 影响的值。此外，将处理空气从第二系列切换至第一系列、将再生空气从第 一系列切换至第二系列的通气模式切换操作也与上述同样地进行。 (作用以及效果)因将第二系列No.2除湿单元164b以及第二系列No.l除湿单元 163b的吸附剂用于进行脱离再生，且流入第一阀108的再生空气的温 度通常为5(TC以上，故而使该再生空气流入排出空气导管113后，通 过再生空气预热器126，与从再生空气导管120流入空气预热器126 的常温再生空气进行热交换，由此可进行使再生空气升温的预热。另 一方面进行使成为排出空气的再生空气降温的热回收。因此，可通过 设置此操作，而节约再生空气加热器127的加热量并省能。另一方面，具有2个本发明的四通道自动切换阀的批次式变温吸 附的干燥空气供给装置180中，因为将通过第一系列No.2除湿单元 164a的空气分成两部分，且从第一系列导管110流入第二阀111并成 为供给空气的空气的水分浓度(绝对湿度)与切换时流入第二阀111的再 生空气的水分浓度(绝对湿度)为同一，故而完全不会因通气模式切换操 作而导致产生水分浓度变动。此外，滞留在图13的第二系列再生空气 导管120b内的空气也与供给空气的水分浓度(绝对湿度)相同，故而完 全不会因通气模式切换操作而导致产生水分浓度变动。此外，因为将通过第一系列No.2除湿单元164a的空气，作为再 生空气加热之后通入第二系列No.2除湿单元164b以及No.l除湿单元
163b且用于脱离，故而可实施彻底的脱离 再生，且作为供给空气的干燥空气的水分浓度稳定，可经常供给露点-80。C以下的空气。[适用例3](适用于利用批次式变温吸附的洁净调湿 调温空气供给装置)图14为将本发明四通道自动切换阀，适用于含有第一系列以及第 二系列的批次式变温吸附的洁净调温'调湿空气供给装置190的例示， 且作为该第一系列阔(称为"第一阀"108。)与第二系列阀(称为"第二 阀"lll。)而适用。第一阀流入通道L1，与处理空气导管106连接，同阀的流入/出通 道(1)L2与第一系列导管110连接，同阀的流入/出通道(2)L4与第二系 列导管117连接，同阀的流出通道L3与排出空气导管113连接。此外，第二阀流入通道L1与再生空气导管120连接，同阀的流入 /出通道(1)L2与第一系列导管110连接，同阀的流入/出通道(2)L4与第 二系列导管117连接，同阀的流出通道L3与供给空气导管115连接。此外，在图14的洁净调温 调湿空气供给装置190的第一阀108 与第二阀lll，使用具有可动板与其驱动体的四通道自动切换阀。设所 述均为a型。(再生空气、供给空气、处理空气、再生空气)此外，在第一系列导管110，配设有第一系列净化单元170a、该 第一系列No.l除湿单元163a、及第一系列加热器165a。在再生空气导管120，配设有再生空气口 119、再生空气过滤器121、 再生空气鼓风机122、再生空气流量感测器123、再生空气调节挡板 124、再生空气冷却器125、再生空气加热器127、及再生空气预热器 126，而构成再生装置。在供给空气导管115配设有供给空气冷却器173、供给空气加湿器 174、供给空气鼓风机175、及供给空气口 116，且在排出空气导管113 配设有再生空气预热器126与排出空气口 114。进而，具有2个本发明四通道自动切换阀的洁净调温 调湿空气 供给装置190中，为自动地进行通气模式切换，且将压力与流量及压 差变动抑制在容许精度内，而具有切换控制器129。在图14中，使处理空气从处理空气口 101流入洁净调湿 调温空
气供给装置190，且从第一阀108向下流至第一系列导管110，经过第 一系列净化单元170a、第一系列加热器165a，流至第一系列No.l除湿 单元163a。处理空气，在通过该净化单元170a期间将分子状污染物质 除去至既定浓度，进而在通过该除湿单元163a期间也将水分除去至既 定露点湿度以下，且经过第二阀111以供给空气冷却器173进行调温， 以供给空气加湿器174进行湿度调整，以供给空气鼓风机175进行升 压之后，成为供给空气并从供给空气口 116供给。在图14的洁净调湿 调温空气供给装置190中所使用的净化单元 170a、 170b，为收纳有与图6以及图9所使用的净化单元109、 118同 样的蜂窝状吸附剂的容器。此外，除湿单元163，为收纳有与图13的 干燥空气供给装置180所使用的No.l除湿单元163a、 163b同样的蜂 窝状除湿用吸附剂的容器。再生空气从再生空气口 119流入洁净调湿*调温空气供给装置190 且调整为既定流量、温度，并从第二阀111流过第二系列导管117，经 过第一阀108从排出空气口 114排出。在图14中，因以第一系列进行吸附操作、以第二系列进行再生操 作，故而第一系列加热器165a的加热停止，且第二系列的再生操作为 脱离操作之时，再生空气加热器127与第二系列加热器165b的加热作 动。此外，以第二系列进行的再生操作为冷却操作之时，再生空气冷 却器125作动，但是再生空气加热器127与第二系列加热器165b停止。进而，与适用于上述装置的情形同样，图14的装置中，流入、流 出至第一阀108、第二阀111的处理空气(供给空气)与再生空气(排出空 气)的温度也相差很大，故而会产生热移动。然而，本发明的四通道自动切换阀，因构成该阀框体部的侧板、 顶板、底板、框形分隔板、旋转轴、板状转动阀体较佳的构成是具有 隔热功能，故而可实质抑制处理空气(供给空气)与再生空气(排出空气) 之间的热移动。此外，因为第一阀108以及第二阀111的板状转动阀体134C参照 图3)与框形阀座133(参照图3)经由嵌入设置于框形阀座133的2条垫 圈槽154的垫圈而密接，故而处理空气(供给空气)与再生空气(排出空 气)即使压力不同也不会产生从压力较高侧向较低侧泄漏。进而，板状
转动阀体134与框形分隔板132之间的热移动较小。 (通气模式切换)通气模式的切换操作，在图14中，为使处理空气从第一系列切换 至第二系列、将再生空气从第二系列切换至第一系列且进行通气的操 作，且为自动地进行使第一阀108与第二阀111通过来自切换控制器 129的输出信号，在设定时刻同时且短时间作动的操作。另一方面，在进行切换操作之前，通过处理空气流量感测器104、 再生空气流量感测器123、第一阀压力感测器107、第二阀压力感测器 112、处理空气鼓风机103、处理空气调节挡板105、处理空气冷却器 171、再生空气鼓风机122、再生空气调节挡板124、再生空气冷却器 125、流量与压力的测量 调整装置与切换控制器129，自动地调整处 理空气的流量与压力、以及再生空气的流量与压力。对切换控制器129的测量信号的输入、控制信号的输出，与对适 用例1以及适用例2所进行的详述同样。进而，因为第一阀的板状转动阀体134位于n位置(参照图7)，故 而可通过第一阀的可动板150b自动地调整第一阀的流入通道L1与流 出通道L3间的压差，另一方面，因为第二阀的板状转动阀体134位于 s位置(参照图7)，故而可通过第二阀的可动板150c'自动地调整第二阀 的流入通道L1与流出通道L3间的压差。图14中虽未阐述阐述，但是 也将大气压、相对湿度、温度等测量信号输入至切换控制器129。(作用以及效果)具有本发明四通道自动切换阀的装置，以此方式，对处理空气的 流量与压力、以及再生空气的流量与压力进行调整，进而，对第一阀 的流入通道L1与流出通道L3间的压差以及第二阀的流入通道L1与流 出通道L3间的压差进行调整，通过切换控制器129使第一阀108与第 二阀111同时且短时间作动，且使处理空气从第一系列切换至第二系 列、使再生空气从第二系列切换至第一系列，由此可将供给空气的压 力变动，与适用例1以及适用例2同样，抑制在数％以内。此外，也可 将供给空气的温度变动抑制在士rC以内。进而，因为图14所示的洁净 调温 调湿空气供给装置190中无沈淀处，故而分子状污染物的浓度 变动也为容许精度内。(实测数据)图15表示具有2个本发明的四通道自动切换阀的图14所示的洁净调温 调湿空气供给装置的实际数据，且为表示以下的图表在第二阀111的流入通道L1以及流出通道L3安装具有高速取样功能的压力传感器，且从进行通气模式切换操作开始至结束的期间所测量 记 录的压力变动状况。在图15中，Pw为第二阀Ll的静压，Py为第二阀L3的静压。该 图表显示，如所明示般，本发明的阀即使实行切换时间为0.775秒、转 动角度为92。的切换操作，也可将再生空气的静压(=供给空气的静压) 的变动抑制在仅5%以内，此外，也可将压差Pw—Py的变动抑制在 5%以内。进而，因为在进行切换操作之前进行流量的测量 调整，故而流 动变动为容许精度内。如此，压差Pw—Py在切换时间内大致固定的 表示将流量保持为固定。若细査图15的数据，则可得出本发明是一具有划时代意义的技术 的结论，即在将2个本发明的四通道自动切换阀组合使用的批次式变 温吸附的洁净调温 调湿空气供给装置等系统，适用上述通气模式切 换方法，由此可将作为现有批次式变温吸附的各种系统实用上最大难 题的切换时流量变动、压力变动、以及压差变动抑制在容许精度以内。此外，本发明适于使用如下的方法，即，对于至少含有无尘室， 洁净棚，洁净台，含半导体制造装置、液晶显示器制造装置、有机EL 显示器制造装置的电子零件制造中所相关的装置，洁净隧道，洁净加 热炉，处理基板保护用保管库，随附于保管库、制造装置的移载装置， 装载机/卸载机，外壳，检查装置，以及装置辅助机械中之一而构成的 洁净电子零件制造 设施或洁净半导体制造设施 设备，供给净化空 气、干燥空气、洁净调温 调湿空气、净化氮气、干燥氮气、或洁净 调温 调湿氮气。此外，本发明的较佳对象为洁净电子零件制造 设施或洁净半导 体制造设施，设备，其至少包括无尘室，洁净棚，洁净台，含半导体 制造装置、液晶制造装置、有机EL制造装置的电子零件制造中所相关 的装置，洁净隧道，洁净加热炉，处理基板保护用保管库，随附于保
管库、制造装置的移载装置，装载机/卸载机，外壳，检査装置，以及 装置辅助机械中的之一，且含有空气净化装置、干燥空气供给装置、 洁净调温 调湿空气供给装置、净化氮气供给装置、干燥氮气供给装 置、以及洁净调温 调湿氮气供给装置中之一。 产业上的可利用性根据本发明的四通道自动切换阀，可仅通过2个该阀，而构筑具有2系列同等的吸附材料单元的批次式变温吸附(TSA)系统。本发明的四通道自动切换阀，因构成其框体部的顶板、底板、侧 板、框形分隔板、旋转轴、板状转动阀体可具有隔热功能，故而即便 该阀内的高温再生气体与低温处理气体或供给气体同时邻接而流动， 也可抑制从高温气体向低温气体的热移动，且吸附除去、脱离 再生 不会受到影响，而可同时实施。此外，在进行通气模式切换之前，根据切换控制器的输出信号， 将处理气体与再生气体的流量、压力(静压)、压差均控制为相同流量、 相同静压、相同压差，进而，使2个切换阀的驱动马达同时起动，且 同时停止，而且在0.1 20秒的短时间内进行动作，由此切换时的流量 与静压与压差的变动为容许精度内。使用本发明的四通道自动切换阀，可对于除去供给至无尘室、净 化室、迷你洁净环境的分子状污染物质直至达到ppb水平的空气或氮 气净化装置，除去分子状污染物质进而进行调温 调湿的洁净调温 调湿空气供给装置，洁净调温 调湿氮气供给装置，或供给去除水分 后直至露点-8(TC以下的干燥空气或干燥氮气的装置，可提供能够将切 换时的流量、静压、压差变动抑制在容许精度内而进行供给的使用有 批次式变温吸附的装置。如上所述，本发明的四通道自动切换阀的产业上可利用性非常大。
权利要求
1、一种四通道自动切换阀，其特征在于，具有框体部，其在内部具有空间部；框形分隔板，其具有将该空间部划分为4个小室R1、R2、R3、以及R4的开口部；板状转动阀体，其打开或封闭该框形分隔板的开口部；四通道，包括经常使设置于该经过划分的4个小室的气体流入的流入通道L1、交替使气体的流入与流出的流入/出通道(1)L2、经常使气体流出的流出通道L3、及与上述L2交替使气体流入与流出的流入/出通道(2)L4；以及，驱动装置，其使上述板状转动阀体在转动轴周围转动。
2、 根据权利要求l所述的四通道自动切换阀，其中，将上述小室 Rl、 R2、 R3、以及R4以如下顺序进行配置，即，安装有上述流入通 道L1的小室R1、以该R1为起点在上述旋转轴的顺时针旋转方向安装 有上述流入/出通道(l)L2的小室R2、安装有上述流出通道L3的小室 R3、以及安装有上述流入/出通道(2)L4的小室R4，且，上述Rl与上 述R3配置于以气体流路切换时使从上述Ll流入的气体流出至L3的 方式构成的对向位置，进而，上述板状转动阀体，以配置于上述R2以 及上述R4，或上述R1以及上述R3的方式而安装于上述旋转轴。
3、 根据权利要1或2所述的四通道自动切换阀，其中，上述开口 部形状为正方形、长方形、圆形、或椭圆形，在该开口部的内缘周边 部形成有框形阀座，且该开口部面积为选自上述流入通道L1截面积的 20 120%范围内的面积。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的四通道自动切换阀，其中， 上述板状转动阀体的形状，与上述开口部形状为相似形，且该板状转 动阀体的板面面积为选自大于封闭该开口部的面积且小于其面积1.3 倍的范围内。
5、 根据权利要求1至4中任一的四通道自动切换阀，其中，上述 框体部含有侧板、顶板、以及底板，该侧板、顶板、与底板以及上述 框形分隔板、上述旋转轴、及上述板状转动阀体具有隔热功能。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的四通道自动切换阀，其中，上述板状转动阀体的转动动作，是从起动至停止的动作时间选自0.1 20秒的范围内，并且，转动角度选自60。 122。的范围内的往复动作。
7、 根据权利要求1至6中任一项所述的四通道自动切换阀，其中， 上述开口部中，具有开口率(％)的变更装置，该开口率变更装置分别独 立变更上述开口部的开口率(％)，且在上述板状转动阀体配置于上述 R2以及上述R4之时可沿上述R1及/或上述R3的内壁面、而在上述板 状转动阀体配置于上述Rl以及上述R3之时可沿上述R2及/或上述R4 的内壁面，分别在上下方向或水平方向移动。
8、 根据权利要求1至7中任一项所述的四通道自动切换阀，其中， 上述开口率变更装置含有可动板及其驱动体，上述可动板的动作与上 述板状转动阀体的转动动作同步。
9、 根据权利要求1至8中任一项所述的四通道自动切换阀，其中， 在上述流入通道L1及/或上述流出通道L3具有压力感测器。
10、 一种批次式变温吸附装置，为具有2系列吸附材料单元的批 次式变温吸附装置，其特征在于将根据权利要求1至9中任一项所 述的2个上述四通道自动切换阀，作为第一阀与第二阀加以组合而安 装于该吸附装置的2系列吸附单元；该2系列吸附材料单元的构成分 别至少具有使上述吸附材料单元的吸附能力再生的再生装置，分别处理气体的静压、供给气体的静压、再生气体的静压、以及排出气体 的静压的测量 调整装置，再生气体流量及/或处理气体流量的测量 调整装置，以及控制使用上述第一阔以及第二阔实施的吸附操作与再 生操作的切换(通气模式切换)的切换控制器。
11、 根据权利要求10所述的批次式变温吸附装置，其中，上述吸 附材料单元，分别将使用用于吸附分子状污染物质的吸附材料而形成 的单元，或使用用于吸附水分的吸附材料而形成的单元串连配置。
12、 根据权利要求10或11的批次式变温吸附装置，其中，将来 自上述第一阀以及上述第二阀所具有的压力感测器的测定信号输入至 上述切换控制器。
13、 根据权利要求10至12中任一项所述的批次式变温吸附装置， 其中，上述再生装置具有再生用鼓风机，该再生用鼓风机可在处理气 体流量的0.05 1.2倍的范围内任意调整流量。
14、 根据权利要求10至13中任一项所述的批次式变温吸附装置， 其中，上述批次式变温吸附装置，在进行上述通气模式切换之前，以 处理气体流量与再生气体流量相等的方式对流量进行调整，进而，以 处理气体的静压与再生气体的静压相等的方式对静压进行调整，而后 实施该通气模式切换。
15、 根据权利要求10至14中任一项所述的批次式变温吸附装置， 其中，上述批次式变温吸附装置中，在进行上述通气模式切换之前， 以处理气体从第一阀流入通道L1流入第二阀流出通道L3的流路上的 流动压差(压力损失)，再生气体从第二阀流入通道L1流入同阀的流出 通道L3的流路上的流动压差(压力损失)，以及再生气体从第二阀流入 通道(Ll)流入第一阀流出通道L3的流路上的流动压差(压力损失)相 等的方式对压差进行调整。
16、 根据权利要求10至15中任一项所述的批次式变温吸附装置， 其中，上述批次式变温吸附装置为空气净化装置、干燥空气供给装置、 洁净调温 调湿空气供给装置、净化氮气供给装置、干燥氮气供给装 置、或洁净调温 调湿氮气供给装置。
17、 一种供给净化空气、干燥空气、洁净调温 调湿空气、净化 氮气、干燥氮气、或洁净调温 调湿氮气的方法，该方法中将如权利要求16所述的装置，使用在至少包括具有无尘室，洁净棚，洁净台， 半导体制造装置、液晶显示器制造装置、有机EL显示器制造装置的电 子零件制造中所相关的装置，洁净隧道，洁净加热炉，处理基板保护 用保管库，随附于保管库、制造装置的移载装置，装载机/卸载机，外 壳，检査装置，以及装置辅助机械的其中之一而构成的洁净电子零件 制造 设施或洁净半导体制造设施 设备中；从而供给净化空气、干 燥空气、洁净调温 调湿空气、净化氮气、干燥氮气、或洁净调温 调湿氮气。
18、 一种洁净电子零件制造 设施或洁净半导体制造设施 设备， 其至少包括具有无尘室，洁净棚，洁净台，半导体制造装置、液晶显 示器制造装置、有机EL显示器制造装置的电子零件的制造中所相关的装置，洁净隧道，洁净加热炉，处理基板保护用保管库，随附于保管 库、制造装置的移载装置，装载机/卸载机，外壳，检査装置，以及装置辅助机械的其中之一；其特征在于至少含有如权利要求16所述的 空气净化装置、干燥空气供给装置、洁净调温 调湿空气供给装置、 净化氮气供给装置、干燥氮气供给装置、以及洁净调温 调湿氮气供 给装置的其中之一。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种四通道自动切换阀，其可将流路切换时所产生的静压变动以及流量变动抑制在容许精度内，且可将因洁净调温、调湿空气供给装置或干燥空气供给装置等所导致的显著压差变动抑制在容许精度内，进而，此外可同时改善气密性能与隔热性能。该自动切换阀具有框体部，其在内部具有空间部；框形分隔板，其具有将该空间部划分为4个小室的开口部；板状转动阀体，其打开或封闭该框形分隔板的开口部；四通道，即，经常使设置于该经过划分的4个小室的气体流入的流入通道、交替使气体流入与流出的流入/出通道(1)、经常使气体流出的流出通道、及与上述交替使气体流入与流出的流入/出通道(2)；以及，驱动装置，其使上述板状转动阀体沿转动轴周围转动。
文档编号F24F13/10GK101163930SQ20068001322
公开日2008年4月16日 申请日期2006年4月18日 优先权日2005年4月19日
发明者北口真也, 室田彻, 山胁正胜 申请人:株式会社日本触媒;伸和控制公司;大成建设株式会社