DE29712335U1 - Reinraum - Google Patents

Reinraum

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • F24F3/167Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)

Description

P 4565.8 j \4-\ j .·" , KA .·*11.07.97
Meissner + Wurst GmbH + Co. G 4565.8
Lufttechnische Anlagen
Gebäude- und Verfahrenstechnik
Roßbachstr. 38
70499 Stuttgart ■ Patentanwälte
A. K. Jackisch-Kohl u. K. H Kohl
Stuttgarter Str. 115-70469 Stuttgart Reinraum
Die Erfindung betrifft einen Reinraum nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei Reinräumen wird die Zuluftmenge durch die maximal zulässige PartikeSkonzentration im Reinraum bestimmt. Die zugeführte Luft muß außer der durch die Filter bewirkten reduzierten Partikelkonzentration auch die Raumkonditionen gewährleisten, d.h. die erforderliche Temperatur und relative Luftfeuchte. Um diesen unterschiedlichen Anforderungen zu genügen, wird eine entsprechende Luftmenge zugeführt. Sie ist aber wesentlich höher als diejenige Luftmenge, die für die gewünschte Raumtemperatur und Raumluftfeuchtigkeit an sich notwendig wäre. Die Aufbereitung der Zuluft ist teuer, da sie in Klimageräten aufbereitet werden muß und über Kanäle oder ein Druckplenum dem Reinraum zugeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Reinraum so auszubilden, daß dem Reinraum nur die für die Raumtemperatur und/oder Raumiuftfeuchtigkeit erforderliche Luftmenge zugeführt wird, ohne dadurch die erforderliche Partikelkonzentration im Reinraum zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Reinraum erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Reinraum wird über die Zulufteinrichtung nur diejenige Reinluftmenge zugeführt, die für die gewünschte Tem-
&rgr; 4565.8 * -&dgr;#-.: : .· . ·..: .·&Iacgr;&igr;.07.97
peratur- und/oder Luftfeuchtigkeitskonditionierung des Reinraumes notwendig ist. Um die gewünschte Partikelkonzentration im Reinraum zu erhalten, ist zusätzlich die Füter-Ventilator-Einheit vorgesehen, die einen Teil der Reinluft ständig umwälzt. Dabei werden in der Füter-Ventilator-Einheit die vorhandenen Partikel in bekannter Weise über Schwebstofffilter abgeschieden, so daß im Bereich der Fiiter-Ventiiator-Einheit die erforderliche Partikelkonzentration zuverlässig erreicht wird. Die Filter-Ventilator-Einheit wird somit an denjenigen Stellen angeordnet, an denen der hohe Reinheitsgrad erforderlich ist. Somit wird nur örtlich der erforderliche hohe Reinheitsgrad durch die Filter-Ventilator-Einheit erzeugt. Dadurch kann die für den Betrieb des Reinraumes erforderliche Gesamtluftmenge sehr gering gehalten werden, beispielsweise auf maximal die Hälfte der Gesamtluftmenge, die bei herkömmlichen Reinräumen eingesetzt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 in schematischer Darstellung und im Schnitt einen erfindungsgemäßen turbulenten Reinraum,
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Reinraum gemäß Fig. 1.
Der Reinraum hat Seitenwände 1 bis 4, die durch einen Boden 5 und eine Decke 6 miteinander verbunden sind. Im Deckenbereich ist eine Zulufteinrichtung 7 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kanal ausgebildet ist. Die Zulufteinrichtung 7 kann in geeigneter Weise an der Decke 6 befestigt werden. Es ist aber auch mög-
P 4565.8 ; -g@'-. : : .· . ·..· ,«11.07.97
lieh, die Zulufteinrichtung 7 beispielsweise an den Seitenwänden 2 und 4 in geeigneter Weise zu befestigen.
In die kanalförmige Zulufteinrichtung 7 mündet mindestens eine Zuleitung 8, über die die in den Reinraum einzubringende Zuluft zugeführt wird. Vorteilhaft ist die Zuleitung 8 im Bereich eines Endes der Zulufteinrichtung 7 vorgesehen. Dadurch kann die zugeführte Zuluft von einem Ende der Zulufteinrichtung aus bis zum anderen Ende der Zulufteinrichtung 7 strömen.
Längs der einander gegenüberliegenden Seitenwände 9 und 10 der Zugeinrichtung 7 sind mit Abständen voneinander Luftauslaßelemente 11 angeordnet, über welche die in der Zulufteinrichtung strömende Zuluft in den Reinraum austreten kann. Vorteilhaft sind die Luftauslaßelemente 11 über die Länge der Zulufteinrichtung 7 gleichmäßig verteilt auf beiden Seitenwänden 9, 10 angeordnet. Als Lufteinlaßelemente 11 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Weitwurfdüsen vorgesehen. Die Luftausiaßelemente 11 können aber auch durch Gitter, Diffusoren, Draiiauslässe und dergleichen gebildet sein. Die Wahl des jeweiligen Luftauslaßelementes hängt von der Geometrie des Reinraumes ab. Sie müssen so ausgebildet und angeordnet sein, daß eine gleichmäßige Raumdurchmischung gewährleistet ist. Es ist durchaus möglich, längs der einen und/oder der anderen Seitenwand 9, 10 der Zulufteinrichtung 7 unterschiedlich gestaltete Luftauslaßelemente 11 vorzusehen. Hierbei können auch auf jeder Seitenwand 9 bzw. 10 untereinander verschiedene Luftauslaßelemente eingesetzt werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Luftauslaßelemente 11 verstellbare Auslaßdüsen 12, so daß die Verteilung der Zuluft im Reinraum optimal eingestellt werden kann.
&rgr; 4565.8 J ;.7-: : ,· .'*.,· #·*11.07.97
Die Zulufteinrichtung 7 ist durch die Zuleitung 8 mit einem Lüftungs/Klimagerät 13 verbunden, das im Bereich außerhalb des Reinraumes angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Lüftungs/Kiimagerät 13 neben der Seitenwand 3 des Reinraumes auf dem Untergrund aufstehend angeordnet. Das Lüftungs/Klimagerät kann selbstverständlich beispielsweise an der Seitenwand 3 unmittelbar befestigt sein und muß nicht auf dem Untergrund aufstehen. Auch ist es möglich, das Lüftungs/Klimagerät in einem gesonderten Raum mit Abstand vom Reinraum vorzusehen. Die Zuleitung 8 ist abgedichtet durch die Seitenwand 3 des Reinraumes nach außen geführt.
in das Lüftungs/Klimagerät 13 mündet außerdem eine Rückführleitung 14, durch weiche Reinluft aus dem Reinraum zum Lüftungs/ Klimagerät 13 geführt werden kann. Die Rückführleitung 14 ist an die Seitenwand 3 des Reinraumes in der Nähe des Bodens 5 angeschlossen.
Innerhalb des Reinraumes sind Filter-Ventilator-Einheiten 15 in unterschiedlicher Verteilung angeordnet. So sind beispielsweise an der Innenseite der Seitenwand 1 drei Filter-Ventilator-Einheiten 15 mit Abstand etwa in halber Höhe des Reinraumes vorgesehen. An der Innenseite der gegenüberliegenden Seitenwand sind zwei Füter-Ventilator-Einheiten 15 mit Abstand nebeneinander angeordnet. Außerdem sind nahe der Seitenwand 4 an der Innenseite der Seitenwand 3 vier Filter-Ventilator-Einheiten 15 in einer Gruppe angeordnet. Im Bereich unterhalb der verschiedenen Fiiter-Ventilator-Einheiten 15 befinden sich {nicht dargestellte) Arbeitsplätze. Je nach Größe dieser Arbeitsplätze können die Filter-Ventilator-Einheiten 15 in unterschiedlicher Zahl und Anordnung vorgesehen werden. Fig. 2 zeigt nur ein Beispiel einer möglichen Anordnung der Filter-Ventilator-Einheiten 15.
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Die Filter-Ventilator-Einheiten 15 sind jeweils gleich ausgebildet und haben ein Gebläse 16, mit dem Reinluft in bekannter Weise aus dem Reinraum angesaugt wird. Das Gebläse 16 befindet sich in einem Gehäuse 17, dessen untere, offene Seite durch ein Filter 18, das vorzugsweise ein Hepa-Fiiter ist, geschlossen ist. Durch das Filter 18 strömt die Reinluft nach unten.
Die aus dem Reinraum über die Rückführleitung 14 abgesaugte Reinluft wird im Lüftungs/Klimagerät 13 aufbereitet und hochgradig gefiltert. Über die Zuleitung 8 gelangt diese gereinigte Reinluft in die Zuiufteinrichtung 7, aus der sie über die Luftauslaßelemente 11 in den Reinraum strömt.
Dem Reinraum wird nur diejenige Menge an Zuluft zugeführt, die für eine Temperatur- und Feuchtigkeitskonditionierung erforderlich ist. Die Zuluft wird bereits im Lüftungs/Klimagerät 13 aufbereitet und hochgradig gefiltert. Es ist auch möglich, auf ein solches Lüftungs/ Klimagerät 13 zu verzichten und die Zuluft vor den Luftauslaßelementen 11 hochgradig zu filtern. In diesem Falle sind in der Zulufteinrichtung 7 entsprechende Hochieistungsfilter untergebracht. Die Luftmenge, die über die Zuiufteinrichtung 7 in den Reinraum gelangt, reicht für sich nicht aus, um die Partikelkonzentration im Reinraum auf den erforderlichen Wert zu senken. Aus diesem Grunde sind die zusätzlichen Filter-Ventilator-Einheiten 15 vorgesehen, die einen Teil der Reinluft ständig umwälzen und dabei über ihre Schwebstoffilter 18 Partikel abscheiden. Die Gebläse 16 in den Filter-Ventilator-Einheiten 15 sorgen für die in Fig. 1 durch die Strömungspfeile eingezeichnete örtliche Umwälzung der Reinluft. Auf diese Weise wird in den Bereichen, in denen sich die Arbeitstische befinden und in denen ein hoher Reinheitsgrad gefordert wird, durch diese Umwälzung mittels der Filter-Ventilator-Module 15 der gewünschte hohe Reinheitsgrad erreicht. Im übrigen Bereich des Reinraumes ist dieser hohe Reinheitsgrad nicht notwendig, so daß in diesem Bereich
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die über die Zulufteinrichtung 7 zugeführte Reinluft völlig ausreichend ist. Somit wird dem Reinraum nur diejenige Menge an Zuluft zugeführt, die für die Raumkonditionen, d.h. für die Temperatur- und Feuchtigkeitskonditionierung, notwendig ist. Der zusätzlich erforderliche hohe Reinheitsgrad wird durch die einzelnen Filter-Ventilator-Module 15 erreicht, die örtlich für die gewünschte Partikelkonzentration der Reiniuft sorgen. Auf diese Weise arbeitet der Reinraum mit einer im Vergleich zu herkömmlichen Reinräumen reduzierter Zuluftmenge, ohne daß die zulässige Partikelkonzentration im Reinraum überschritten wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Reinräumen wird maximal nur die Hälfte der Zuluftmenge benötigt, um unter gleichen Reinraumbedigungen und Reinheitsgraden arbeiten zu können.
Der Reinraum zeichnet sich durch geringe Investitionskosten aus, da er sehr einfach im Aufbau ist. Durch die Installation der Fiiter-Ventilaior-Einheiten 15 kann auf sehr einfache Weise die für den jeweiligen Einsatzfall geforderte Reinraumqualität erreicht werden. Wie beispielhaft in Fig. 2 dargestellt ist, können durch Zusammenstellen einer unterschiedlichen Zahl von Filter-Ventilator-Einheiten 15 lokal unterschiedliche Reinraumzonen geschaffen werden. Es ist möglich, an die einzelnen Füter-Ventilator-Einheiten Wärmetauscher in Form von Kühlern oder Erhitzern anzubauen, so daß auch lokal die Temperaturen verändert werden können. Die Luftauslaßelemente 11 der Zulufteinrichtung 7 sind so ausgebildet, daß eine gleichmäßige Raumdurchmischung sichergestellt ist. Die Hochleistungsfilter 18 können einfach ausgetauscht und auch durch Filter mit höherem Abscheidegrad ersetzt werden. Dadurch ist ein schnelles Anpassen der Bedingungen im Reinraum an wechselnde Einsatzverhältnisse ohne Schwierigkeiten möglich.
Je nach Größe des Reinraumes können auch zwei oder mehr Zulufteinrichtungen 7 vorgesehen werden. Dementsprechend können auch zwei oder mehr Rückführieitungen 14 und/oder Zuleitungen 8
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und/oder Lüftungs/Klimageräte 13 eingesetzt werden. Es ist ohne weiteres möglich, die Aufteilung zumindest der Filter-Ventilator-Einheiten 15 innerhalb des Reinraumes nachträglich zu ändern.
Das Lüftungs/Kiimagerät 13 kann mindestens ein Gebläse enthalten, mit dem die Reiniuft aus dem Reinraum über die Rückführieitung angesaugt wird. Selbstverständlich kann ein solches Gebläse auch in der Zulufteinrichtung 7 untergebracht sein.

Claims (16)

Ansprüche
1. Reinraum mit wenigstens einer Zulufteinrichtung, mit welcher Reinluft in den Reinraum gelangt und an die wenigstens eine Zuleitung für die Reinluft angeschlossen ist, die durch wenigstens eine Rückführieitung aus dem Reinraum abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zulufteinrichtung (7) dem Reinraum eine für eine Temperatur- und/oder Luftfeuchtigkeitskonditionierung erforderliche Reinluftmenge zuführbar ist, und daß wenigstens eine Fiiter-Ventilator-Einheit (15) im Reinraum angeordnet ist, die örtlich einen Teil der Reinluft umwälzt.
2. Reinraum nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulufteinrichtung (7) mehrere Luftauslaßeiemente (11) aufweist.
3. Reinraum nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslaßelemente (11) an wenigstens einer Seitenwand, vorzugsweise an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (9, 10) der Zuiufteinrichtung (7) vorgesehen sind.
4. Reinraum nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Luftauslaßelemente (11) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
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5. Reinraum nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsrichtung der Reinluft aus den Luftauslaßelementen (11) einstellbar ist.
6. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (8) an ein Ende der Zulufteinrichtung (7) angeschlossen ist.
7. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulufteinrichtung (7) mindestens einen Strömungskanal aufweist.
8. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg vor der Zulufteinrichtung (7) mindestens ein Lüftungs/Klimagerät (13) liegt.
9. Reinraum nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lüftungs/Klimagerät (13) im Bereich außerhalb des Reinraumes angeordnet ist.
10. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (14) im Bereich des Bodens (5) des Reinraumes in einer der Seitenwände (1 bis 4) des Reinraumes vorgesehen ist.
11. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulufteinrichtung (7) im Bereich der Decke (6) des Reinraumes angeordnet ist.
12. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulufteinrichtung (7) in halber Breite des Reinraumes angeordnet ist.
&rgr; 4565.8 : -3,: : ,· . ·.,· .«'11.07.97
13. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zulufteinrichtung (7) zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (2, 4) des Reinraumes erstreckt.
14. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filter-Ventilator-Einheit (15) an einer Seitenwand (1 bis 4) des Reinraumes angeordnet ist.
15. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filter-Ventilator-Einheit (15) im Bereich oberhalb eines Arbeitsplatzes angeordnet ist.
16. Reinraum nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß Filter-Ventilator-Einheiten (15) in beliebiger Anordnung im Reinraum anzuordnen sind.
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