JP2006308208A - クリーンルーム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建物の室内にクリーンルームを設置する場合に、可能な限りクリーンルームの有効面積を大きく取ることが可能なクリーンルーム装置の提供。
【解決手段】建物Ｃの室内Ｕに設置されるクリーンルーム装置１であって、天井面にファン付きフィルタユニット１１を備え、このファン付きフィルタユニット１１により吸入した空気を床面１２から排出するクリーンルーム１０と、建物Ｃの室内Ｕの壁面Ｗとクリーンルーム１０の外壁面１４との間に上下方向に形成されたダクトシャフト２０と、クリーンルーム１０の床面１２下の空間５０内のダクトシャフト２０の直下に配置され、クリーンルーム１０の床面１２下の空気を一部吸引して冷却し、ダクトシャフト２０内へ上向きに吹き込むファンコイルユニット３０とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体や精密機械工場等の空気が清浄な状態に維持されるクリーンルーム装置に関する。

例えば、図５および図６に示すように、クリーンルーム６０においては、空気を清浄な状態に保つために、天井面にファン付きのフィルタユニット（いわゆるファンフィルタユニット（ＦＦＵ）と称される。）６１を配置するとともに、床面６２をグレーチング構造あるいはパンチング構造とし、クリーンルーム６０の室外部分に空気循環用のダクトシャフト（レタンシャフトあるいは環気シャフトと称される。）６３を設けて空気を循環させている。

また、ダクトシャフト６３内には、空気を冷却するためのコイル６４が設置される。このコイル６４は顕熱負荷のみを除去するため、コイル６４で冷却する際の温度差は小さい。したがって、このコイル６４では結露することがないため、ドライコイルと称される。また、このコイル６４の周囲には目張り６５をしてダクトシャフト６３内を通る空気が全量コイル６４を通過するようにしている。バイパス路を設けると、空気が抵抗の大きいコイル６４部分を避けて通るようになり、冷却されなくなるからである。

また、ダクトシャフト６３内の風量は大きいので、コイル６４の面積は必然的に大きくなる。そのため、ダクトシャフト６３の断面積がコイル６４に制約されて大きくなってしまうという問題がある。また、コイル６４の面積が大きいことから、その搬入、据え付け工事に労力を要する。また、コイル６４を設置した後にダクトシャフト６３の開口部を封止する必要があり、これも非常に労力を要する。さらに、ＦＦＵ６１にコイル６４の抵抗分の静圧を見込む必要があるため、ＦＦＵ６１のファンの動力が大きくなってしまうという問題がある。

なお、クリーンルーム構造に関する技術としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載のクリーンルーム構造では、グレーチング床下の空間とダクトシャフトとを仕切り、グレーチング床下の空間からその側方のダクトシャフト内へ横向きに空気を押し込む。冷却コイルは空気押し込み用のファンを備え、このファンの吐出動圧によりバイパス路を通過した温風と冷却コイルを通過した冷風とを混合する。また、ダクトシャフトの下方には空調機が設置されている。

特開平８−１５２１７０号公報（段落００１２−００１７、図１）

クリーンルームは、一般的に建物の室内に設置されるが、この建物の室内の床面積は限られているので、いかにしてクリーンルームの有効面積を大きくするかが課題である。クリーンルームの有効面積を可能な限り大きく取りたいが、前述のように、図５および図６に示す従来のクリーンルーム６０では、コイル６４の面積が大きく、ダクトシャフト６３の断面積がコイル６４に制約されて大きくなってしまうので、その分、クリーンルーム６０の有効面積が小さくなってしまう。

また、特許文献１に記載のクリーンルーム構造では、グレーチング床下の空間とダクトシャフトとの間に仕切りを設けており、この仕切りの設置工事に労力を要する。また、この仕切りによって、ファンが設置されている空間と空調機が設置されている空間とが分離されているので、これらのメンテナンス時にはそれぞれの空間内へ入って行う必要がある。特に、ダクトシャフトの下方に設置された空調機をメンテナンスするためにはダクトシャフト内へ入る必要があるので、このダクトシャフト内にその作業用の空間を確保しなければならず、その分、クリーンルームの有効面積が小さくなってしまう。

そこで、本発明においては、建物の室内にクリーンルームを設置する場合に、可能な限りクリーンルームの有効面積を大きく取ることが可能なクリーンルーム装置を提供することを目的とする。

本発明のクリーンルーム装置は、建物の室内に設置されるクリーンルーム装置であって、天井面にファン付きフィルタユニットを備え、このファン付きフィルタユニットにより吸入した空気を床面から排出するクリーンルームと、建物の室内の壁面とクリーンルームの外壁面との間に上下方向に形成されたダクトシャフトと、クリーンルーム床面下の空間内のダクトシャフトの直下に配置され、クリーンルームの床面下の空気を一部吸引して冷却し、ダクトシャフト内へ上向きに吹き込むファンコイルユニットとを有する。

ファン付きフィルタユニットによりクリーンルーム内へ吸入された空気は、クリーンルームの床面からクリーンルーム床面下の空間に排出され、一部がファンコイルユニットにより吸引されて冷却され、ダクトシャフト内へ上向きに吹き込まれる。このとき、ファンコイルユニットにより吸引されないクリーンルーム床面下の空間の空気は、ファン付きフィルタユニットのファンに引かれるとともに、ファンコイルユニットの吐出動圧によってダクトシャフト内に吸引され、ファンコイルユニットにより冷却された空気と混合される。そして、この空気は、ダクトシャフト内を上昇し、クリーンルーム天井面のファン付きフィルタユニットを介してクリーンルーム内に吸引される。

ここで、ファンコイルユニットは、鉛直方向に細長い筐体と、筐体内に鉛直方向より傾斜させて配置されたコイルと、コイルを介してクリーンルームの床面下の空気を一部吸引してダクトシャフト内へ上向きに吹き込むファンとから構成される。このファンコイルユニットでは、コイルを鉛直方向より傾斜させて配置しているので、より狭い設置面積で空気とコイルとの接触面積を稼ぐことができる。

また、本発明のクリーンルーム装置は、ファンコイルユニットから吹き込まれる空気をファンコイルユニットを通らずにダクトシャフト内へ吸引される空気と混合させるための攪拌器をさらに備えたものであることが望ましい。これにより、ファンコイルユニットから吹き込まれる空気の流れが攪拌器により乱流となり、ファンコイルユニットを通らずにダクトシャフト内へ吸引される空気と効率良く混合される。

（１）天井面にファン付きフィルタユニットを備え、このファン付きフィルタユニットにより吸入した空気を床面から排出するクリーンルームと、建物の室内の壁面とクリーンルームの外壁面との間に上下方向に形成されたダクトシャフトと、クリーンルーム床面下の空間内のダクトシャフトの直下に配置され、クリーンルームの床面下の空気を一部吸引して冷却し、ダクトシャフト内へ上向きに吹き込むファンコイルユニットとを有することにより、ファンコイルユニットによりクリーンルーム床面下の空気の一部だけを冷却し、残りの空気はこの冷却された空気と混合してダクトシャフト内を上昇させて循環させるだけで良い。これにより、ダクトシャフト内にドライコイルを設置する必要がなく、また、ファンコイルユニットがクリーンルーム床面下の空間内に配置されているため、ダクトシャフト内にファンコイルユニットのメンテナンス作業用の空間を確保する必要がなく、ダクトシャフトを必要風量が得られる限り小さくすることができるので、クリーンルームの有効面積を大きく取ることが可能となる。また、ダクトシャフト内を封止する工事が不要となるので、設置コストを削減することができる。

（２）ファンコイルユニットが、鉛直方向に細長い筐体と、筐体内に鉛直方向より傾斜させて配置されたコイルと、コイルを介してクリーンルームの床面下の空気を一部吸引してダクトシャフト内へ上向きに吹き込むファンとから構成されることによって、より狭い設置面積でファンコイルユニットを設置することが可能となり、さらにクリーンルームの有効面積を大きく取ることが可能となる。

（３）ファンコイルユニットから吹き込まれる空気をファンコイルユニットを通らずにダクトシャフト内へ吸引される空気と混合させるための攪拌器をさらに備えることにより、ファンコイルユニットから吹き込まれる空気の流れが攪拌器により乱流となり、ファンコイルユニットを通らずにダクトシャフト内へ吸引される空気と効率良く混合されるようになり、冷却された空気と冷却されていない空気とを十分に混合させることができる。

図１は本発明の実施の形態におけるクリーンルーム装置の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１において、本発明の実施の形態におけるクリーンルーム装置１は、建物Ｃの室内Ｕに設置されるクリーンルーム１０、ダクトシャフト２０およびファンコイルユニット３０と、空調装置４０とから構成される。クリーンルーム１０は、天井面にファン付きフィルタユニット（以下、「ＦＦＵ」と称す。）１１を備える。クリーンルーム１０の床面１２は、グレーチング構造やパンチング構造等の孔空き構造とし、ＦＦＵ１１によりクリーンルーム１０の室内１３に吸入した空気を床面１２から排出する構成である。

ダクトシャフト２０は、建物Ｃの室内Ｕの側壁面Ｗとクリーンルーム１０の外壁面１４との間に上下方向に形成された空間である。ダクトシャフト２０は、クリーンルーム１０の床面１２の下の空間５０と、クリーンルーム１０の天井面の上の空間５１とを連結している。ファンコイルユニット３０は、クリーンルーム１０の床面１２の下の空間５０内のダクトシャフト２０の直下の床面５２上に、図２に示すように必要台数が離散的に配置されている。

図３は図１のファンコイルユニット３０部分の拡大図である。
図３に示すように、ファンコイルユニット３０は、鉛直方向に細長い筐体３１と、筐体３１内に鉛直方向より傾斜させて配置されたコイル３２と、コイル３２を介してクリーンルーム１０の床面１２下の空間５０の空気を一部吸引してダクトシャフト２０内へ上向きに吹き込むファン３３とから構成される。なお、吸気口３４は、クリーンルーム１０の床面下の空間５０の床面５２近傍から空気を吸引できるように筐体３１の下部側面に形成されている。吹出口３５は、ダクトシャフト２０の真下に向けて開口している。

このファンコイルユニット３０は、クリーンルーム１０の床面１２下の空間５０の空気をコイル３２を通じて一部吸引することにより冷却し、ダクトシャフト２０内へ上向きに吹き込む。このとき、ファンコイルユニット３０により吸引されないクリーンルーム１０の床面１２下の空間の空気は、離散的に配置されたファンコイルユニット３０の間の隙間および各ファンコイルユニット３０の上面とクリーンルーム１０の床面１２の下面との間から、ファン３３の吐出動圧とＦＦＵ１１によってダクトシャフト２０内へ吸引される。

そして、この吸引された冷却されていない空気は、ファンコイルユニット３０により冷却された空気とダクトシャフト２０内で混合され、ダクトシャフト２０内を上昇し、クリーンルーム１０の天井面の上の空間５１からＦＦＵ１１を介してクリーンルーム１０内へ吸引される。また、クリーンルーム１０の室内１３の空気は、クリーンルーム１０の床面１２からその下の空間５０へ排出されることにより、空間５０、ダクトシャフト２０、空間５１およびクリーンルーム１０の室内１３を循環する。

なお、このファンコイルユニット３０の吹出口３５の上方には、図４に示すように、ファンコイルユニット３０から吹き込まれる空気を、ファンコイルユニット３０を通らずにダクトシャフト２０内へ吸引される空気と混合させるための攪拌器３６を備える構成とすることも可能である。図示例では、攪拌器３６は、猪口形（差していた傘が風にあおられて柄と反対の方向に開いた形）であり、吹出口３５から吐出された空気の流れは、この攪拌器３６の下面に接触して拡散する方向へ変化し、渦状となって、ファンコイルユニット３０を通らずにダクトシャフト２０内へ吸引される空気と混合される。

空調装置４０は、外気を取り込み、所定の空気状態とした調和空気を建物Ｃ内に送り込む公知の装置である。図１の例では、空調装置４０により調和した空気を建物Ｃの側面からクリーンルーム１０の天井面の上の空間５１に向かって吹き出すようにしている。なお、空調装置４０により調和した空気の吹き出し位置は、クリーンルーム１０の床面１２の下の空間５０内としても良く、またその他の位置としても良い。

上記構成のクリーンルーム装置１によれば、ファンコイルユニット３０によりクリーンルーム１０の床面１２下の空気の一部だけを冷却し、残りの空気はこの冷却された空気と混合してダクトシャフト２０内を上昇させて循環させるだけで良い。したがって、従来のようにダクトシャフト２０内にドライコイルを設置する必要がない。また、ファンコイルユニット３０がクリーンルーム１０の床面１２下の空間５０内に配置されているため、ダクトシャフト２０内にそのメンテナンス作業用の空間を確保する必要がない。

そのため、本実施形態におけるクリーンルーム装置１では、ダクトシャフト２０を必要風量が得られる限り小さくすることができるので、クリーンルーム１０の有効面積を大きく取ることが可能である。なお、例えば、ダクトシャフト２０内の風速を７ｍ／ｓ、ファンコイルユニット３０を２ｍ／ｓ程度にすると、ファンコイルユニット３０を通らずにダクトシャフト２０内へ吸引される空気とファンコイルユニット３０で冷却された空気とが良く混合する。

また、本実施形態におけるクリーンルーム装置１では、ファンコイルユニット３０が、鉛直方向に細長い筐体３１と、筐体３１内に鉛直方向より傾斜させて配置されたコイル３２と、コイル３２を介してクリーンルーム１０の床面１２下の空気を一部吸引してダクトシャフト２０内へ上向きに吹き込むファン３３とから構成されることによって、より狭い設置面積でファンコイルユニット３０を設置することが可能であり、さらにクリーンルーム１０の有効面積を大きく取ることが可能である。

また、本実施形態におけるクリーンルーム装置１が攪拌器３６を備えている場合には、ファンコイルユニット３０から吹き込まれる空気の流れが攪拌器３６により乱流となり、ファンコイルユニット３０を通らずにダクトシャフト２０内へ吸引される空気と効率良く混合されるようになり、冷却された空気と冷却されていない空気とを十分に混合させることが可能である。

なお、本実施形態におけるクリーンルーム装置１では、ダクトシャフト２０をクリーンルーム１０の一方の面の外側に形成した例について説明したが、クリーンルーム１０の大きさに応じてその他の面の外側にも形成することが可能である。この場合、それぞれのダクトシャフトの直下にそれぞれファンコイルユニット３０を設置する。

本発明のクリーンルーム装置は、半導体や精密機械工場等の空気を清浄な状態に維持する装置として有用である。特に、本発明のクリーンルーム装置は、ダクトシャフトの設置面積が小さく、クリーンルームの有効面積を大きく取ることが可能な点で好適である。

本発明の実施の形態におけるクリーンルーム装置の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のファンコイルユニット部分の拡大図である。 図１のファンコイルユニットの別の例を示す拡大図である。 従来のクリーンルーム装置の縦断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ クリーンルーム装置
１０ クリーンルーム
１１ ファン付きフィルタユニット（ＦＦＵ）
１２，５２ 床面
１３ 室内
１４ 外壁面
２０ ダクトシャフト
３０ ファンコイルユニット
３１ 筐体
３２ コイル
３３ ファン
３４ 吸気口
３５ 吹出口
３６ 攪拌器
４０ 空調装置
５０，５１ 空間

Claims (3)

1. 建物の室内に設置されるクリーンルーム装置であって、
   天井面にファン付きフィルタユニットを備え、このファン付きフィルタユニットにより吸入した空気を床面から排出するクリーンルームと、
   前記建物の室内の壁面と前記クリーンルームの外壁面との間に上下方向に形成されたダクトシャフトと、
   前記クリーンルームの床面下の空間内の前記ダクトシャフトの直下に配置され、前記クリーンルームの床面下の空気を一部吸引して冷却し、前記ダクトシャフト内へ上向きに吹き込むファンコイルユニットと
   を有するクリーンルーム装置。
2. 前記ファンコイルユニットは、
   鉛直方向に細長い筐体と、
   同筐体内に鉛直方向より傾斜させて配置されたコイルと、
   同コイルを介して前記クリーンルームの床面下の空気を一部吸引して前記ダクトシャフト内へ上向きに吹き込むファンと
   から構成される請求項１記載のクリーンルーム装置。
3. 前記ファンコイルユニットから吹き込まれる空気を前記ファンコイルユニットを通らずに前記ダクトシャフト内へ吸引される空気と混合させるための攪拌器をさらに備えた請求項１または２に記載のクリーンルーム装置。
   

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