JP2010133566A - クリーンルーム設備およびその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のクリーンルーム装置を有するクリーンルーム設備において、火災が発生したクリーンルーム装置から他のクリーンルーム装置への火気や煙の誘引を防止する。
【解決手段】天井裏空間１０の空気をファンフィルタユニット１７でクリーンルーム１５に給気し、クリーンルーム１５から床下空間２１に出た空気をレタンシャフト２２を経て再び天井裏空間１０に戻すクリーンルーム装置Ａ、Ｂを備えたクリーンルーム設備１において、クリーンルーム装置Ｂにおいて火災が発生した場合、クリーンルーム装置Ｂに設置されたファンフィルタユニット１７を停止し、かつ、クリーンルーム装置Ｂに対する給気ダクト１１からの給気と排気ダクト２５への排気を停止する。火災が発生していないクリーンルーム装置Ａに設置されたファンフィルタユニット１７は停止させないが、クリーンルーム装置Ａに設置されたファンフィルタユニット１７は稼動量を減らす。
【選択図】図３

Description

本発明は、各種製造分野などで必要とされるクリーンルーム設備およびその運転方法に関する。

例えば、半導体製造分野、食品製造分野、医療分野などの高度な清浄度を必要とする分野において、クリーンルーム装置が利用されている。クリーンルーム装置は、半導体製造等が設置されるクリーンルームの天井面に複数台のファンフィルタユニットを取り付けた構成になっており、クリーンルームの床面は通気可能なグレーチング床等で構成されている。また、クリーンルームの側方には、レタンシャフトが設けられている。そして、ファンフィルタユニットの稼動によって、天井裏空間の空気をフィルタに通し、清浄な空気としてクリーンルームに給気している（例えば、特許文献１、２参照）。こうして給気された空気は、ダウンフローとなってクリーンルーム内の塵埃と共にクリーンルーム下面のグレーチング床を通り、床下空間からレタンシャフトを経て再び天井裏空間に戻されるようになっている。これにより、クリーンルームは清浄な状態に維持される。

更に、上記特許文献１には、クリーンルーム内の空気を通気孔から天井裏空間に戻すことにより、天井付近に生じる空気溜まりを解消する構成が示されている。また、上記特許文献２には、天井面に排煙筒を接続することにより、クリーンルーム内の煙を排出させる構成が示されている。

特開平１１−３５１６２７号公報 実用新案登録第２５１８０３８号公報

例えば半導体製造工場などでは、図１に示すように、複数のクリーンルーム装置Ａ’、Ｂ’が隣接して配置されたクリーンルーム設備１００が利用されている。各クリーンルーム装置Ａ’、Ｂ’の天井裏空間には、空調された空気が給気ダクト１０１からそれぞれ供給されている。各クリーンルーム装置Ａ’、Ｂ’に設けられたクリーンルーム１０２の天井面には、複数台のファンフィルタユニット１０３がそれぞれ設置されており、これらファンフィルタユニット１０３の稼動によって、天井裏空間の空気をフィルタに通し、清浄な空気として各クリーンルーム１０２に給気している。こうして給気された空気は、ダウンフローとなってクリーンルーム１０２内の塵埃と共にクリーンルーム下面のグレーチング床を通り、床下空間からレタンシャフト１０４を経て再び天井裏空間に戻されるようになっている。これにより、各クリーンルーム装置Ａ’、Ｂ’のクリーンルーム１０２は清浄な状態に維持される。

ところで、このように複数のクリーンルーム装置Ａ’、Ｂ’が隣接して配置されたクリーンルーム設備１００において、例えば一つのクリーンルーム装置Ｂ’で火災が発生した場合、常識的には、当該火災が発生したクリーンルーム装置Ｂ’においては、ファンフィルタユニット１０３の稼動を停止させる。一方、隣接しているクリーンルーム装置Ａ’においては、クリーンルーム１０２内を清浄な状態に維持するために、ファンフィルタユニット１０３の稼動は続行させることになる。

しかしながら、クリーンルーム装置Ｂ’に設置されたファンフィルタユニット１０３の稼動を停止させ、クリーンルーム装置Ａ’に設置されたファンフィルタユニット１０３の稼動を続行させた場合、クリーンルーム装置Ｂ’の天井裏空間に比べて、クリーンルーム装置Ａ’の天井裏空間は負圧になる。この圧力差により、クリーンルーム装置Ｂ’から給気ダクト１０１内に火気や煙を吸引してしまう問題がある。また、各クリーンルーム装置Ａ’、Ｂ’に設置されている例えばＰＶＣ製の排気ダクトに火気が移り、延焼してしまうことが懸念される。

本発明の目的は、複数のクリーンルーム装置を有するクリーンルーム設備において、火災が発生したクリーンルーム装置から他のクリーンルーム装置への火気や煙の誘引を防止することにある。

かかる目的を達成するために、本発明によれば、天井裏空間の空気をファンフィルタユニットでクリーンルームに給気し、クリーンルームから床下空間に出た空気をレタンシャフトを経て再び天井裏空間に戻すクリーンルーム装置を複数備えたクリーンルーム設備であって、系外から天井裏空間に空気を導入する給気ダクトが各クリーンルーム装置毎に設けられ、かつ、各給気ダクトに開閉ダンパが設けられ、クリーンルームもしくは床下空間から系外に空気を排出する排気ダクトが各クリーンルーム装置毎に設けられ、かつ、各排気ダクトに開閉ダンパが設けられていることを特徴とする、クリーンルーム設備が提供される。このクリーンルーム設備にあっては、あるクリーンルーム装置において火災が発生した場合、当該火災が発生したクリーンルーム装置の給気ダクトに設けられた開閉ダンパと、排気ダクトに設けられた開閉ダンパを閉じ、当該火災が発生したクリーンルーム装置に対する給気と排気を停止し、ファンフィルタユニットを停止させるように制御が行われる。これにより、火災が発生したクリーンルーム装置から他のクリーンルーム装置への火気や煙、熱の侵入を防止する。なお、各給気ダクトは、他のクリーンルーム装置を通らずに、系外から当該クリーンルーム装置に直接導入されており、各排気ダクトは、他のクリーンルーム装置を通らずに、当該クリーンルーム装置から系外に直接引き出されていても良い。

また、本発明によれば、天井裏空間の空気をファンフィルタユニットでクリーンルームに給気し、クリーンルームから床下空間に出た空気をレタンシャフトを経て再び天井裏空間に戻すクリーンルーム装置を複数備えたクリーンルーム設備の運転方法であって、系外から天井裏空間に空気を導入する給気ダクトとクリーンルームもしくは床下空間から系外に空気を排出する排気ダクトが各クリーンルーム装置毎に設けられ、あるクリーンルーム装置において火災が発生した場合、当該火災が発生したクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットを停止し、かつ、当該火災が発生したクリーンルーム装置に対する前記給気ダクトからの給気と前記排気ダクトへの排気を停止することを特徴とする、クリーンルーム設備の運転方法が提供される。

このクリーンルーム設備の運転方法において、火災が発生していないクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットが停止させられない場合、火災が発生していないクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットは必要最小限の稼動量としても良い。

複数のクリーンルーム装置を有するクリーンルーム設備において、あるクリーンルーム装置において火災が発生した場合、当該火災が発生したクリーンルーム装置の給気ダクトに設けられた開閉ダンパと、排気ダクトに設けられた開閉ダンパを閉じ、当該火災が発生したクリーンルーム装置に対する給気と排気を停止する。これにより、給気ダクトや排気ダクトを通じて他のクリーンルーム装置に火気や煙が進入することを回避できる。また、当該火災が発生したクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットを停止させる一方で、火災が発生していないクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットの稼動量を減らすことにより、火災が発生したクリーンルーム装置の天井裏空間と、火災が発生していないクリーンルーム装置の天井裏空間との間での圧力差をなるべく少なくする。これにより、火災が発生したクリーンルーム装置から他のクリーンルーム装置への火気や煙の誘引を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照にして説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるクリーンルーム設備１の説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

このクリーンルーム設備１は、隣接して配置された２つのクリーンルーム装置Ａ、Ｂを有している。なお、本発明において、クリーンルーム装置Ａ、Ｂとは、後述するパーティション３０によって互いに区切られた状態で、それぞれのクリーンルーム１５に対して清浄な空気を供給することが可能な、天井裏空間１０、クリーンルーム１５、床下空間２１、レタンシャフト２２等を備えた単位を意味する。各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの天井裏空間１０には、末端に吹き出し開口を有する給気ダクト１１がそれぞれ配置されている。クリーンルーム装置Ａ、Ｂの外部には、メイン給気ダクト１２が設置されており、新鮮外気や図示しない空調機で作られた空調空気が、このメイン給気ダクト１２から給気ダクト１１を経て各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの天井裏空間１０に給気される。

各給気ダクト１１には、例えばモータダンパなどの開閉ダンパ１３が設けられている。この開閉ダンパ１３の開閉操作によって、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの天井裏空間１０に対する給気を行う状態と停止させる状態とに切り替えることができる。各給気ダクト１１は、他のクリーンルーム装置を通らずに、系外から当該クリーンルーム装置に直接導入されている。即ち、クリーンルーム装置Ａの天井裏空間１０に給気する給気ダクト１１は、クリーンルーム装置Ａ、Ｂの外部（例えば機械室や屋外など）に配置されたメイン給気ダクト１２から、直接（クリーンルーム装置Ｂを通らずに）クリーンルーム装置Ａに導入されている。同様に、クリーンルーム装置Ｂの天井裏空間１０に給気する給気ダクト１１は、クリーンルーム装置Ａ、Ｂの外部（例えば機械室や屋外など）に配置されたメイン給気ダクト１２から、直接（クリーンルーム装置Ａを通らずに）クリーンルーム装置Ｂに導入されている。

各クリーンルーム装置Ａ、Ｂには、クリーンルーム１５が設けられている。各クリーンルーム１５の内部には、例えば半導体製造装置などの製造機器１６が設置されている。各クリーンルーム１５の天井面には、複数台のファンフィルタユニット１７がそれぞれ設置されており、これらファンフィルタユニット１７の稼動によって、天井裏空間１０の空気をフィルタに通し、清浄な空気が各クリーンルーム１５内に給気される。こうして、各クリーンルーム１５内が清浄な環境に維持されている。

各クリーンルーム１５の下面はグレーチング床２０になっている。ファンフィルタユニット１７の稼動によって各クリーンルーム１５内に給気された空気は、ダウンフローとなってクリーンルーム１１内の塵埃と共にグレーチング床２０を通り、床下空間２１に排出される。

各クリーンルーム１５の側方には、レタンシャフト２２が設けられている。また、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂにおいて、床下空間２１とレタンシャフト２２の間に、ファンコイルユニット２３が配置されている。クリーンルーム１１内の塵埃と共にグレーチング床２０を通り、床下空間２１に排出された空気は、ファンコイルユニット２３を通過して顕熱交換され、レタンシャフト２２を経て再び天井裏空間１０に戻されるようになっている。

また、各クリーンルーム１５に設置されている製造機器１６の下方には、末端に吸気開口を有する排気ダクト２５が設けられている。クリーンルーム装置Ａ、Ｂの外部には、メイン排気ダクト２６が設置されており、図示しない排気ファンの稼動によって、クリーンルーム装置Ａ、Ｂに設置されている各製造機器１６の近傍の空気が、給気ダクト１１からの給気量と等しいか若干下回る量で排気ダクト２５からメイン排気ダクト２６を経て、クリーンルーム設備１の外部に排気されている。各排気ダクト２５は、他のクリーンルーム装置を通らずに、当該クリーンルーム装置から系外に直接引き出されている。即ち、クリーンルーム装置Ａに設けられた排気ダクト２５は、クリーンルーム装置Ａから直接（クリーンルーム装置Ｂを通らずに）クリーンルーム装置Ａ、Ｂの外部（例えば機械室や屋外など）に引き出されてメイン排気ダクト２６に接続されている。同様に、クリーンルーム装置Ｂに設けられた排気ダクト２５は、クリーンルーム装置Ｂから直接（クリーンルーム装置Ａを通らずに）クリーンルーム装置Ａ、Ｂの外部（例えば機械室や屋外など）に引き出されてメイン排気ダクト２６に接続されている。

各排気ダクト２５には、例えばモータダンパなどの開閉ダンパ２７が設けられている。この開閉ダンパ２７の開閉操作によって、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂから外部に排気させる状態と、排気を停止させる状態とに切り替えることができる。

なお、２つのクリーンルーム装置Ａ、Ｂの間（各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの天井裏空間１０、クリーンルーム１５および床下空間２１の間）は、パーティション３０で区切られている。パーティション３０には、不燃材が用いられる。なお、パーティション３０には、耐熱性の低い材料を用いても良い。

以上のように構成された本発明の実施の形態にかかるクリーンルーム設備１において、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂのクリーンルーム１５を清浄な環境に維持する場合、表１に示すように、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの給気ダクト１１に設けられている開閉ダンパ１３をいずれも開き、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂのクリーンルーム１５天井に設置されたファンフィルタユニット１７を稼動させ、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの排気ダクト２５に設けられている開閉ダンパ２７をいずれも開いた状態にする。

こうして、空調空気が、給気ダクト１１を経て各クリーンルーム装置Ａ、Ｂの天井裏空間１０に給気される。そして、天井裏空間１０の空気が清浄な空気となって各クリーンルーム１５内に給気され、更に、各クリーンルーム１５内に給気された空気は、ダウンフローとなってクリーンルーム１１内の塵埃と共にグレーチング床２０を通り、床下空間２１に排出される。こうして床下空間２１に排出された空気は、ファンコイルユニット２３を通過して温度調節され、レタンシャフト２２を経て再び天井裏空間１０に戻される。

更に、各クリーンルーム装置Ａ、Ｂのクリーンルーム１５内に設置されている各製造機器１６の近傍の空気が、排気ダクト２５からメイン排気ダクト２６を経て、クリーンルーム設備１の外部に排気される。こうして、各クリーンルーム１５内が清浄な環境に維持され、半導体製造等の作業が好適に行われる。なお、このように各クリーンルーム装置Ａ、Ｂのクリーンルーム１５を清浄な環境に維持する場合、各ファンフィルタユニット１７の稼動量を大きくし、クリーンルーム１５の換気回数を例えば４０〜６０回程度とする。

一方、このクリーンルーム設備１において、図３に示すように、例えばクリーンルーム装置Ｂのクリーンルーム１５内において火災が発生したとする。かかる場合は、表２に示すように、火災が発生したクリーンルーム装置Ｂの給気ダクト１１に設けられている開閉ダンパ１３を閉じ、クリーンルーム装置Ｂのクリーンルーム１５天井に設置されたファンフィルタユニット１７の稼動を停止させ、クリーンルーム装置Ｂの排気ダクト２５に設けられている開閉ダンパ２７を閉じた状態にする。また一方で、火災が発生していないクリーンルーム装置Ａについては、給気ダクト１１に設けられている開閉ダンパ１３を開き、ファンフィルタユニット１７を稼動させ、排気ダクト２５に設けられている開閉ダンパ２７は開いた状態にする。

こうして、火災が発生したクリーンルーム装置Ｂについては給気を停止して、火災の拡大を防ぐ。また、クリーンルーム装置Ｂの給気ダクト１１に設けられている開閉ダンパ１３を閉じ、排気ダクト２５に設けられている開閉ダンパ２７を閉じた状態にすることにより、給気ダクト１１や排気ダクト２５を通じて他のクリーンルーム装置Ａに火気や煙が進入することを回避できる。上述したように、各給気ダクト１１は、他のクリーンルーム装置を通らずに、系外から当該クリーンルーム装置に直接導入されており、各排気ダクト２５は、他のクリーンルーム装置を通らずに、当該クリーンルーム装置から系外に直接引き出されているので、給気ダクト１１や排気ダクト２５を通じて他のクリーンルーム装置へ延焼することを回避できる。即ち、図示の例のように、クリーンルーム装置Ｂで火災が発生した場合であっても、給気ダクト１１と排気ダクト２５は、クリーンルーム装置Ａを通らずに外部（例えば機械室や屋外など）に引き出されているので、給気ダクト１１や排気ダクト２５を通じてクリーンルーム装置Ａへ直接延焼することを回避できる。

また、火災が発生していないクリーンルーム装置Ａについては、ファンフィルタユニット１７を稼動させ続けることにより、製造機器１６に必要な清浄状態を維持でき、製造機器１６の汚染を防止できる。但し、クリーンルーム装置Ａについては、ファンフィルタユニット１７の稼動量を通常よりも減らし、クリーンルーム装置Ｂの天井裏空間１０とクリーンルーム装置Ａの天井裏空間１０との圧力差をなるべく少なくする。この場合、例えばクリーンルーム装置Ａに設置された各ファンフィルタユニット１７の稼動量は、クリーンルーム装置Ａに設置された製造機器１６の汚染を防止できる範囲でなるべく小さくすることが望ましい。例えば、クリーンルーム装置Ａのクリーンルーム１５の換気回数を例えば１０回程度となるように、クリーンルーム装置Ａに設置された各ファンフィルタユニット１７の稼動量を低減させれば、クリーンルーム装置Ｂからクリーンルーム装置Ａへの火気や煙の誘引を防止することができる。なお、このようにクリーンルーム装置Ａのファンフィルタユニット１７の稼動量を減らす場合、各ファンフィルタユニット１７の稼動量を減らしても良いが、複数のファンフィルタユニット１７のうち、一部のファンフィルタユニット１７のみを稼動させ、稼働台数を減らすことによって送風量を低減させることもできる。

なお、クリーンルーム装置Ｂのファンフィルタユニット１７の稼動を停止させた場合、クリーンルーム装置Ｂの天井裏空間１０からクリーンルーム装置Ａの天井裏空間１０への火気や煙の誘引を有効に防止できなくなる場合も考えられる。かかる場合は、クリーンルーム装置Ｂのファンフィルタユニット１７の稼動はそのままとして延焼を防止しても良い。あるいは、クリーンルーム装置Ａ、Ｂの両方のファンフィルタユニット１７の稼動を停止させても良い。

以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、２つのクリーンルーム装置Ａ、Ｂが隣接して配置されている例を説明したが、２つのクリーンルーム装置Ａ、Ｂは離れていても良い。また、２つのクリーンルーム装置Ａ、Ｂに限らず、３つ以上の２つのクリーンルーム装置を備えるクリーンルーム設備にも本発明を適用できる。また、給気ダクト１１に設けられる開閉ダンパ１３や排気ダクト２５に設けられる開閉ダンパ２７はモータダンパの他、任意の開閉ダンパを利用できる。また、本発明は、半導体製造分野に限らず、食品製造分野、医療分野など広い分野に適用できる。

本発明は、各種製造分野、医療分野などで利用できる。

従来技術を説明するための、クリーンルーム設備の平面図である。 本発明の実施の形態にかかるクリーンルーム設備の説明図である。 本発明の実施の形態にかかるクリーンルーム設備の説明図であり、火災が発生した状態を示している。

符号の説明

Ａ、Ｂ クリーンルーム装置
１ クリーンルーム設備
１０ 天井裏空間
１１ 給気ダクト
１２ メイン給気ダクト
１３ 開閉ダンパ
１５ クリーンルーム
１６ 製造機器
１７ ファンフィルタユニット
２０ グレーチング床
２１ 床下空間
２２ レタンシャフト
２３ ファンコイルユニット
２５ 排気ダクト
２６ メイン排気ダクト
２７ 開閉ダンパ
３０ パーティション

Claims (5)

1. 天井裏空間の空気をファンフィルタユニットでクリーンルームに給気し、クリーンルームから床下空間に出た空気をレタンシャフトを経て再び天井裏空間に戻すクリーンルーム装置を複数備えたクリーンルーム設備であって、
   系外から天井裏空間に空気を導入する給気ダクトが各クリーンルーム装置毎に設けられ、かつ、各給気ダクトに開閉ダンパが設けられ、
   クリーンルームもしくは床下空間から系外に空気を排出する排気ダクトが各クリーンルーム装置毎に設けられ、かつ、各排気ダクトに開閉ダンパが設けられていることを特徴とする、クリーンルーム設備。
2. 各給気ダクトは、他のクリーンルーム装置を通らずに、系外から当該クリーンルーム装置に直接導入されており、各排気ダクトは、他のクリーンルーム装置を通らずに、当該クリーンルーム装置から系外に直接引き出されていることを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルーム設備。
3. 天井裏空間の空気をファンフィルタユニットでクリーンルームに給気し、クリーンルームから床下空間に出た空気をレタンシャフトを経て再び天井裏空間に戻すクリーンルーム装置を複数備えたクリーンルーム設備の運転方法であって、
   系外から天井裏空間に空気を導入する給気ダクトとクリーンルームもしくは床下空間から系外に空気を排出する排気ダクトが各クリーンルーム装置毎に設けられ、
   あるクリーンルーム装置において火災が発生した場合、当該火災が発生したクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットを停止し、かつ、当該火災が発生したクリーンルーム装置に対する前記給気ダクトからの給気と前記排気ダクトへの排気を停止することを特徴とする、クリーンルーム設備の運転方法。
4. 火災が発生していないクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットは停止させないことを特徴とする、請求項３に記載のクリーンルーム設備の運転方法。
5. 火災が発生していないクリーンルーム装置に設置されたファンフィルタユニットは稼動量を減らすことを特徴とする、請求項４に記載のクリーンルーム設備の運転方法。

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