JP2007255854A - クリーンベンチ - Google Patents

Abstract

【課題】 精度の高い温度制御が可能なクリーンベンチを提供すること。
【解決手段】 作業台の下方に空気調和制御装置を収容し、作業空間の天井に高性能エアフィルタ、蓄熱体を配設し、前記空気調和制御装置から前記高性能エアフィルタ、前記蓄熱体を介して前記作業空間に至る空気供給通路にフィラメント電球を熱源とする加熱器の電球を設置するとともに、温度センサを前記作業空間内に配置し、該温度センサからの温度情報に基づいて前記電球を点灯させて、前記作業空間に供給される空気を加熱制御し、ケーシングの前面に、前記作業空間に連通する開口を形成し、該開口を閉塞するように、板ガラスを間隔をもって２重に配設し、それらの板ガラス間に、前記空気供給通路からの空気を循環させ、前記作業空間を画成する面に凹部を形成し、該凹部に照明灯を収容するとともに、前記凹部の開口に輻射熱遮断シートを配設したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、クリーンベンチに係り、チャンバ内の温度制御が可能なクリーンベンチに関するものである。

特に、温度感受性の高い細胞や酵素類を取り扱ったり、バクテリアや動植物細胞の培養等を行ったりするために、作業空間の温度を使用する物に応じた所要の温度に保つクリーンベンチは知られている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１に開示されているクリーンベンチは、作業台にヒータを埋設し、このヒータによって作業台を加熱し、ケーシング上部の空気取り入れ口に設置されたフィルタとその下方に設置された送風機との間にヒータを設置し、このヒータによってチャンバ内に供給される空気を加熱している。
特開平５−２５６４８６号公報（図３参照）

ところで、作業台に設置されたヒータでは、作業台を加熱するだけで、チャンバ内の雰囲気を均一な温度にすることは期待できず、ケーシングの空気取り入れ口に設置されたヒータでは、新しく取り入れた空気を加熱するため、大容量のヒータが必要になる。しかも、ヒータとして、一般的なヒータ、すなわち、電気抵抗の高い電熱ワイヤをコイル状（または板状）に巻回したものが用いられ、電熱ワイヤに通電することで電熱ワイヤを発生させるヒータを採用した場合には、温度制御に対する即応性が低く、高精度の温度管理ができない。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みて、精度の高い温度制御が可能なクリーンベンチを提供することを目的とする。

請求項１のクリーンベンチは、作業台の下方に空気調和制御装置を収容し、作業空間の天井に高性能エアフィルタ、蓄熱体を配設し、前記空気調和制御装置から前記高性能エアフィルタ、前記蓄熱体を介して前記作業空間に至る空気供給通路にフィラメント電球を熱源とする加熱器の電球を設置するとともに、温度センサを前記作業空間内に配置し、該温度センサからの温度情報に基づいて前記電球を点灯させて、前記作業空間に供給される空気を加熱制御し、ケーシングの前面に、前記作業空間に連通する開口を形成し、該開口を閉塞するように、板ガラスを間隔をもって２重に配設し、それらの板ガラス間に、前記空気供給通路からの空気を循環させ、前記作業空間を画成する面に凹部を形成し、該凹部に照明灯を収容するとともに、前記凹部の開口に輻射熱遮断シートを配設したことを特徴とする。

請求項２のクリーンベンチは、請求項１の発明において、前記ケーシングの両側板に、前記作業空間を覗く開口を形成するとともに、該開口を閉塞するように、板ガラスを間隙をもって２重に配設し、それらの板ガラス間に、前記空気供給通路からの空気を循環させた窓を構成したことを特徴とする。

請求項３のクリーンベンチは、請求項１または２の発明において、前記空気調和制御装置の冷却器に、蓄熱タンクに蓄熱された冷水を供給するようにしたことを特徴とする。

請求項４のクリーンベンチは、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記蓄熱体を、前記高性能エアフィルタの下部に配設したことを特徴とする。

本発明によれば、空気調和制御装置で制御されて循環する供給空気を、作業空間に設置した温度センサの温度情報に基づき、フィラメント電球を熱源とするヒータによって、±１／１０００度で制御し、その供給空気を高性能エアフィルタ、蓄熱体を介して前記作業空間に供給するとともに、作業空間とケーシングとの間に形成されるドアを２重構造にするとともに、それらの間隙に、供給空気を循環させ、さらに、作業空間を画成する面に形成された凹部に照明灯を収容するとともに、その凹部の開口に輻射熱遮断シートを配設したので、作業空間内の温度を均一かつ精度良く維持することができる。

また、本発明によれば、作業空間を覗く窓が２重構造に構成され、その間に空気を循環させるので、外熱に影響されることがない。

更に、本発明によれば、冷却器の冷却を蓄熱タンクの冷水を使用して行なうので、安定した温度が維持でき、該冷却器を通過する空気の温度制御を確実に行なうことができる。

以下に、本発明に係るクリーンベンチを、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るクリーンベンチを概念的に示した透視斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面を概念的に示した図、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、蓄熱器を示した斜視図、図４は、空気調和制御装置を示した構成図、図５は、空気供給路に配設されたヒータを概念的に示した斜視図である。

このクリーンベンチ１では、ケーシング２内の上下方向中間に配設された作業台３と、ケーシング２の左右側板２ａ、２ａと、ケーシング２の背板２ｂに対して間隙４をもって内方に配設された背板５ａと、ケーシング２の天井板２ｃに対して間隙６をもって下方に配設された天井板５ｂとによって、前方に開口する作業空間５が画成されている。そして、作業空間５の天井板５ｂの開口には、ＨＥＰＡフィルタ（高性能エアフィルタ）７と蓄熱体８が配設され、作業空間５の前部開口５ｃと、ケーシング２の前面板２ｄの開口２ｅとの間には、２枚の板ガラス９ａ、９ｂを間隙１０をもって構成したスライドドア９が配設されている。さらに、間隙４の上部には、作業空間５の天井板５ｂの延長上に隔壁１１が配設され、作業空間５の背板５ａの延長上に多孔板による隔壁１２が配設されている。

蓄熱体８は多孔通路を有し、該蓄熱体を通過する空気との間で熱交換を行なうもので、空気の温度が高いときは熱を吸収し、空気の温度が低いときには熱を放出する。蓄熱体８としては、図３（ａ）に示すように、複数のパイプの側面を互いに密接させたもの、図３（ｂ）に示すように、ハニカム構造のもの、図３（ｃ）に示すように、平板部材を格子状に形成したもの等がある。この蓄熱体８は、アルミニウム、銅等によって製造され、整流作用も有する。

ところで、ヒータを通過した空気は、様々な温度変動周波数を持っている。そして、低い周波数で変動する空気は、蓄熱体の伝熱面積の大きさよりも熱容量の大きさの影響を受け易く、高い周波数で変動する空気は、蓄熱体８の熱容量の大きさよりも伝熱面積の影響を受け易い傾向がある。

そこで、上記蓄熱体としては、低い周波数側の温度変動を小さくしたい場合には、熱容量のより大きな蓄熱体を選定し、高い周波数側の温度変動を小さくしたい場合には、伝熱面積の大きな蓄熱体を選定することが好ましい。また、両特性をもった蓄熱体を直列に配設して、低周波数側および高周波数側のいずれの温度変動に対応させるようにしてもよい。

そして、このケーシング２内には、隔壁１１と隔壁１２とによって画成される空間１３が隔壁１２の孔を介して間隙６に連通され、ＨＥＰＡフィルタ７および蓄熱体８を介して作業空間５およびスライドドア９の板ガラス９ａ、９ｂ間の間隙１０に連通される。

また、このクリーンベンチ１では、間隙４に、ダクト１４が配設され、その上端は、空間１３に開口し、下端は、作業台３の下方に開口し、後述する空気調和制御装置に接続されている。

ケーシング２の作業台３の下方には、空気調和制御装置２０が配設され、この空気調和制御装置２０は、冷却器２１、加熱器２２、送風機２３等によって構成されている。

冷却器２１は、区画された２つの冷水槽２４ａ、２４ｂを有する蓄熱タンク２４および冷水製造装置２５を備え、冷水槽２４ａの水は冷水製造装置２５に送られ、冷水製造装置２５から冷水槽２４ｂに戻される。そして、冷水槽２４ｂの冷却水は、ポンプ２６によってヒータ２７を介して冷却器２１に送られ、冷却器２１の冷却水は冷水槽２４ａに戻される。そして、この空気調和制御装置２０の出口２０ａは、ダクト１４に接続される。

加熱器２２は、温度センサ２２ａ、デジタル調節計２２ｂ、サイリスタ２２ｃ等を備えており、温度センサ２２ａの温度情報に基づいて設定温度に調整される。温度センサ２２ａは、加熱器２２の空気通路の下流に設置される。

そして、この空気調和制御装置２０の空気供給口２０ａは、ダクト１４の下端に接続され、空気導入口２０ｂは、作業台３内に画成された空間３ａおよび作業台３の上壁に形成された通孔３ｂを介して作業空間５および間隙１０に連通されている。

さらに、このクリーンベンチ１では、ダクト１４に、ヒータ１５が介在されている。このヒータ１５としては、図５に示すように、フィラメント電球（ハロゲン電球等）３０が用いられている。そして、このヒータ１５は、温度センサ１５ａ、デジタル調節計１５ｂ、サイリスタ１５ｃを備えており、作業空間５内に配設された温度センサ１５ａの温度情報に基づいて、±１／１０００度の温度制御が成される。

また、このクリーンベンチ１では、作業空間５を画成する左右側板２ａに、窓１６が形成されている。そして、この窓１６には、板ガラス１６ａが２重に配設され、それらの板ガラス１６ａ、１６ａ間に空気を循環させるようにしている。

さらに、このクリーンベンチ１では、作業空間５を画成する背板５ａに、作業空間５に開口する凹部５ｄが形成され、該凹部に蛍光灯等の照明灯１７が収容されている。そして、凹部１７の開口には、輻射熱遮断シート１８が配設されている。

このように構成されたクリーンベンチ１では、空気調和制御装置２０からダクト１４に供給され、さらに、空間１３、間隙６を介し、ＨＥＰＡフィルタ７、蓄熱体８を経て作業空間５に供給される。そして、作業空間５の空気は、通孔３ｂを介して空間３ａに排出され、フィルタ１９を経て空気調和制御装置２０の空気導入口２０ｂに排出される。

その間、空調調和制御装置２０において、空気の温度が±１／１００度で制御され、ダクト１４において、空気の温度がヒータ１５によって±１／１０００度で制御される。そして、その空気は、ＨＥＰＡフィルタ７において、除塵、除菌され、蓄熱体８によって温度の揺らぎが均されて作業空間５内に供給される。また、スライドドア９の板ガラス９ａ、９ｂ間に供給された空気は、ガラス面からの外熱を遮断する。

なお、上記実施の形態では、ケーシング２の前面板２ｄに開口２ｅにスライドドア９を配設しているが、このスライドドア９を固定するとともに、該スライドドアにグローブを配設し、該グローブを介して、作業空間５内の作業を行なうようにしてもよい。

本発明に係るクリーンベンチを概念的に示した透視斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面を概念的に示した図である。 蓄熱器を示した斜視図である。 空気調和制御装置を示した構成図である。 空気供給路に配設されたヒータを概念的に示した斜視図である。

符号の説明

１：クリーンベンチ、２：ケーシング、２ａ：側板、２ｂ：背板、２ｃ：天井板、２ｄ：前面板、２ｅ：開口、３：作業台、４：間隙、５：作業空間、５ａ：背板、５ｂ：天井板、５ｃ：前部開口、５ｄ：凹部、６：間隙、７：ＨＥＰＡフィルタ、８：蓄熱体、９：スライドドア、９ａ：板ガラス、１０：間隙、１１、１２：隔壁、１３：空間、１４：ダクト、１５：ヒータ、１５ａ：温度センサ、１５ｂ：デジタル調節計、１５ｃ：サイリスタ、１６：窓、１６ａ：板ガラス、１７：照明灯、１８：輻射熱遮断シート、１９：フィルタ、２０：空気調和制御装置、２１：冷却器、２２：加熱器、２３：送風機、２４：蓄熱タンク、２４ａ、２４ｂ：冷水槽、２５：冷水製造装置、２６：ポンプ、２７：ヒータ、３０：フィラメント電球

Claims (4)

1. 作業台の下方に空気調和制御装置を収容し、
   作業空間の天井に高性能エアフィルタ、蓄熱体を配設し、
   前記空気調和制御装置から前記高性能エアフィルタ、前記蓄熱体を介して前記作業空間に至る空気供給通路にフィラメント電球を熱源とする加熱器の電球を設置するとともに、温度センサを前記作業空間内に配置し、該温度センサからの温度情報に基づいて前記電球を点灯させて、前記作業空間に供給される空気を加熱制御し、
   ケーシングの前面に、前記作業空間に連通する開口を形成し、該開口を閉塞するように、板ガラスを間隔をもって２重に配設し、それらの板ガラス間に、前記空気供給通路からの空気を循環させ、
   前記作業空間を画成する面に凹部を形成し、該凹部に照明灯を収容するとともに、前記凹部の開口に輻射熱遮断シートを配設した
   ことを特徴とするクリーンベンチ。
2. 前記ケーシングの両側板に、前記作業空間を覗く開口を形成するとともに、該開口を閉塞するように、板ガラスを間隙をもって２重に配設し、それらの板ガラス間に、前記空気供給通路からの空気を循環させた窓を構成したことを特徴とする請求項１に記載のクリーンベンチ。
3. 前記空気調和制御装置の冷却器に、蓄熱タンクに蓄熱された冷水を供給するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のクリーンベンチ。
4. 前記蓄熱体を、前記高性能エアフィルタの下流側に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクリーンベンチ。

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