JP2003050029A - 定風量装置及び空調システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】実際に供給しようとする気体の温度が変動して
も、その後にその気体が落ち着く任意の温度状態におけ
る風量を常時一定に保持することができる定風量装置を
提供する。 【解決手段】外気ダクトＯＤに接続される両端が開放さ
れたケーシング３１と、このケーシーング３１内に設置
された、モータ３２ａによって駆動される風量調節ダン
パ３２と、ケーシーング３１内に受感部３３ａが設置さ
れた外気温度及び外気風速を検出する熱式風速計３３
と、風量調節ダンパ３２の駆動を制御するコントローラ
ユニット３４とを備えており、コントローラユニット３
４は、熱式風速計３３によって検出される外気風速が、
基準風量補正部３７によって補正された、実際の外気風
温における実基準風量に対応する風速になるように、制
御部３９がモータ駆動部３８を介して風量調節ダンパ３
２の開度を制御するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷風または温風
を室内に供給することによって冷暖房を行う空調システ
ム等に使用される定風量装置、特に、清浄度レベルが高
く、室圧を常時一定に保持しなければならないクリーン
ルーム等の空調システムに適した定風量装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、高い清浄度が要求される半導体
の製造や組立を行うクリーンルームでは、換気回数を多
くして高性能フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ等）を通すこ
とによって除塵した清浄度の高い空気を多量に供給する
と共に、排気量に比べて室内に供給する外気量を多くす
ることによって室外より室内の圧力を高くして、外部か
らの粉塵や汚染物質等の侵入を抑えることが一般的に行
われている。

【０００３】ところで、上述したようなクリーンルーム
に採用される空調システムとしては、例えば、図３に示
すようなものがある。この空調システム５０は、クリー
ンルームＣＲ内の空気をＨＥＰＡフィルタＨＦを通して
循環させる空調機５１と、外気負荷を処理しながら外気
を空調機５１に導入する外調機５２とを備えており、ク
リーンルームＣＲ内に設置された生産機器やクリーンベ
ンチ等の付帯設備ＩＥからは、常時一定量の空気が室外
に強制的に排気されるようになっている。従って、クリ
ーンルームＣＲ内を、常時一定の室圧に保持するために
は、上述した付帯設備ＩＥによる強制排気量を上回る所
定の外気量を常時クリーンルームＣＲ内に導入しなけれ
ばならず、そのために、外調機５２と空調機５１とを接
続する外気ダクトＯＤには、定風量装置（ＣＡＶ）５３
が設置されている。

【０００４】この定風量装置５３は、外気ダクトＯＤ内
を通過する外気の風速を検出する風速センサと、外気ダ
クトＯＤ内を通過する外気量を調節するモータダンパを
備えており、風速センサによって検出された風速が、予
め定められた基準外気量に対応する風速になるように、
モータダンパの開度を調節することによって、外調機５
２から空調機５１に導入される外気量を、常時、基準外
気量に保持するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな空調システム５０では、外調機５２によって外気負
荷が予め処理されているので、空調機５１が処理しなけ
ればならない負荷の変動が小さく、クリーンルームＣＲ
内の室温制御を精度よく行うことができるという利点が
あるが、このような外調機５２を設けると、イニシャル
コストが高くなると共に機械室内に外調機５２の設置ス
ペースを確保しなければならないので、外調機５２を設
置することなく、外気ファンによって外気を空調機５１
に直接導入し、外気負荷を空調機５１に処理させること
によって、イニシャルコストの削減と、機械室の省スペ
ース化を図る場合がある。

【０００６】しかしながら、このように、夏場と冬場の
温度差が大きい外気をそのままの温度状態で空調機５１
に供給する場合、例えば、夏場では３０℃以上の温度状
態における外気が、冬場では０℃に近い温度状態におけ
る外気が、上述した定風量装置５３によって予め定めら
れた基準外気量だけ空調機５１に供給されることになる
が、空調機５１によって外気負荷が処理され、クリーン
ルームＣＲの室温に近い温度状態まで変化した外気は、
その容積が夏場と冬場とでは大きく変動することになる
ので、即ち、夏場では基準外気量より少ない外気量が、
冬場では基準外気量より多い外気量がクリーンルームＣ
Ｒ内に供給されることになるので、一年を通してクリー
ンルームＣＲを一定の室圧に保持することができなくな
るといった問題がある。

【０００７】そこで、この発明の課題は、実際に供給し
ようとする気体の温度が変動しても、その後にその気体
が落ち着く任意の温度状態における風量を常時一定に保
持することができる定風量装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその効果】上記の課題
を解決するため、請求項１に係る発明は、風道内を通過
する気体の風速を検出する風速検出手段と、前記風道内
を通過する気体の温度を検出する風温検出手段と、前記
風道内を通過する気体の風量を調節する風量調節手段
と、予め設定されている基準温度における基準風量を、
前記風温検出手段によって検出された実際の風温におけ
る実基準風量に補正する基準風量補正手段と、前記風速
検出手段によって検出される風速が、基準風量補正手段
によって補正された実基準風量に対応する風速になるよ
うに、前記風量調節手段を制御する制御手段とを備えた
定風量装置を提供するものである。

【０００９】以上のように、この定風量装置は、予め設
定されている基準温度における基準風量を、実際の風温
における実基準風量に補正し、この実基準風量に基づい
て、制御手段が風量調節手段を制御するようにしたの
で、この定風量装置を介して気体を供給するようにして
おくと、この定風量装置を通過する際の気体の温度が大
きく変動したとしても、その気体が供給される所定空間
内において、その気体が最終的に基準温度に落ち着くよ
うな場合は、常時、一定容積の気体を所定空間内に確実
に供給することができる。

【００１０】従って、室圧を常時一定に保持するために
常時一定の外気量を導入しなければならないクリーンル
ーム等については、請求項２に係る発明の空調システム
のように、外気の導入路にこの定風量装置を設置し、空
調室であるクリーンルームの設定室温または設定室温付
近の温度を基準温度として設定しておくと、クリーンル
ーム内に導入された外気がクリーンルームの設定室温ま
たは設定室温付近の温度状態になった時点における外気
量を、常時一定（基準風量）に保持することができる。

【００１１】これによって、外気負荷を処理するための
外調機を設置しなくても、一年を通してクリーンルーム
の室圧を一定に保持することができるので、空調システ
ムのレベルを落とすことなく、イニシャルコストの削減
及び機械室の省スペース化を図ることが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態について図面を
参照して説明する。図１に示すように、この空調システ
ム１は、クリーンルームＣＲ内の空気をＨＥＰＡフィル
タＨＦを通して循環させる空調機１０と、この空調機１
０に所定量の外気を導入する外気ファン２０と、外気フ
ァン２０によって空調機１０に導入される外気量を常時
一定に保持するための定風量装置３０とを備えており、
この定風量装置３０は、外気ファン２０と空調機１０と
を接続する外気ダクトＯＤに設置されている。

【００１３】クリーンルームＣＲ内に設置された生産機
器やクリーンベンチ等の付帯設備ＩＥからは、常時一定
量の空気が室外に強制的に排気されるようになってお
り、定風量装置３０を介して外気ファン２０によって空
調機１０に導入する外気の導入量を、付帯設備ＩＥ等か
ら強制排気される機器排気量に比べて大きく設定するこ
とによって、クリーンルームＣＲの室圧が室外より常時
高く保持されるようになっている。

【００１４】前記定風量装置３０は、図２に示すよう
に、外気ダクトＯＤに接続される、両端が開放された外
気ダクトＯＤと同一サイズの筒状のケーシング３１と、
このケーシーング３１内に設置された、モータ３２ａに
よって駆動される風量調節ダンパ３２と、ケーシーング
３１内における風量調節ダンパ３２の上流側に受感部３
３ａが設置された、外気温度及び外気風速を検出する熱
式風速計３３と、風量調節ダンパ３２の駆動を制御する
コントローラユニット３４とを備えており、このコント
ローラユニット３４には熱式風速計３３から外気温度信
号及び外気風速信号が入力されるようになっている。

【００１５】前記コントローラユニット３４は、基準温
度を設定する基準温度設定部３５と、この基準温度設定
部３５によって設定された基準温度における基準風量
（外気風量）を設定する基準風量設定部３６と、この基
準風量設定部３６によって設定された基準風量を、熱式
風速計３３によって検出された実際の外気温度における
実基準風量に補正する基準風量補正部３７と、風量調節
ダンパ３２のモータ３２ａを駆動するモータ駆動部３８
と、これらを統括的に制御する制御部３９とを備えてお
り、制御部３９は、熱式風速計３３によって検出される
外気風速が、基準風量補正部３７によって補正された実
基準風量に対応する風速になるように、前記モータ駆動
部３８に駆動指令を出力するようになっている。

【００１６】従って、基準温度をクリーンルームＣＲの
設定室温に設定すると共に、基準風量を機器排気量を上
回る所定風量に設定しておくと、外気温度に拘わらず、
空調機１０に導入される外気がクリーンルームＣＲの設
定室温になった状態で基準風量になるように、この定風
量装置３０が空調機１０に導入する外気風量を調節する
ことになるので、外気温の変動に影響を受けることな
く、クリーンルームＣＲの室圧が一年を通して一定に保
持される。

【００１７】このように、この定風量装置３０を使用す
ると、従来の空調システムのように、外調機によって外
気負荷を処理することで外気をクリーンルームＣＲの設
定室温にした状態で空調機に導入しなくても、クリーン
ルームＣＲの室圧を常時一定に保持することができるの
で、外気負荷を空調機１０に処理させることによって、
外調機を省略することができ、空調システムのレベルを
落とすことなく、空調システムのイニシャルコストを削
減することができると共に機械室の省スペース化を図る
ことが可能となる。

【００１８】なお、上述した実施形態では、熱式風速計
３３によって外気温度と外気風量を同時に検出するよう
にしているが、これに限定されるものではなく、ビラム
式風速計等の風速計を設置すると共に別途温度センサを
設置し、これらの風速計や温度センサから風速検出信号
や温度検出信号をコントローラユニット３４に出力する
ようにしてもよい。

【００１９】また、上述した実施形態では、基準温度を
定風量装置３０で個別に設定するようにしているが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、空調室の室温調
節器から設定室温をコントローラユニット３４に入力す
るようにしておくと、室温調節器によって設定室温を変
更したような場合には、基準温度を自動的に変更するこ
とができるので、空調室の設定室温が夏場と冬場とで異
なるような場合に便利である。

【００２０】また、上述した実施形態では、クリーンル
ームＣＲの設定室温を基準温度として設定しているが、
これに限定されるものではなく、設定室温が夏場と冬場
とで異なるような空調室については、夏場の設定室温と
冬場の設定室温の中間的な温度に基準温度を設定してお
くことも可能である。

【００２１】また、上述した実施形態では、本発明の定
風量装置を外気の導入部分に設置した場合について説明
したが、空調室への吹出温度を変更することによって空
調を行うような場合は、空調機の吐出側に本発明の定風
量装置を設置すると共に、空調室の設定室温を基準温度
として設定しておくと、吹出温度の変動に影響を受ける
ことなく、空調室に吹き出される空気が空調室の設定室
温になった状態で所定の給気量を確保することができ、
さらに、精度よく室圧制御を行うことができる。ただ
し、吹出温度の変動幅はそれほど大きくないので、外気
のように温度変動が大きい空気の導入部分に本発明の定
風量装置を設置するのが最も効果的であることはいうま
でもない。

【００２２】また、上述した実施形態では、風量調節ダ
ンパ３２、外気温度及び外気風速を検出する熱式風速計
３３及び風量調節ダンパ３２の駆動を制御するコントロ
ーラユニット３４等をケーシング３１に一体的に組み込
んだ定風量装置３０について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、外気ダクトや給気ダクトに、風量調
節手段としてのモータダンパ、風温センサ、風速センサ
等をそれぞれ個別に設置し、これらの風温センサや風速
センサから出力される温度検出信号や風速検出信号に基
づいて、個別に設置されたコントローラユニットがモー
タダンパの開度を調節するようにしたものや、風温を加
味しない従来の定風量装置を設置すると共に、必要に応
じて風温センサ（熱式風速計が搭載された従来の定風量
装置では不要である。）を設け、実際の風温に基づいて
設定風量（基準風量）を補正する風量補正機能を付加し
たものであってもよいことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる空調システムの一実施形態を
示す概略構成図である。

【図２】同上の空調システムに使用される、この発明に
かかる定風量装置を示す概略構成図である。

【図３】従来の空調システムを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 空調システム １０ 空調機 ２０ 外気ファン ３０ 定風量装置 ３１ ケーシング ３２ 風量調節ダンパ（風量調節手段） ３２ａ モータ ３３ 熱式風速計（風速検出手段、風温検出手段） ３４ コントローラユニット ３５ 基準温度設定部 ３６ 基準風量設定部 ３７ 基準風量補正部（基準風量補正手段） ３８ モータ駆動部 ３９ 制御部（制御手段） ＣＲ クリーンルーム ＩＥ 付帯設備 ＨＦ ＨＥＰＡフィルタ ＯＤ 外気ダクト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 敏 東京都中央区日本橋蠣殻町１丁目35番８号 三建設備工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3L056 BD02 BD04 BE01 BF04 3L060 AA05 AA08 CC03 DD08 EE27 3L061 BF01 BF07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 風道内を通過する気体の風速を検出する
   風速検出手段と、 前記風道内を通過する気体の温度を検出する風温検出手
   段と、 前記風道内を通過する気体の風量を調節する風量調節手
   段と、 予め設定されている基準温度における基準風量を、前記
   風温検出手段によって検出された実際の風温における実
   基準風量に補正する基準風量補正手段と、 前記風速検出手段によって検出される風速が、基準風量
   補正手段によって補正された実基準風量に対応する風速
   になるように、前記風量調節手段を制御する制御手段と
   を備えた定風量装置。
2. 【請求項２】 外気の導入路に請求項１に記載の定風量
   装置を設置し、 空調室の設定室温または設定室温付近の温度を基準温度
   として設定するようにした空調システム。