JP2009257725A - 清浄気流循環システム - Google Patents

Abstract

【課題】対象エリアの環境を所定レベルの清浄度や均一な温度分布及び気流分布に保持し、イニシャルコストとランニングコストの低減化を図ると共に、空間を使用する際の自由度やフレキシビリティの向上を図る。
【解決手段】
本発明は、対象エリア１０を所定レベルの清浄度に保持するために設けられる清浄気流循環システムであって、対象エリア１０の外周部天井付近に設けられ、対象エリア１０に向かって清浄空気を吹き出し可能な清浄気流循環装置１１と、清浄気流循環装置１１により囲繞され、対象エリア１０からの戻り空気を清浄気流循環装置１１に還流可能な循環空間１２とを有する清浄気流循環ユニット１３を備えていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定レベルの清浄度に保持されることが要求される対象エリアに設けられる清浄気流循環システムに関する。

一般に、半導体の製造工程などにおいて使用されるクリーンルーム等、所定レベルの清浄度が要求される対象エリアには、該エリア内の清浄度を一定レベルに保持するために清浄気流循環システムが設けられている。

従来のこの種のシステムとしては、例えば、半導体ウェアや液晶ディスプレイ等の精密電子部品を搬送するための搬送路の周囲を隔壁で仕切ることにより系外空気の混入のない搬送空間を形成し、ガス除去フィルタと粒子除去用高性能フィルタによって清浄化した空気を天井面から前記搬送空間内に供給し、該空気を搬送空間の底部に配置した開口より取り出して循環させる搬送空間の高清浄化システム（特許文献１参照）や、空調機により処理した空気を床面から室内に供給し、室内の空気を天井面の吸込口から吸い込んで空調機に戻して循環させると共に、天井面に設置した照明器具、窓ガラスやブラインド、又は床材に担持させた光触媒によって循環空気を清浄化する空調システム（特許文献２参照）などが知られている。
特開平９−４２７２７号公報 特開２００５−２４１８３号公報

しかしながら、上記した従来のシステムでは、対象エリアを含む空間全体に亘って前記高清浄化システムや前記空調システムを配置する必要があるため、システムを構成する各種設備の設置台数が多くなり、イニシャルコストとランニングコストが共に高くなるといった問題があった。

また、対象エリアを含む空間全体に亘る広範囲の天井内の空気を循環させる必要があるため、対象エリアの空気循環効率の向上が図り難かった。そのため、対象エリアの汚染浮遊物質の発生や熱の拡散量を十分に抑制することが難しく、所定レベルの清浄度や均一な温度分布及び気流分布に対象エリアの環境を保持することができないといった問題もあった。

さらに、対象エリアの空気循環効率を向上させるには前記空間を間仕切壁等で仕切る必要があるため、その工事費が増大すると共に、前記空間を使用する際の自由度やフレキシビリティが損なわれるといった問題もあった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、対象エリアの環境を所定レベルの清浄度や均一な温度分布及び気流分布に保持することができ、イニシャルコストとランニングコストの低減化を図ると共に、対象エリアを含む空間を使用する際の自由度やフレキシビリティの向上を図ることのできる清浄気流循環システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、対象エリアの環境を所定レベルの清浄度に保持するために設けられる清浄気流循環システムであって、前記対象エリアの外周部天井付近に設けられ、該対象エリアに向かって清浄空気を吹き出し可能な清浄気流循環装置と、該清浄気流循環装置により囲繞され、前記対象エリアからの戻り空気を前記清浄気流循環装置に還流可能な循環空間と、を有する清浄気流循環ユニットを備えていることを特徴とする。

そして、前記清浄気流循環装置はロの字状に配置され、前記循環空間は前記清浄気流循環装置の内側全体に亘って形成されているのが好ましい。

また、前記清浄気流循環装置の外周には、上方に向かって上方気流制御板が設けられているのが好ましく、さらに、前記清浄気流循環装置の内周には、下方に向かって下方気流制御板が設けられているのが好ましい。

さらに、前記対象エリアは二重天井構造を有しており、該二重天井面に前記清浄気流循環ユニットが設けられていてもよい。

さらにまた、前記対象エリアは直天井構造を有しており、該直天井の下方空間に前記清浄気流循環ユニットが設けられていてもよい。

本発明によれば、対象エリアの環境を所定レベルの清浄度や均一な温度分布及び気流分布に保持することができ、イニシャルコストとランニングコストの低減化を図ると共に、対象エリアを含む空間を使用する際の自由度やフレキシビリティの向上を図ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムを示す斜視図、図２は同清浄気流循環システムを示す平面図、図３は同清浄気流循環システムを示す断面図である。なお、以下の説明では、本発明に係る清浄気流循環システムを、二重天井構造を有する空間に設置した場合について例示して説明する。

本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムは、所定レベルの清浄度に保持されることが要求される対象エリア１０（図３の破線で囲まれたエリア）の外周部天井付近に配置される清浄気流循環装置１１と、清浄気流循環装置１１により囲繞された循環空間１２とを有する清浄気流循環ユニット１３を備えて構成されている。

清浄気流循環装置１１は、汚染浮遊物質等を除去するためのフィルタや冷却・加熱コイルや送風機等（いずれも図示せず）を備えており、二重天井面１４に沿って平面視でロの字状に配置されている。また、清浄気流循環装置１１の外周には上方に向かって上方気流制御板１５が固定されており、この上方気流制御板１５は対象エリア１０の上方空間１６を囲繞するように立設されている。さらに、清浄気流循環装置１１の内周には、下方に向かって下方気流制御板２１を設けてもよく、この下方気流制御板２１は、図４に示すように上方気流制御板１５の代わりに設けてもよく、また、図５に示すように、上方気流制御板１５と共に設けてもよい。

循環空間１２は清浄気流循環装置１１の内側全体に亘って形成されており、この循環空間１２には二重天井面１４が設けられておらず、対象エリア１０とその上方空間１６とはこの循環空間１２を介して連通している。

このような構成を備えた清浄気流循環システムにおいて、清浄気流循環装置１１によって汚染浮遊物質等が除去されて清浄化された空気は清浄気流循環装置１１から下方の対象エリア１０に向かって吹き出される。この清浄化された空気は対象エリア１０内を流通し、対象エリア１０内の環境を所定レベルの清浄度に保持した後、循環空間１２を通って対象エリア１０の上方空間１６に戻り、清浄空気循環装置１１に還流される。以降、同様の手順で前記空気は上記した循環動作を繰り返し、対象エリア１０の環境は所定レベルの清浄度に保持されると共に、所定の温度に維持される。

このように上記した実施の形態に係る清浄気流循環システムによれば、間仕切壁等で仕切ることなく、清浄気流循環ユニット１３を設置した対象エリア１０とその上方空間１６だけに清浄化された空気を循環させることができる。したがって、清浄気流循環ユニット１３の設置台数を最小限に抑えることができると共に間仕切壁等の設置工事が不要となるため、イニシャルコスト及びランニングコストの低減化を図ることができると共に対象エリア１０を含む空間を使用する際の自由度やフレキシビリティの向上を図ることができる。

また、対象エリア１０の上方空間１６を囲繞するように上方気流制御板１５が設けられており、対象エリア１０の上方空間１６だけに天井内の空気を循環させることができるため、対象エリア１０の空気循環効率の向上を図ることができる。さらに、下方気流制御板２１を設置した場合には、対象エリア１０内に吹き出された清浄空気が対象エリア１０内を十分に流通することなく直ぐに循環空間１２を通って還流してしまう現象（ショートサーキット）の発生を確実に防止することができる。したがって、対象エリア１０内の汚染浮遊物質を確実に減少させることができると共に熱の拡散量を確実に抑制することができ、所定レベルの清浄度や均一な温度分布及び気流分布に対象エリア１０の環境を保持することができる。

なお、上記した実施の形態では、本発明に係る清浄気流循環システムを、二重天井構造を有する空間に設置した場合について説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明に係る清浄気流循環システムは、例えば、図６〜図８に示すように、直天井構造を有する空間において直天井１７の下方空間に設置することもできる。この場合、清浄気流循環機器１１の支持は、例えば、床面から支柱等により行ったり、或いはシステム天井枠から支持するようにしたり、或いは天井面から吊り金物を介して支持するようにしたりする等、各種方法を選択可能であり、これにより、対象エリア１０を含む空間を使用する際の自由度やフレキシビリティを一段と高めることができる。

図９は、平面寸法が２１．６ｍ×２１．６ｍ、高さが４．５ｍの空間の中央に１２台の清浄気流循環装置１１をロの字状に配置して清浄気流循環ユニット１３を構成し、この清浄気流循環ユニット１３の下方の対象エリア（平面寸法が２．０ｍ×２．０ｍ、高さが床上高さ１．０ｍを中心に上下０．５ｍの範囲）におけるパーティクル平均濃度と、上方気流制御板１５及び下方気流制御板２１の設置高さとの関係を解析した結果を示す図である。

この図９によれば、上方気流制御板１５の高さが２ｍ程度になるまでは、上方気流制御板１５の高さが高くなる程、パーティクル平均濃度が低下することが分かる。また、下方気流制御板２１を設置しない場合（０ｍの場合）より下方気流制御板２１を設置した場合（０．５ｍの場合と１．０ｍの場合）の方が、パーティクル平均濃度が低下し、さらに、下方気流制御板２１の高さが高くなる程、パーティクル平均濃度が低下することが分かる。

なお、清浄気流循環システムの配置は、上記したように清浄気流循環ユニット１３を単独で配置する場合の他、例えば、図１０（ａ）に示すように、２台の清浄気流循環ユニット１３ａ，１３ｂを連結し、連結部分の清浄気流循環装置１１’を２台の清浄気流循環ユニット１３ａ，１３ｂで共有したり、或いは、図１０（ｂ）に示すように、連結部分の清浄気流循環装置１１を２台の清浄気流循環ユニット１３ａ，１３ｂで共有することなく２台の清浄気流循環ユニット１３ａ，１３ｂを連結したり、或いは、図１０（ｃ）に示すように、複数台（図示では４台）の清浄気流循環ユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを所定の間隔を空けて分散配置したり、或いは、図１０（ｄ）に示すように、清浄気流循環装置１１を二重に配置したりする等、各種変形が可能である。これにより、対象エリア１０に応じて清浄気流循環システムを配置することができるようになるため、対象エリア１０を含む空間を使用する際の自由度やフレキシビリティをさらに高めることができる。

また、上記した清浄気流循環ユニット１３において、清浄気流循環装置１１は、平面視でロの字状に連続して配置されているが、これは単なる例示に過ぎず、清浄気流循環装置１１は、対象エリア１０の外周部天井付近に配置されていれば、不連続に配置されていてもよく、さらに、三角形状や、五角形、六角形等の多角形状等、ロの字状以外の平面形状に配置されていてもよい。

さらにまた、循環空間１２は清浄気流循環装置１１の内側に形成されていれば、必ずしも上記したように清浄気流循環装置１１の内側全体に亘って形成されていなくてもよい。

本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムにおいて、二重天井面に清浄気流循環ユニットを設置した例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムにおいて、二重天井面に清浄気流循環ユニットを設置した別の例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムにおいて、二重天井面に清浄気流循環ユニットを設置したさらに別の例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムにおいて、直天井の下方空間に清浄気流循環ユニットを設置した例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムにおいて、直天井の下方空間に清浄気流循環ユニットを設置した別の例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムにおいて、直天井の下方空間に清浄気流循環ユニットを設置したさらに別の例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る清浄気流制御システムにおいて、対象エリアのパーティクル平均濃度と上方気流制御板及び下方気流制御板の設置高さとの関係を解析した結果を示す図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の実施の形態に係る清浄気流循環システムの配置の各変形例をそれぞれ示す平面図である。

符号の説明

１０ 対象エリア
１１ 清浄気流循環装置
１２ 循環空間
１３ 清浄気流循環ユニット
１４ 二重天井面
１５ 上方気流制御板
１６ 上方空間
１７ 直天井
２１ 下方気流制御板

Claims (6)

1. 対象エリアの環境を所定レベルの清浄度に保持するために設けられる清浄気流循環システムであって、
   前記対象エリアの外周部天井付近に設けられ、該対象エリアに向かって清浄空気を吹き出し可能な清浄気流循環装置と、
   該清浄気流循環装置により囲繞され、前記対象エリアからの戻り空気を前記清浄気流循環装置に還流可能な循環空間と、
   を有する清浄気流循環ユニットを備えていることを特徴とする清浄気流循環システム。
2. 前記清浄気流循環装置はロの字状に配置され、前記循環空間は前記清浄気流循環装置の内側全体に亘って形成されている請求項１に記載の清浄気流循環システム。
3. 前記清浄気流循環装置の外周には、上方に向かって上方気流制御板が設けられている請求項１又は２に記載の清浄気流循環システム。
4. 前記清浄気流循環装置の内周には、下方に向かって下方気流制御板が設けられている請求項１〜３のいずれか１の請求項に記載の清浄気流循環システム。
5. 前記対象エリアは二重天井構造を有しており、該二重天井面に前記清浄気流循環ユニットが設けられている請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の清浄気流循環システム。
6. 前記対象エリアは直天井構造を有しており、該直天井の下方空間に前記清浄気流循環ユニットが設けられている請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の清浄気流循環システム。

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