JP2007198666A

JP2007198666A - ケミカルフィルタユニットおよびクリーンルームの空調システム

Info

Publication number: JP2007198666A
Application number: JP2006017171A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Uchiyama; 博久内山; Takeshi Sekiguchi; 猛関口; Munehiro Hamamoto; 宗弘濱本
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: JP4822108B2

Abstract

【課題】ケミカル物質の処理を行うための有効なケミカルフィルタユニットと、それを用いる有効な空調システムを提供する。
【解決手段】本発明のケミカルフィルタユニット１５は、ケーシング１６内にケミカルフィルタ１７を収納してクリーンルーム等の室内の所望位置に設置されるものである。ケーシングの内部には底部から頂部にかけて処理対象空気の流路２２が設けられてその途中にケミカルフィルタが収納され、ケーシングの前面には開放可能な点検扉２３が設けられ、ケーシングの底部には床下チャンバ８に連通する流入口１８が、頂部にはレタンダクトを接続可能な流出口２０が設けられている。本発明の空調システムは、複数台のケミカルフィルタユニットをクリーンルーム内の所望位置に分散配置し、クリーンルームからの還気をケミカルフィルタユニットを通してから空調機に戻して循環させるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気中のケミカル物質を除去するためのケミカルフィルタユニット、およびそれを用いたクリーンルームの空調システムに関する。

周知のように、半導体や液晶パネルの製造工場等におけるクリーンルームは高度の空気清浄度が要求され、近年においては微粒子のみならずイオン物質や有機物等のガス状のケミカル物質による汚染対策も必要となっている。ケミカル物質による汚染を防止するためには、イオン交換繊維や活性炭等の吸着剤によりケミカル物質を吸着して除去するケミカルフィルタが一般に用いられている。

図５はクリーンルームにおける空調システムの一例を示す。これは空調機１にケミカルフィルタ２を組み込んだもので、送風機３によって給気ＳＡをサプライダクト４を通してクリーンルーム５内の天井面に取り付けた吹出口６から下向きに吹き出し、室内からの還気ＲＡをグレーチング床７から床下チャンバ８に吸い込み、レタンダクト９を通して空調機１に戻して循環させるようにしたものであり、室内で発生したケミカル物質は還気ＲＡとともに空調機１に吸い込まれてケミカルフィルタ２により除去されるようになっている。
なお、図示は省略しているが上記の空調機１はケミカルフィルタ２の他にＨＥＰＡフィルタその他の空気清浄手段や温湿度調整機能を備えている他、将来的なケミカルフィルタ２の増設を想定してそのための予備スペースを確保している。また、図示例の空調システムでは２台の空調機１をサプライヘッダ１０およびレタンヘッダ１１を介して並設的に設置して相互のバックアップが可能なものとしている。さらに、通常はクリーンルーム５内から強制排気を行うことから排気量以上の外気ＯＡを外調機１２により処理して空調機１に供給することが一般的であり、その外調機１２にも必要に応じてケミカルフィルタ２を組み込むようにしている。

また、特許文献１には、室内に設置されるケミカルフィルタユニットとして、ケーシング内にファンとケミカルフィルタとを組み込んで、それ自体でケミカル物質を除去しつつ室内空気を強制循環させる構成のものが示されている。
特開２００３−２１０９２６号公報

図５に示したような従来一般の空調システムでは、ケミカルフィルタ２を空調機１に組み込んでいることから、ケミカルフィルタ２の交換や保守作業を行うたびに空調システム全体の運転を停止しなければならず、そのことが稼働効率改善を阻む一因ともなっている。また、将来的にケミカル物質に対する処理容量が増大したり要求品質が高まったような際には、空調機１をより大型のものに変更するか、あるいは図示例のもののように当初からそれを見越して大型の空調機１を設置しておく必要があり、いずれにしてもその際には大がかりな改修工事を必要とするし、そのための予備スペースを予め確保しておく必要がある。

また、特許文献１に示されるケミカルフィルタユニットは、これをクリーンルーム内に配置することで効率的なケミカル物質処理が可能であるとされているが、これ自体で室内空気を循環させるための送風機を備えていることから大型かつ大重量とならざるを得ないし、特に床下チャンバ内に設置することを想定したものであるのでその設置作業や保守作業も必ずしも容易に行えるものではなく、広く普及するに至っていない。

上記事情に鑑み、本発明は特にクリーンルームにおけるケミカル物質の処理を行うための有効なケミカルフィルタユニットと、それを用いる有効な空調システムを提供することを目的としている。

本発明のケミカルフィルタユニットは、ケーシング内にケミカルフィルタを収納してクリーンルーム等の室内の所望位置に設置され、室内空気をケーシング内に取り込んでケミカルフィルタに通しつつケーシング内を通過させることで室内空気の清浄化処理を行う構成のものであって、前記ケーシングの内部にはその底部から頂部にかけて処理対象空気の流路が設けられてその途中に前記ケミカルフィルタが収納されているとともに、該ケーシングの前面にはケミカルフィルタの交換および保守作業を行うための開放可能な点検扉が設けられ、かつ、前記ケーシングの底部には、室内の床下に設けられている床下チャンバに連通して該床下チャンバから室内空気をケーシング内に取り込むための流入口が設けられているとともに、該ケーシングの頂部には、ケミカルフィルタを通過した処理後の空気を空調機に戻すためレタンダクトを接続可能な流出口が設けられてなることを特徴とする。

本発明の空調システムは、上記のケミカルフィルタユニットをクリーンルーム内に設置し、室内からの還気を該ケミカルフィルタユニットを通しつつ空調機に戻して循環させる構成であって、複数台のケミカルフィルタユニットをクリーンルーム内に分散配置して、各ケミカルフィルタユニットの底部に設けられている流入口をそれぞれ床下チャンバに連通させるとともに、頂部に設けられている流出口にそれぞれレタンダクトを接続し、空調機が備える送風機により清浄空気を室内に供給するとともに、該送風機により室内からの還気を床下チャンバから各ケミカルフィルタユニット内に取り込んでその内部を通過させレタンダクトを通して空調機に戻して循環させる構成としたことを特徴とする。

本発明のケミカルフィルタユニットは、レタンダクトに接続されて使用されて空調機に戻る前の還気中のケミカル物質を直接的に除去するものであるので、ケミカル物質の効率的な除去が可能なものである。また、単にケーシング内にケミカルフィルタを収納しただけの構成であってそれ自体が送風機を備えるものではないので充分な小形軽量化が可能であり、したがって所望位置に自立状態で簡易に設置することができるし、その移設や撤去も容易に行うことができるものであり、しかも、前面の点検扉を開放することでケミカルフィルタの交換や保守を極めて簡単に行うことができるものであり、クリーンルーム等に設置するものとして極めて有効である。

本発明の空調システムは、上記のケミカルフィルタユニットをクリーンルーム内の所望位置に分散配置するものであるので、ケミカル物質をその発生源の近くにおいて直ちに吸い込んでクリーンルーム内全体に拡散してしまう前に速やかにかつ確実に除去することができ、優れた処理効率が得られる。また、ケミカルフィルタの交換や保守を行う際にも空調機の運転を停止する必要がないし、生産設備の変更に伴ってケミカルフィルタユニットの所要台数を適宜増減したり、それらの設置位置を自由に移設することも可能である。

図１は本発明の空調システムをクリーンルームに適用した場合の実施形態を示すものであり、図５に示した従来の空調システムと同一構成要素には同一符号を付してある。
本実施形態の空調システムは、基本的には図５に示した従来の空調システムと同様に、空調機１からの給気ＳＡをサプライダクト４によりクリーンルーム５に供給し、室内からの還気ＲＡを床下チャンバ８からレタンダクト９を通して空調機１に戻すように循環させるものであるが、従来の空調システムでは空調機１にケミカルフィルタ２を組み込んでいたのに対し、本実施形態の空調システムではクリーンルーム５内に図２〜図３に示すようなケミカルフィルタユニット１５（１５Ａ、１５Ｂ）を設置して、室内からの還気ＲＡをそのケミカルフィルタユニット１５に通してから空調機１に戻すように構成されており、それにより空調機１へのケミカルフィルタ２の組み込みを省略したものとなっている。

本実施形態のケミカルフィルタユニット１５はクリーンルーム５内の所望位置に自立状態で設置されるもので、図２〜図３に示すように、縦型のケーシング１６内に多数のケミカルフィルタ１７を多段に積層し横２列に配列して収納したものである。
ケーシング１６内に収納するケミカルフィルタ１７としては、たとえば特許文献１に示されているもののように活性炭等の吸着剤をメッシュ状のトレー間に収容した構成のものが好適に採用可能である。
ケーシング１６の底部には、床下チャンバ８に連通してその床下チャンバ８からの還気ＲＡをケーシング１６内に取り込むための流入口１８が設けられて、その内側にはプレフィルタ１９が装着されている。また、ケーシング１６の頂部にはケミカルフィルタ１７を通過した処理後の還気ＲＡが流出する流出口２０が設けられ、その外側にはレタンダクト９を接続するための接続ダクト２１が設けられている。
そして、ケーシング１６の内部には、その底部から頂部にかけて（つまり流入口１８から流出口２０にかけて）処理対象空気が通過する一連の流路２２が設けられている。その流路２２は、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、流入口１８から前面側に屈曲してそこで上昇し、ケーシング１６内を水平に後方に向かい、ケーシング１６内の後面側においてさらに上昇して流出口２０に向かって屈曲するように形成されていて、その中間部の水平な流路中に上記のケミカルフィルタ１７が水平に対してやや傾斜状態で多段に積層されて収納されており、そこで処理対象空気は各段のケミカルフィルタ１７を通過してケミカル物質が効率的に除去されるようになっている。

また、ケーシング１６の前面にはケミカルフィルタ１７の交換および保守作業を行うために全面的に開放可能な点検扉２３が設けられていて、この点検扉２３を開放することで各ケミカルフィルタ１７をそのまま前方に引き出すことができるものとされている。

なお、図２に示すケミカルフィルタユニット１５Ａと図３に示すケミカルフィルタユニット１５Ｂとの相異は、収納しているケミカルフィルタ１７のサイズとケーシング１６の奥行寸法のみである。すなわち、前者は正方形状のフルサイズ規格のケミカルフィルタ１７を用いているのに対し、後者はハーフサイズ規格のケミカルフィルタ１７を用いており、したがって後者（ケミカルフィルタユニット１５Ｂ）の奥行き寸法は前者（ケミカルフィルタユニット１５Ａ）の半分強と小さくされて全体として薄型コンパクトなものとなっているが、その他の構成は両者において共通である。

図４はクリーンルーム５内におけるケミカルフィルタユニット１５の具体的な設置例を示すものである。図示例のものは（ａ）に示すように３列にわたって設置されている生産装置群２５の周囲に多数のケミカルフィルタユニット１５（図示例ではケミカルフィルタユニット１５Ａが３台、ケミカルフィルタユニット１５Ｂが９台）を適宜間隔で分散配置して、（ｂ）に示すようにいずれのケミカルフィルタユニット１５もその底部を床下チャンバ８に連通させた状態で自立させ、頂部にはレタンダクト９を接続している。
なお、（ｂ）に示しているように、ケミカルフィルタユニット１５に接続されているレタンダクト９を隠蔽するためのパーティションに２６を、ケミカルフィルタユニット１５のケーシング１６に連なるように取り付けることが好ましい。

本実施形態のケミカルフィルタユニット１５は、床下チャンバ８とレタンダクト９との間に介装された状態で使用されて空調機１に戻る前の還気ＲＡ中のケミカル物質を直接的に除去するものであるから、ケミカル物質の効率的な除去が可能なものであることはもとより、特許文献１に示される従来のケミカルフィルタユニットのようにそれ自体が送風機を備えるものではないので充分な小形軽量化が可能であり、したがって所望位置に自立状態で簡易に設置することができるし、その移設や撤去も容易に行うことができ、しかも前面の点検扉２３を開放することでケミカルフィルタ１７の交換や保守を極めて簡単に行うことができるものである。

また、本実施形態の空調システムにあっては、多数のケミカルフィルタユニット１５をクリーンルーム５内の所望位置に分散配置することにより、ケミカル物質をその発生源の近くにおいて直ちに吸い込んでクリーンルーム５内全体に拡散してしまう前に速やかにかつ確実に除去することができ、それにより優れた処理効率が得られるものである。
また、空調機１には従来のようにケミカルフィルタ２を組み込む必要がないし、送風機３は従来と同等の静圧を有するものであれば良いから、空調機１の小形化とその設置スペースを節約することができるし、空調機１に将来的な予備スペースを確保しておく必要もない。
また、ケーシング１６内に収納されているケミカルフィルタ１７の交換や保守を行う際にも空調機１の運転を停止する必要がないので、クリーンルーム５を稼働させながらそれらの作業を行うことができ、操業効率の改善を図ることができる。
さらに、生産設備の変更に伴ってケミカルフィルタユニット１５の所要台数を適宜増減したり、それらの設置位置を自由に移設することも可能であるし、その際にも従来のように空調機１に対する改修や増設は一切不要である。

以上で本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論ない。
たとえば、上記実施形態はクリーンルームへの適用例であるが、本発明のケミカルフィルタユニットはクリーンルームに限らず、各種のケミカル物質の除去を必要とする施設全般に対して広く適用可能である。また、本発明のケミカルフィルタユニットの各部の具体的な構成、たとえばケーシングの形状や寸法、ケミカルフィルタの種類やケーシングへの収納形態、また空調システム全体の構成についても、処理対象のケミカル物質や要求される処理能力、これを設置する施設の用途や規模、その他の諸条件に応じて、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の設計的変更が可能であることは当然である。

本発明の実施形態である空調システムを示す概略系統図である。本発明の実施形態であるケミカルフィルタユニットを示す図である。同、他のケミカルフィルタユニットを示す図である。本発明の空調システムをクリーンルームに適用した場合の実施形態を示す図である。従来一般のクリーンルームの空調システムの一例を示す概略系統図である。

符号の説明

１空調機
５クリーンルーム
７グレーチング床
８床下チャンバ
９レタンダクト
１５（１５Ａ、１５Ｂ）ケミカルフィルタユニット
１６ケーシング
１７ケミカルフィルタ
１８流入口
１９プレフィルタ
２０流出口
２１接続ダクト
２２流路
２３点検扉
２５生産装置群

Claims

ケーシング内にケミカルフィルタを収納してクリーンルーム等の室内の所望位置に設置され、室内空気をケーシング内に取り込んでケミカルフィルタに通しつつケーシング内を通過させることで室内空気の清浄化処理を行うケミカルフィルタユニットであって、
前記ケーシングの内部にはその底部から頂部にかけて処理対象空気の流路が設けられてその途中に前記ケミカルフィルタが収納されているとともに、該ケーシングの前面にはケミカルフィルタの交換および保守作業を行うための開放可能な点検扉が設けられ、
かつ、前記ケーシングの底部には、室内の床下に設けられている床下チャンバに連通して該床下チャンバから室内空気をケーシング内に取り込むための流入口が設けられているとともに、該ケーシングの頂部には、ケミカルフィルタを通過した処理後の空気を空調機に戻すためレタンダクトを接続可能な流出口が設けられてなることを特徴とするケミカルフィルタユニット。
請求項１記載のケミカルフィルタユニットをクリーンルーム内に設置し、室内からの還気を該ケミカルフィルタユニットを通しつつ空調機に戻して循環させる構成の空調システムであって、
複数台のケミカルフィルタユニットをクリーンルーム内に分散配置して、各ケミカルフィルタユニットの底部に設けられている流入口をそれぞれ床下チャンバに連通させるとともに、頂部に設けられている流出口にそれぞれレタンダクトを接続し、
空調機が備える送風機により清浄空気を室内に供給するとともに、該送風機により室内からの還気を床下チャンバから各ケミカルフィルタユニット内に取り込んでその内部を通過させレタンダクトを通して空調機に戻して循環させる構成としたことを特徴とするクリーンルームの空調システム。