JP2010096471A

JP2010096471A - エアーシャワー装置

Info

Publication number: JP2010096471A
Application number: JP2008269592A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhide Shirakawa; 光英白川
Original assignee: KOSHINSHA KK
Current assignee: KOSHINSHA KK
Priority date: 2008-10-20
Filing date: 2008-10-20
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】塵埃を確実かつ効率よく除去することができるエアーシャワー装置を提供する。
【解決手段】シャワー室１内に照射した光の反射光を検出し、この光量に基づきシャワー室１内の塵埃の量に応じた信号を出力するホコリセンサ４を用いて噴射部２によるエアーの噴射を制御する。これにより、塵埃を確実かつ効率よく除去することができる。これは、ホコリセンサ４がリアルタイムで塵埃の量を検出できることによるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体や物体に付着した塵埃をエアーを噴射して除去するエアーシャワー装置に関するものである。

半導体、食品、薬品等の製造工程や自動車等の塗装工程などを有する工場や研究所などにおいて、品質や製造上の問題から塵埃を嫌う工程を行うクリーンルームには、通常、エアーシャワー装置が併設されている。このエアーシャワー装置では、クリーンルーム入室前に人体に向かってエアーを噴射して人体に付着した塵埃を吹き飛ばし、この塵埃をシャワー室内の空気とともに吸引した塵埃をＨＥＰＡ(High Efficiency Particulate Air Filter)フィルタなどの微粒子回収フィルターで濾過することにより、人体に付着した塵埃を除去している。

従来より、このようなエアーシャワー装置においては、人体や物に付着した塵埃の量に関わらず一定の時間エアーを噴射している。このため、人体や物に大量の塵埃が付着している場合には、その塵埃を十分に除去しきれないことがある。また、エアーを噴射する時間を長くすれば、塵埃が除去された後もエアーを噴射することとなって、処理効率が下がるとともに消費エネルギーが増大するという問題があった。このような問題に対し、エアーシャワー装置内の塵埃の量をパーティクルカウンタで測定することにより、塵埃の量を確認することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。パーティクルカウンタとは、一定量のサンプリングエアーをポンプで吸引し、この吸引した空気にレーザ光を照射して塵埃を光らせ、この発光回数と光量から塵埃の数量と大きさを測定するものである。

特開平０９−０４１７４９号公報特開平１０−１３２３４６号公報

しかしながら、パーティクルカウンタは、一定気体容積中に含まれる、発光した全ての塵埃について数量と大きさを検出するために、塵埃量の測定に時間がかかるので、仮にエアーシャワー装置に適用すれば、作業者は塵埃が除去できたか否かを検出するまで長時間シャワー室内に待機しなければならず、処理効率を上げることができない。また、パーティクルカウンタは、塵埃の多い環境や粒径の大きい塵埃が含まれる環境で使用すると寿命が短くなる機器を使用しているので、長時間の動作させることが難しい。これらの理由から、パーティクルカウンタをエアーシャワー装置の制御に適用することは困難であった。

さらに、パーティクルカウンタでは０．５μｍ程度の微小な塵埃を正確に検出することができるが、自動車等の塗装工程では、ｍｍ単位の塵埃を問題としており、パーティクルカウンタにより検出される微小サイズの塵埃までも除去する必要はない。このため、作業工程に応じた大きさの塵埃を確実かつ効率よく除去することができるエアーシャワー装置が望まれていた。

そこで、本願発明は、塵埃を確実かつ効率よく除去することができるエアーシャワー装置を提供することを目的とする。

上述したような課題を解消するために、本発明に係るエアーシャワー装置は、シャワー室内に設けられ、当該シャワー室内の塵埃の量を検出する検出手段と、前記シャワー室内にエアーを噴射する噴射手段と、前記シャワー室内の塵埃を除去する除去手段と、前記検出手段により検出された前記塵埃の量に基づいて前記噴射手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記検出手段は、前記シャワー室内の空気に光を照射する投光手段と、この投光手段により照射された光の塵埃からの反射光を受光する受光手段と、この受光手段により計測された前記反射光の量に基づいて前記空気に含まれる塵埃の量に応じた信号を出力する出力手段とを有することを特徴とする。

上記エアーシャワー装置において、シャワー室内に設けられ、検出手段により検出された塵埃の量を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。

また、上記エアーシャワー装置において、出力手段は、前記受光手段により計測された前記反射光の量を所定時間毎に積算して前記塵埃の量に応じた信号を出力するようにしてもよい。

本発明によれば、シャワー室内に照射した光の反射光を検出し、この光量に基づいてシャワー室内の塵埃の量を即座に検出し、この検出結果に基づいてエアーの噴射時間を制御することによって、塵埃を確実かつ効率よく除去することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜エアーシャワー装置の構成＞
本実施の形態に係るエアーシャワー装置は、内部に人体や物体等が通過する通路１ａを有する箱形のシャワー室１と、通路１ａ内の側壁部に設けられエアーを噴射する噴射部２と、この噴射部２の下方に設けられエアーを吸引する吸引部３と、吸引部３近傍に設けられたホコリセンサ４と、噴射部２の上部に設けられた表示部５と、エアーシャワー装置全体の動作を制御するコントローラ６とを備えている。

シャワー室１内の通路１ａの入口側と出口側（クリーンルーム側）には、それぞれに自動扉（図示せず）が設けられている。入口側の自動扉には、シャワー室１内に入室しようとしている人体や物体の有無を検出する入室センサ（図示せず）が、通路１ａ内には、シャワー室１に滞在している人体や物体の有無を検出する在室センサ（図示せず）が設けられている。コントローラ６は、これらのセンサによる検出結果に基づいて、自動扉の開閉動作やエアーの噴射動作を制御する。なお、自動扉を閉めることにより、シャワー室１内部には、通路１ａ、通路１ａの側壁、天井、床および自動扉からなる閉鎖空間が形成されることとなる。

噴射部２は、通路１ａに向かって開口した複数の噴射孔２ａを有し、この噴射孔２ａよりエアーを噴射する。
吸引部３は、通路１ａ側に設けられたＨＥＰＡフィルタ３ａと、このＨＥＰＡフィルタ３ａと噴射部２との間に設けられたブロア３ｂとを備えている。
このような噴射部２および吸引部３は、次のように動作する。吸引部３は、ブロア３ｂを駆動させることにより、通路１ａ内部の空気を吸引し、これをＨＥＰＡフィルタ３ａを介して噴射部２に送出する。噴射部２は、吸引部３から送出されてきた空気を噴射部２から通路１ａに向けて噴射する。これにより、通路１ａ内部の空気は、ＨＥＰＡフィルタ３ａにより濾過されながら、通路１ａ、吸引部３および噴射部２を循環する。

ホコリセンサ４は、通路１ａ内部の塵埃の量を検出する装置であり、図２に示すように、ＬＥＤなどの投光素子４１と、フォトトランジスタやＣＣＤ(Charge Coupled Device)などの受光素子４２と、投光素子４１に電力を供給する投光回路４３と、受光素子４２により検出された信号を増幅する増幅回路４４と、この増幅回路４４により増幅された信号に基づいてシャワー室１内の塵埃の量（濃度）に応じた信号をコントローラ６に出力する出力回路４５とを備えており、これらがパッケージ化されて通路１ａの壁面に取り付けられている。本実施の形態においては、ホコリセンサ４をシャワー室１内の吸引部３近傍に設けることにより、エアーシャワーの動作中は投光素子４１および受光素子４２の近傍にエアーが流れるようになっているが、別途ファンを設けて投光素子４１および受光素子４２近傍のエアーの流れを作ってもよい。このようなホコリセンサ４は、投光素子４１により所定の方向に空気が流れている通路１ａ内部の所定の方向に照射された光が塵埃より反射される反射光を受光素子４２により検出し、その反射光の量に基づいて通路１ａ内部の塵埃の量（濃度）を検出するものである。原理的には、出力回路４５は、増幅回路４４からの出力に比例した信号を出力してもよいが、本実施の形態においては、より安定的な検出を行うために、増幅回路４４からの出力を所定の時間間隔でサンプリングし、その値を所定時間毎に積算した積算値を塵埃の量（濃度）に応じた信号として出力する。また、本実施の形態においては、投光素子４１は、図示はしないが、レンズ等の光学素子を備えることにより、ビーム状の光を照射する。このビーム径は、検出する塵埃のサイズに応じて設定されている。用途によって取り除くことが求められている塵埃の大きさに応じて、例えば、大きな塵埃を検出することを目的とする場合には、発光量レベルが高くなるので、閾値を設定することによって実現することができる。また、塵埃の量を測定する所定時間は、適宜設定することができる。なお、ホコリセンサ４には、受光素子４２に、反射光のみを透過させるフィルタを設けるようにしてもよい。

表示部５は、図３に示すように、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等からなる複数のランプを備えた表示装置から構成される。この表示部５には、４つのランプが設けられており、それぞれに「ホコリ異常」、「ホコリ警報」、「ホコリ適正」、「センサ電源」という項目が対応付けられている。ここで、「ホコリ異常」に対応するランプ５１は、点灯している場合、ホコリセンサ４により検出された通路１ａ内の塵埃量が第１の閾値以上であり、通路１ａ内の塵埃量が非常に多いことを示す。「ホコリ警報」に対応するランプ５２は、点灯している場合、ホコリセンサ４により検出された塵埃量が第１の閾値以下で、かつ、第１の閾値より小さい第２の閾値以上であって、通路１ａ内の塵埃量が多いことを示す。「ホコリ適正」に対応するランプ５３は、点灯している際、ホコリセンサ４により検出された塵埃量が第２の閾値未満であり、通路１ａ内の塵埃量が少ないことを示す。「センサ電源」に対応するランプ５４は、点灯している際、ホコリセンサ４の電源が投入されていることを示す。

コントローラ６は、図４に示すように、扉制御部６１と、噴射制御部６２と、計時部６３と、表示制御部６４とを備えている。

扉制御部６１は、入室センサおよび在室センサによる人体や物体の有無に関する検出結果に基づいて、シャワー室１に設けられた自動扉の開閉を制御する機能部である。噴射制御部６２は、吸引部３のブロア３ｂの運転や停止などの各種動作を制御する機能部である。計時部６３は、ブロア３ｂによる運転時間を計測するカウンタである。表示制御部６４は、表示部５の表示を制御する機能部である。

このようなコントローラ６は、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ／Ｆ装置などを備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した扉制御部６１、噴射制御部６２、計時部６３および表示制御部６４が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。

＜エアーシャワー装置の動作＞
次に、図５を参照して、本実施の形態に係るエアーシャワー装置の動作について説明する。

シャワー室１内に人間や物体が存在しない状態において、扉制御部６１は、入室センサにより作業者がシャワー室１の入口側の自動扉の前に来たことを検知すると、その入口側の自動扉を開き、その後、在室センサにより作業者が通路１ａ内部に入ったことを検知すると、入口側の自動扉を閉じる（ステップＳ１：ＹＥＳ）。

入口側の扉を閉じ、シャワー室１内を密閉空間とすると、噴射制御部６２によるエアーの噴射制御を開始する。まず、噴射制御部６２は、ブロア３ｂを駆動して、噴射孔２ａからシャワー室１内の作業者に向けてエアーを噴射する（ステップＳ２）。作業者に向けて噴射されたエアーにより、作業者の体に付着した塵埃が吹き飛ばされ、通路１ａ内部の空気とともに吸引部３に吸引され、ＨＥＰＡフィルタ３ａに除去される。

エアーの噴射を開始すると、計時部６３を起動して、少なくとも所定時間が経過するまでは（ステップＳ３）、ブロア３ｂを駆動してエアーの噴射を継続する。その結果、通路１ａ内の塵埃の量に関わらず、最初の一定の時間、エアー噴射が行われる。

所定の時間が経過すると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、噴射制御部６４は、ホコリセンサ４の出力に基づく制御に移行する。

ブロア３ｂが駆動されている間、ホコリセンサ４により通路１ａ内の塵埃の量を監視する。本実施の形態においては、ホコリセンサ４は、上述したように、通路１ａ内の塵埃からの反射光の大きさ（光量）を受光素子によって検出し、所定の時間毎にその間の積算値を算出し、噴射制御部６２と表示制御部６４とに出力する。このホコリセンサ４の出力は、通路１ａ内の塵埃量に対応した値である。

このようにホコリセンサ４は、数msecという短い時間間隔でその間の受光量の積算値を出力するので、反射光の光量から各塵埃の大きさおよび塵埃の数量を算出するため計測に時間を要するパーティクルカウンタと異なり、塵埃の量を即時に検出することができる。

このとき、塵埃の量が所定の値以上、すなわち第２の閾値以上の場合（ステップＳ４：ＮＯ）、噴射制御部６２は、ステップＳ２の処理の戻り、エアーの噴射を継続する。

一方、塵埃の量が第２の閾値未満の場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、噴射制御部６２は、ブロア３ｂの運転を停止し、噴射孔２ａからのエアー噴射を停止する（ステップＳ５）。

エアーの噴射を継続している間、ホコリセンサ４による検出結果は、表示制御部６４に送出され、表示部５に表示される。例えば、図２に示すように、通路１ａ内の所定時間当たりの塵埃の量が第１の閾値以上の場合、表示制御部６５は、「ホコリ異常」に対応するランプ５１を点灯させる。また、塵埃の量が第１の閾値未満で、かつ、第２の閾値以上の場合、表示制御部６５は、「ホコリ警報」に対応するランプ５２を点灯させる。また、塵埃の量が第２の閾値未満である場合、表示制御部６５は、「ホコリ適正」に対応するランプ５３を点灯させる。これにより、表示部５には、通路１ａ内の塵埃の量がリアルタイムで表示されるので、作業者は、現在の塵埃の量を容易に認識することができ、あとどれくらいエアーの噴射を受けなければならないのかを予測することができる。

エアー噴射が停止すると、扉制御部６１は、出口側の自動扉を開く（ステップＳ６）。これにより、体に付着した塵埃が除去された作業者は、シャワー室１から退出することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、シャワー室１内に照射した光の反射光を検出し、この光量に基づきシャワー室１内の塵埃の量に応じた信号を出力するホコリセンサ４を用いて噴射部２によるエアーの噴射を制御することによって、塵埃を確実かつ効率よく除去することができる。これは、ホコリセンサ４がリアルタイムで塵埃の量を検出できることによるものである。

また、ホコリセンサ４の投光素子４１が、長時間光を照射することができるＬＥＤから構成されているので、塵埃の検出を長時間に亘って行うことができ、塵埃の量の検出を長時間安定して行うことができる。

なお、本実施の形態において、表示部５がＬＥＤ等のランプから構成され、塵埃の量を段階的に表示するようにしたが、表示部５を液晶などのモニタ装置から構成されるようにして、塵埃の量を文章やグラフにより表示するようにしてもよい。これにより、シャワー室１内に入室した作業者は、塵埃の量をより詳細に認識することができる。

本発明は、エアーシャワー装置など塵埃の除去を行う各種装置に適用することができる。

（ａ）は本発明のエアーシャワー装置の正面図、（ｂ）は本発明のエアーシャワー装置の側面図である。ホコリセンサ４の構成を示す模式図である。表示部５の構成を示す模式図である。コントローラ６の構成を示すブロック図である。エアーシャワー装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…シャワー室、１ａ…通路、２…噴射部、２ａ…噴射孔、３…吸引部、３ａ…ＨＥＰＡフィルタ、３ｂ…ブロア、４…ホコリセンサ、５…表示部、６…コントローラ、４１…投光素子、４２…受光素子、４３…投光回路、４４…増幅回路、４５…出力回路、５１〜５４…ランプ、６１…扉制御部、６２…噴射制御部、６３…計時部、６４…表示制御部。

Claims

シャワー室内に設けられ、当該シャワー室内の塵埃の量を検出する検出手段と、
前記シャワー室内にエアーを噴射する噴射手段と、
前記シャワー室内の塵埃を除去する除去手段と、
前記検出手段により検出された前記塵埃の量に基づいて前記噴射手段の動作を制御する制御手段と
を備え、
前記検出手段は、
前記シャワー室内の空気に光を照射する投光手段と、
この投光手段により照射された光の塵埃からの反射光を受光する受光手段と、
この受光手段により計測された前記反射光の量に基づいて前記空気に含まれる塵埃の量に応じた信号を出力する出力手段と
を有することを特徴とするエアーシャワー装置。
前記シャワー室内に設けられ、前記検出手段により検出された前記塵埃の量を表示する表示手段
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のエアーシャワー装置。
前記出力手段は、前記受光手段により計測された前記反射光の量を所定時間毎に積算して前記塵埃の量に応じた信号を出力する
ことを特徴とする請求項１または２記載のエアーシャワー装置。