JP2017125641A - クリーンルーム用排気ユニット及びそれを備えるクリーンルーム用空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡便かつ安価な構成でクリーンルームの内部を気密にすることが可能なクリーンルーム用排気ユニット及びそれを備えるクリーンルーム用空調システムを提供する。【解決手段】クリーンルーム１内の空気を室外に排気するクリーンルーム用排気ユニット１００であって、クリーンルーム１内の空気を吸い込むとともに、吸い込まれた空気を天井裏３に排気する排気ファン１３と、排気ファン１３を収容する筐体１０と、排気ファン１３からみて空気の流れ方向下流側であって筐体１０に開口して形成された吐出リング１１を覆うように配置され、排気ファン１３の稼働により生じる風圧によって開く吐出蓋１２と、排気ファン１３の稼働停止中に吐出蓋１２を筐体１０の側に引きつけることで筐体１０の内部を気密にする電磁石１５と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、クリーンルーム用排気ユニット及びそれを備えるクリーンルーム用空調システムに関する。

再生医療施設や実験動物飼育施設等におけるクリーンルームでは、清浄度のクラスが異なる部屋が複数配置されていることが多い。これらのクリーンルームのうち、再生医療施設に設置されたものは、細胞調製室等といわれることがある。そして、クリーンルーム内の空調に関する技術として、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、シャフトに沿ってスライドすることにより、開口部を開閉して、室と、当該室とは異なる室との差圧を一定に保持する可動板にエアシリンダを設置したダンパが記載されている。

特開２００１−１６５３４０号公報（特許第３７９９４６９号に対応する公開特許公報）

クリーンルームの内部は定期的に除染（殺菌）されることが好ましい。このような除染は、例えば、クリーンルームの内部に除染剤のガス（過酸化水素の蒸気等）を充満させることで容易に行うことができる。しかし、前記した特許文献１に記載の技術では、クリーンルーム内を気密にすることは考慮されていない。即ち、特許文献１に記載の技術では、給気ファンが停止している場合、つまりダンパの通過風量が０の場合、ダンパはお椀の重さのみで閉止されている。そのため、密閉性が低く、ガスをクリーンルームに充満させようとすると、クリーンルーム内のガスが当該ダンパを通じて、室外に漏れ出す可能性がある。

気密性の確保については、クリーンルーム内の空気を室外に排気するための排気装置についても同様にあてはまる。そこで、クリーンルームに取り付けられる排気装置には、気密ダンパ等の気密装置が備えられることが好ましい。

図２２は、従来のクリーンルーム用天井排気ユニット９９０の構成を示す模式図である。図２２に示すクリーンルーム用排気ユニット９９０は、筒状の形状をしており、排気ファン１３と、ＨＥＰＡフィルタ１４と、粗塵フィルタ２５と、カバー２６と、吸い込み口４と、気密ダンパ２７とにより構成される。これらのうち、気密ダンパ２７は、閉じることでクリーンルーム１の内部を気密にするものであり、通常運転時には開いている。しかし、クリーンルーム１の内部の除染のためにクリーンルーム１に除染剤を充満させるときには、この気密ダンパ２７が閉じられることで、クリーンルーム１の気密性が確保される。

しかし、気密性能にも拠るが、一般に気密ダンパ２７は高価である。そのため、クリーンルーム用空調システムに設置する排気ユニットのコストについては、改善の余地がある。

本発明はこれらの課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、簡便かつ安価な構成でクリーンルームの内部を気密にすることが可能なクリーンルーム用排気ユニット及びそれを備えるクリーンルーム用空調システムを提供することにある。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の知見を見出した。即ち、本発明の要旨は、クリーンルーム内の空気を室外に排気するクリーンルーム用排気ユニットであって、前記クリーンルーム内の空気を吸い込むとともに、吸い込まれた空気を前記室外に排気する排気ファンと、前記排気ファンを収容する筐体と、前記排気ファンからみて空気の流れ方向下流側であって前記筐体に形成された開口を覆うように配置され、前記排気ファンの稼働により生じる風圧によって開く吐出蓋と、前記排気ファンの稼働停止中に前記吐出蓋を前記筐体の側に引きつけることで前記筐体の内部を気密にする気密装置と、を備えることを特徴とする、クリーンルーム用排気ユニットに関する。その他の解決手段は発明を実施するための形態において後記する。

本発明によれば、簡便かつ安価な構成でクリーンルームの内部を気密にすることが可能なクリーンルーム用排気ユニット及びそれを備えるクリーンルーム用空調システムを提供することができる。

第一実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第一実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す外観斜視図である。 図１におけるＡ部近傍を拡大して示す図である。 第一実施形態の天井排気ユニットにおいて空気が排気されているときの空気の流れを模式的に示す図である。 空気を排気しているときの第一実施形態の天井排気ユニットを模式的に示す外観斜視図である。 第一実施形態の天井排気ユニットを備えた空調システム（第一実施形態の空調システム）の模式図である。 第一実施形態の空調システムにおいて行われる天井排気ユニットの制御を示すフローチャートである。 第一実施形態の空調システムに備えられる天井排気ユニットとそれを構成する各装置とのタイムチャートである。 第二実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第二実施形態の天井排気ユニットにおいて空気が排気されているときの空気の流れを模式的に示す図である。 第二実施形態の空調システムにおいて行われる天井排気ユニットの制御を示すフローチャートである。 第二実施形態の空調システムに備えられる天井排気ユニットとそれを構成する各装置とのタイムチャートである。 第三実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第三実施形態の天井排気ユニットにおいて空気が排気されているときの空気の流れを模式的に示す図である。 第四実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第五実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第六実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第七実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第八実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第九実施形態の天井排気ユニットの構成を模式的に示す端面図である。 第十実施形態の空調システムの模式図である。 従来のクリーンルーム用天井排気ユニット（排気装置）の構成を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明する。各図において、説明の便宜上又は図示の簡略化のために、部材の一部の図示を省略することがある。また、各図において、部材の構成の把握を容易にするために、部材同士の間に適宜隙間をあけて図示することがある。さらに、各図において同じものについては同じ符号を付すものとし、二度目以降に言及する部材や装置についての詳細な説明は省略するものとする。

［１．第一実施形態］
図１は、第一実施形態の天井排気ユニット１００の構成を模式的に示す端面図である。以下、「天井排気ユニット」のことを単に「排気ユニット」と略称することがある。排気ユニット１００は、詳細は図６等を参照しながら後記するが、建屋６の内部に設置されたクリーンルーム１，２の天井を構成する天井パネル５に設置される。なお、図１では、クリーンルーム１の天井パネル５に取り付けられる排気ユニット１００のみを図示している（以下同じ）。そして、クリーンルーム１，２内の空気は、排気ファン１３の稼働により、クリーンルーム１，２の内部に臨む吸い込み口４を通じて、排気ユニット１００に取り込まれる。取り込まれた空気は、クリーンルーム１，２の外部であって建屋６の内部（即ち天井裏３）に排気される。

クリーンルーム１，２から吸い込み口４を通過してきた空気に含まれる塵埃は、ＨＥＰＡフィルタ１４で除去される。また、排気ユニット１００の上面には、吐出蓋１２が備えられている。この吐出蓋１２により、塵埃のほかネズミや虫等の排気ユニット１００への侵入が防止される。

なお、排気ファン１３及びＨＥＰＡフィルタ１４は、図示しない部材により、筐体１０に支持固定されている。なお、排気ファン１３は、図示しないインバータを備え、当該インバータによって排気ファン１３の回転速度を制御することで、排気風量が制御される。排気ファン１３としては、軸流ファンや斜流ファン、横流ファン、遠心ファン等が使用可能である。また、排気ファン１３を稼働させるファンモータとしては、ＤＣモータやＡＣモータ、ＥＣモータ等が使用可能である。

吐出蓋１２は、排気ファン１３の停止中には電磁石１５の上に載置された状態になっている。また、筐体１０には、排気ファン１３を囲うように円筒状の吐出リング１１が形成されており、吐出蓋１２はこの吐出リング１１の上方に、吐出リング１１を覆うように配置されている。そして、筐体１０に配置された排気ファン１３が稼働することで、吐出リング１１と吐出蓋１２との間を通る外部への空気の流れが生じる。従って、吐出蓋１２は、排気ファン１３からみて空気の流れ方向下流側であって吐出リング１１を覆うように配置されていることになる。そして、詳細は図３を参照しながら後記するが、吐出蓋１２と吐出リング１１との間には、吐出蓋１２と一体に構成されたパッキン１２ｂが配置されており、これにより、排気ユニット１００の内部（即ち筐体１０の内部やクリーンルーム１，２の内部）が気密に維持されている。

吐出蓋１２は、ステンレスやアルミニウム合金、樹脂材料等の耐食性を有する材料により構成されている。ただし、吐出蓋１２を構成する、吐出蓋１２と電磁石１５とが接触する部位１２ａ（図３参照、吸着部位１２ａ）の部材については、電磁石１５に引きつけられる（吸着される）ことが可能な材料、例えば鉄やニッケル、コバルト等の金属又は合金が使用されている。これにより、電磁石１５を通電することで、電磁石１５と吐出蓋１２とが強固に引きつけられる。そのため、前記のパッキン１２ｂと相まって排気ユニット１００の内部やクリーンルーム１，２の内部の気密性を高められる。
また、吸着部位１２ａには、より強固に気密するためにばねを用いてもよい。つまり、吐出蓋１２に設けられたばね（吸着部位１２ａ）が電磁石１５の磁力により引きつけられ、さらにばねの弾性力により引きつけられ、より強固に気密性を高められる。

また、吐出蓋１２が浮いたときに吐出蓋１２が上下方向に安定して移動可能なように、板状の吐出ガイド１６が吐出蓋１２と一体に構成されている。この吐出ガイド１６は、吐出蓋１２の円周方向に等間隔で四つ設けられている。そして、それぞれの吐出ガイド１６の下側端部は折り曲げられて、折り曲がり部１６ａが形成されている。そのため、吐出蓋１２が浮き上がることで吐出ガイド１６が上方向に引き出された後、折り曲がり部１６ａが筐体１０の内部の天板に突き当たることで、吐出蓋１２のそれ以上の上方向の移動（浮き上がり）が制限される。そのため、この吐出ガイド１６の長さを変えることで、吐出蓋１２の移動可能距離を設定することができる。

図２は、第一実施形態の天井排気ユニット１００の構成を模式的に示す外観斜視図である。筐体１０は直方体状の外観を有し、その上部に、円筒状の吐出蓋１２が載置されている。また、吐出蓋１２の周囲には、吐出蓋１２が開いた（上方に移動した）ときに形成される隙間１８（図５参照）からの虫等の侵入を防止する防虫ネット（図示しない）が配置されている。この防虫ネットは、メッシュ状のものである。

図３は、図１におけるＡ部近傍を拡大して示す図である。この図３は、吐出蓋１２と吐出リング１１とが接触する部分（パッキン１２ｂ）の近傍を示している。吐出蓋１２が電磁石１５の上に載置されているとき、吐出リング１１の上端は、吐出蓋１２の開口端部に配置されたパッキン１２ｂに嵌合している。なお、詳細は後記するが、排気ファン１３の稼働により生じる風圧により吐出蓋１２が浮き上がる（開く）ときには、このパッキン１２ｂが吐出リング１１の上端から離れることになる。

パッキン１２ｂは、弾力性を有する高分子材料により形成されている。そのため、電磁石１５を通電することにより吐出蓋１２が強固に引きつけられた際、このパッキン１２ｂによって排気ユニット１００の内部の気密性が高められる。使用される高分子材料は、例えばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）やＮＢＲ（ニトリルゴム）、フッ素ゴム、シリコンゴムである。

図１に戻って排気ユニット１００の構成の説明を続ける。排気ユニット１００には、排気ファン１３を境目とする空気の流れ上流側（即ちクリーンルーム１の内部）と下流側（即ち天井裏３）との差圧を測定する差圧計２１が備えられている。そして、この差圧計２１には、破線で示す電気信号線を通じて制御器２０が接続されており、この制御器２０には、排気ファン１３が接続されている。従って、差圧計２１により測定された差圧に基づき、制御器２０が排気ファン１３を制御することになる。なお、制御器２０には、詳細は図６を参照しながら後記する中央制御器５０が接続され、この中央制御器５０が制御器２０を介して排気ファン１３を制御している。

図４は、第一実施形態の天井排気ユニット１００において空気が排気されているときの空気の流れを模式的に示す図である。排気ファン１３が駆動すると、破線矢印で示すような、クリーンルーム１，２の内部から天井裏３への空気の流れが生じることになる。このとき、電磁石１５への通電が行われていなければ、吐出蓋１２の内側に対する下方からの静圧（風圧）により、吐出蓋１２が浮いて上方に移動する。これに伴い、吐出蓋１２のパッキン１２ｂは吐出リング１１から離れ、吐出蓋１２と吐出リング１１との間には隙間１８が形成される。そして、この隙間１８から、天井裏３への排気が行われる。

図５は、空気を排気しているときの第一実施形態の天井排気ユニット１００を模式的に示す外観斜視図である。前記のように、排気ファン１３（図５では図示しない）が稼働すると、風圧により、吐出蓋１２が浮き上がる。これにより、吐出蓋１８と吐出リング１１との間に隙間１８が形成され、この隙間１８から天井裏３に空気が吹き出される。このとき、吐出ガイド１６の下側端部に形成された折り曲がり部１６ａは、筐体１０の天面に接触する。そのため、風圧により吐出蓋１２が意図せず外れることが防止される。

図６は、第一実施形態の天井排気ユニット１００を備えた空調システム１０００（第一実施形態の空調システム１０００）の模式図である。図６に示す空調システム１０００は、建屋６内に設置されたクリーンルーム１，２の空調を行うものである。空調システム１０００は、前記の排気ユニット１００，１００のほか、空調機１００１と、定風量制御装置１００２，１００２と、ＨＥＰＡフィルタ１００３，１００３と、吹き出し口１００４，１００４と、給気用ダクト１００５と、排気ファン１００６と、これらを制御する中央制御器５０とを備えて構成される。これらのうち、空調機１００１は、フィルタ１００１ａと、熱交換コイル１００１ｂと、給気ファン１００１ｃとを備えて構成される。

空調機１００１と、定風量制御装置１００２，１００２と、ＨＥＰＡフィルタ１００３，１００３と、吹き出し口１００４，１００４とは、給気用ダクト１００５により接続されている。そして、給気用ダクト１００５は、クリーンルーム１，２に対して並列に接続されている。従って、空調機１００１によって外部から取り込まれた外気は、定風量制御装置１００２，１００２、ＨＥＰＡフィルタ１００３，１００３及び吹き出し口１００４，１００４を通じて、クリーンルーム１，２に対してそれぞれ供給される。このとき、クリーンルーム１，２の上流にそれぞれ備えられた定風量制御装置１００２，１００２により、クリーンルーム１，２に対してそれぞれ一定風量で、空調されたエア（外気）が供給される。

図６に示す空調システム１０００では、クリーンルーム１，２からの排気は、天井パネル５（図１参照、図６では図示しない）に取り付けられた排気ユニット１００を通じて、クリーンルーム１，２の外部であって建屋６の内部である天井裏３に排気される。そして、天井裏３に排気された空気が、建屋６に備えられている排気ファン１００６によって屋外へ排気する。

排気ユニット１００には、クリーンルーム１内の圧力と基準圧（ここでは仮に天井裏３の圧力とする）との差圧を計測する差圧計２１と、排気ファン１３の回転速度を制御して排気風量を制御することで、当該差圧が所定値になるようにする制御器２０とが備えられている。排気ファン１３で天井裏３とクリーンルーム１との差圧を所定値に制御することで、クリーンルーム１の室圧が調整されている。

このように、クリーンルーム１内の圧力と基準圧（例えば天井裏３の圧力）との差圧が所定値に制御されることで、差圧の逆転を防止して、クリーンルーム１とクリーンルーム２との間での意図しない空気の流入が防止される。即ち、説明の簡略化のために説明を省略したが、クリーンルーム１と同様に、クリーンルーム２でも同様の差圧制御が行われている。そのため、クリーンルーム１と例えば天井裏３との差圧が一定（例えば３０Ｐａ程度）であり、かつ、クリーンルーム２と例えば天井裏３との差圧が一定（例えば１５Ｐａ程度）であるような場合、クリーンルーム２からクリーンルーム１に空気が流入することがない。特に、再生医療施設や実験動物飼育施設等に設置されたクリーンルームでは、クリーンルーム１，２の室圧に差が設けられている。さらには、非清浄空間である天井裏からクリーンルーム１，２に空気の流入が生じることもない。

なお、制御器２０や中央制御器５０は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、センサ回路、制御回路等を備え、ＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより具現化される。

図７は、第一実施形態の空調システム１０００において行われる天井排気ユニット１００の制御を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、例えばクリーンルーム１，２の休止状態にあるときに、使用者が電源ボタン（図示しない）を押下することにより排気ユニット１００の電源がＯＮになることで開始される。なお、排気ユニット１００の電源がＯＦＦのときには、排気ファン１３も停止している。

そして、使用者が電源ボタンを押下することで排気ユニット１００の電源がＯＮになると、これと連動して、リレー等によって電磁石１５が通電される（ステップＳ１０１）。これにより、吐出蓋１２が電磁石１５に強固に引きつけられ、クリーンルーム１，２の内部の気密性が確保される（前記の図１や図２に示した様子）。ただし、このときは、依然として待機状態であって、排気ファン１３は稼働していない。そこで、中央制御器５０は、クリーンルーム１，２の使用を開始するために、排気ファン１３を稼働させるかどうか判断する（ステップＳ１０２）。

そして、排気ファン１３の稼働を開始させる場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ方向）、これと連動してリレー等によって電磁石１５の通電が停止されるともに、排気ファン１３の稼働が開始される（ステップＳ１０３）。これにより、吐出蓋１２が電磁石１５から解放され、クリーンルーム１，２からの排気が開始される。このときの排気の様子が、前記の図４や図５に示した様子である。

このとき、中央制御器５０は、クリーンルーム１，２のそれぞれにおいて、内外の差圧が予め設定された値（設定差圧）になるように排気ファン１３の回転速度制御を行っている。具体的には、排気ファン１３が稼働を開始してから所定時間経過後、中央制御器５０は、差圧計２１（図１参照）により測定された内外の測定差圧が、前記の設定差圧よりも大きくなっているかを判断する（ステップＳ１０４）。判断の結果、測定差圧が設定差圧より大きい場合、中央制御器５０は排気ファン１３の回転速度を増加させる（ステップＳ１０５）。一方で、測定差圧が設定差圧より小さい場合、中央制御器５０は排気ファン１３の回転速度を低下させる（ステップＳ１０６）。これらの制御は、中央制御器５０によって運転停止の指令があるまで行われる（ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７のＹｅｓ方向）。

そして、中央制御器５０によって運転停止の指令があった場合には（ステップＳ１０７のＮｏ方向）、中央制御器５０は排気ファン１３の稼働を停止させる（ステップＳ１０８）。その後、クリーンルーム１，２の使用が一時的に中断されるような場合等、引き続き排気ユニット１００の電源はＯＮのままとされる（ステップＳ１０９のＮｏ方向）。そして、電磁石１５の通電が行われ（ステップＳ１０１）、クリーンルーム１，２の内部が気密になる。一方で、クリーンルーム１，２の使用を終了する場合等、排気ユニット１００の全体の運転を停止させる場合（ステップＳ１０９のＹｅｓ方向）、中央制御器５０は電磁石１５を通電させ（ステップＳ１１０）、排気ユニット１００の電源をＯＦＦとし、図７に示すフローが終了する。

図８は、第一実施形態の空調システム１０００に備えられる天井排気ユニット１００とそれを構成する各装置とのタイムチャートである。天井排気ユニット１００の電源がＯＦＦのとき、電磁石１５は通電なしとなり、また、排気ファン１３の稼働も停止している。そして、天井排気ユニット１００の電源がＯＮになると、電磁石１５は通電されるが、その一方で、排気ファン１３の停止状態は依然として維持される。この状態で、排気ファン１３の稼働が開始されると、それと同時に、電磁石１５への通電が停止される。これにより、吐出蓋１２が排気ファン１３により生じた静圧によって浮き上がる。そして、天井裏３への排気が開始される。

以上のように、空調システム１０００では、排気ファン１３の稼働が停止しているとき、電磁石１５を用いてクリーンルーム１，２の内部が気密に保たれている。そのため、クリーンルーム１，２内の気密に保たれた状態で、クリーンルーム１，２の内部の除染を行うことができる。そのため、排気ファン１３の稼働前、即ちクリーンルーム１，２の使用前に、特別な操作や気密ダンパを要することなく、除染を行うことができる。

［２．第二実施形態］
図９は、第二実施形態の天井排気ユニット２００の構成を模式的に示す端面図である。排気ユニット２００では、吐出蓋１２が浮き上がったときに吐出蓋１２を浮きあがった状態で固定するための電磁石１９が備えられている。具体的には、排気ユニット２００では、吐出ガイド１６の折り曲がり部１６ａが筐体１０の天板に接触する位置に、電磁石１９が設けられている。従って、排気ファン１３の稼働によって吐出蓋１２が浮き上がった後、電磁石１９を通電することで、吐出蓋１２を浮き上がらせたままその位置で固定することができる。

図１０は、第二実施形態の天井排気ユニット２００において空気が排気されているときの空気の流れを模式的に示す図である。排気風量が変化することにより吐出蓋１２への静圧が変動するため、吐出蓋１２の上下方向（高さ方向）の位置が動く可能性がある。そこで、電磁石１９を用いて浮き上がった吐出蓋１２を固定することで、このような予期せぬ移動を抑制することができる。特に、吐出蓋１２の高さ方向の位置が変わると、吐出蓋１２による圧力損失も変化する。そのため、クリーンルーム１，２の内部の室圧も変化し得うるが、吐出蓋１２を固定することにより吐出蓋１２の変動要因を排除し、圧力損失を一定とすることで、クリーンルーム１，２の内部の室圧変動を十分に抑制することができる。

図１１は、第二実施形態の空調システム２０００において行われる天井排気ユニット２００の制御を示すフローチャートである。空調システム２０００の構成は、簡略化のために図示及び詳細な説明を省略するが、前記の空調システム１０００（図６参照）において、排気ユニット１００（図１参照）に代えて排気ユニット２００（図９参照）が備えられるものである。また、図１１に示すフローは、前記の図７に示したフローと似ているため同じステップについては同じステップ番号を付し、異なる点を中心に説明する。

排気ユニット２００の電源をＯＮにしたあと、電磁石１５に通電されることで、吐出蓋１２が電磁石１５に引きつけられる（ステップＳ２０１）。一方で、このとき、吐出蓋１２は浮上していないため、電磁石１９は通電されていない（ステップＳ２０１）。そして、前記のステップＳ１０２と同様にして排気ファン１３を稼働するか否かの判断がなされる。そして、稼働すると判断されたときには（ステップＳ１０２のＹｅｓ方向）、電磁石１５の通電が停止されるとともに電磁石１９の通電が開始され、さらには、排気ファン１３の稼働が開始される（ステップＳ２０３）。その後は、前記のステップＳ１０４〜Ｓ１０７と同様の制御が行われる。

そして、排気ファン１３の稼働が停止されると（ステップＳ１０７のＮｏ方向）、電磁石１９の通電が停止され、また、排気ファン１３の稼働も停止される（ステップＳ２０８）。これにより、吐出蓋１２への静圧が無くなるため、吐出蓋１２は下降し、電磁石１５の上に載置される。その後は、前記のステップＳ１０９と同じ判断がなされ、ステップＳ１１０で電磁石１５に通電させ、最終的に天井排気ユニット２００の電源がＯＦＦになることで、図１１に示すフローが終了する。

図１２は、第二実施形態の空調システム２０００に備えられる天井排気ユニット２００とそれを構成する各装置とのタイムチャートである。天井排気ユニット２００の電源がＯＦＦのとき、電磁石１５，１９は通電なしとなり、また、排気ファン１３の稼働も停止している。そして、天井排気ユニット２００の電源がＯＮになると、電磁石１５は通電されるが、その一方で、排気ファン１３の停止状態は依然として維持される。また、吐出蓋１２が浮き上がっていないため、電磁石１９も通電なしとなる。この状態で、排気ファン１３の稼働が開始されると、それと同時に、電磁石１５への通電が停止され、電磁石１９への通電が開始される。これにより、浮き上がった吐出蓋１２が電磁石１９により浮き上がった状態で固定されながら、天井裏３への排気が行われる。

［３．第三実施形態］
図１３は、第三実施形態の天井排気ユニット３００の構成を模式的に示す端面図である。前記の排気ユニット１００，２００では、筐体１０は一体物として構成されていた。しかし、第三実施形態の排気ユニット３００では、筐体は、筒状の下側筐体１０Ａと、筒状の上側筐体１０Ｂとが嵌合することで構成されている。具体的には、下側筐体１０Ａの内部に上側筐体１０Ｂが挿入嵌合されることで、これらが一体となって排気ユニット３００の筐体を構成している。従って、メンテナンス等の際には、下側筐体１０Ａと上側筐体１０Ｂとを分離することができる。

下側筐体１０Ａの内部にはＨＥＰＡフィルタ１４が配置され、上側筐体１０Ｂの内部には排気ファン１３が配置されている。そして、下側筐体１０Ａと上側筐体１０Ｂとを分離したときに、排気ファン１３とＨＥＰＡフィルタ１３とが外部に露出するようになっている。これにより、排気ファン１３やＨＥＰＡフィルタ１４が交換し易くなっている。また、排気ファン１３を交換する際には、排気ファン１３を収容する上側筐体１０Ｂは下側筐体１０Ａから分離されるものの、ＨＥＰＡフィルタ１４を収容する下側筐体１０Ａは天井パネル５に取り付けられたままである。そのため、ＨＥＰＡフィルタ１４が取り付けられた状態で排気ファン１３のみを交換することができる。即ち、クリーンルーム１内の清浄度を維持した状態で、排気ファン１３のみを交換することができる。

図１４は、第三実施形態の天井排気ユニット３００において空気が排気されているときの空気の流れを模式的に示す図である。排気ユニット３００においても、前記の排気ユニット２００（図１０参照）と同様にして空気が天井裏３に排気される。従って、排気ユニット３００によれば、排気ファン１３の停止時にはクリーンルーム１，２の内部の気密性を高めつつ稼働時には室圧の過度の変動を抑制し、かつ、メンテナンス性を高めることができる。

［４．第四実施形態］
図１５は、第四実施形態の天井排気ユニット４００の構成を模式的に示す端面図である。排気ユニット４００は、前記した排気ユニット１００（図１参照）において、吐出蓋１２の側面に位置センサ２２を備えるものである。この位置センサ２２は吐出蓋１２の位置を検出するものである。より具体的には、排気ファン１３の非稼動時、位置センサ２２が予め定められた位置（特定の位置に加えて、特定の範囲であってもよい）に存在しない場合には、その旨の警報が中央制御器５０によって為されるようになっている。

吐出蓋１２に取り付けられた位置センサ２２が所定の位置又は範囲に存在しないということは、吐出蓋１２が何らかの理由によって正常に閉じられていないということを意味している。そのため、もしこのような状態で除染を行えば、天井裏３に除染剤が漏出する可能性がある。そこで、位置センサ２２によって吐出蓋１の位置が検出されることで、このような事態が防止される。

［５．第五実施形態］
図１６は、第五実施形態の天井排気ユニット５００の構成を模式的に示す端面図である。前記の各実施形態に係る排気ユニット１００〜４００では、排気ファン１３の非稼働時に吐出蓋１２を固定するための電磁石１５が備えられていた。しかし、第五実施形態の排気ユニット５００では、このような電磁石１５に代えて、吐出蓋１２が常閉となるようなばね定数を有する弾性体（具体的にはばね２３）が備えられている。

即ち、排気ファン１３の非稼働時には、ばね２３は縮んだ状態となっており、これにより、吐出蓋１２が吐出リング１１に十分に引きつけられている。そのため、クリーンルーム１，２の内部の気密性が高められている。一方で、排気ファン１３が稼働すると、ばね２３が伸びながら吐出蓋１２が浮き上がることになる。従って、例えばクリーンルーム１，２に除染剤を充満させたときのクリーンルーム１，２の内部の圧力が低い場合等、吐出蓋１２をそれほど強固に引きつける必要が無い場合等には、排気ユニット５００のようなより簡便な構造を採用することができる。

［６．第六実施形態］
図１７は、第六実施形態の天井排気ユニット６００の構成を模式的に示す端面図である。排気ユニット６００は、前記の排気ユニット５００（図１６参照）に対して変更を施したものである。具体的には、排気ユニット６００は、前記の排気ユニット２００（図９参照）と同様に、吐出蓋１２が浮き上がったときに吐出蓋１２を固定するための電磁石１９を備えている。ただし、電磁石１９は、前記の排気ユニット２００とは異なり、吐出蓋１２の上方に配置されている。このようにすることで、簡便な構造でクリーンルーム１，２の内部の気密性を高めることができるとともに、排気ファン１３の稼働時にクリーンルーム１，２の内部の室圧が過度に変動することが防止される。

［７．第七実施形態］
図１８は、第七実施形態の天井排気ユニット７００の構成を模式的に示す端面図である。排気ユニット７００は、前記の排気ユニット５００（図１６参照）に対して変更を施したものである。具体的には、排気ユニット７００は、排気ユニット５００と同様の位置に同様のばね２３を備えている。そして、排気ユニット７００には、吐出蓋１２が浮き上がったときに吐出蓋１２を固定するためのばね２４が備えられている。即ち、排気ユニット７００には、機能の異なる二種のばね２３，２４が備えられている。

ばね２３のばね定数は、ばね２４のばね定数よりも大きくなっている。そのため、排気ファン１２の非稼働時には、ばね２３は縮んだ状態となっている一方で、ばね２４は伸びた状態となっている。従って、ばね２３の弾性力により、吐出蓋１２は吐出リング１１に強固に引きつけられ、クリーンルーム１，２の内部の気密性が高められている。そして、排気ファン１３の稼働により吐出蓋１２が浮き上がると、ばね２３は伸びる一方で、ばね２４は縮む。従って、ばね２４の弾性力により、吐出蓋１２の高さ方向の位置が固定され、排気ファン１３の稼働時にクリーンルーム１，２の内部の室圧が過度に変動することが防止される。

［８．第八実施形態］
図１９は、第八実施形態の天井排気ユニット８００の構成を模式的に示す端面図である。排気ユニット８００は、前記の排気ユニット１００〜７００に対して変更を施したものである。具体的には、排気ユニット８００では、吐出ガイド１６は、吐出蓋１２の内側であって筐体１０の上面に、筐体１０に固定されて備えられている。

前記の排気ユニット１００から７００では、吐出ガイド１６が吐出蓋１２に固定されており、吐出蓋１２が浮き上がると、吐出蓋１２とともに吐出ガイド１６も上方向に移動するようになっていた。また、吐出ガイド１６は、筐体１０の上面に開けられた開口内に収まるように設けられていた。しかし、図１９に示す排気ユニット８００では、吐出ガイド１６が筐体１０の上面に固定され、吐出蓋１２の上面に開けられた開口（図示しない）を吐出ガイド１６が貫通するように設けられる。この開口は吐出蓋１２の下方に形成される空間の内外を連通するものである。形成される開口の大きさは、気密性を確保するため、吐出ガイド１６が収まるぎりぎりの寸法となっている。

吐出蓋１２が浮き上がったとき、吐出蓋１２の上面は吐出ガイド１６に設けられた折り曲がり部１６ａに突き当たる。これにより、吐出蓋１２のそれ以上の上方向の移動が制限される。吐出ガイド１６が、吐出蓋１２ではなく筐体１０に固定されていることで、吐出蓋１２を軽くすることができる。そのため、吐出蓋１２が上下方向に移動する際に、よりスムーズな移動が可能となる。なお、折り曲がり部１６ａはゴム等の弾性体に変更してもよい。折れ曲がり部１６ａが弾性体で構成されていることで、折れ曲がり部１６ａが吐出蓋１２の上面に突き当たるときの音を小さくすることができる。

［９．第九実施形態］
図２０は、第九実施形態の天井排気ユニット９００の構成を模式的に示す端面図である。排気ユニット９００は、前記の排気ユニット８００（図１９参照）に対して変更を施したものである。具体的には、排気ユニット９００は、排気ユニット８００と同様の位置に同様の吐出ガイド１６を備えているが、排気ユニット９００では吐出リング１１は備えられていない。従って、吐出蓋１２が降りている状態のとき、排気ユニット９００では、吐出蓋１２の側壁下端面と筐体１０の上面とが接触するようになっている。このようにすることで、排気ユニット９００の構造が簡素化され、製造を容易にすることができる。なお、筐体１０の上面において、吐出蓋１２の側壁下端面と接触する部分には、気密性を確保するためのパッキン（図示しない）が備えられている。

［１０．第十実施形態］
図２１は、第十実施形態の空調システム３０００の模式図である。図６に示した空調システム１０００では、天井裏３に排気された空気は、建屋６に備えられた排気ファン１００６によって屋外に排気されていた。しかし、図２１に示す空調システム３０００では、建屋６に対して排気ファンに代えて排気口１００７が備えられ、この排気口１００７を通じて屋外に排気されることになる。なお、排気口１００７には、虫や大きな塵埃の流入を防止するためのフィルタを設置することもできる。

［１１．変形例］
以上、本実施形態を十つの具体的な実施形態を挙げて説明したが、本実施形態は前記の例になんら制限されるものではなく、適宜変更を加えて実施可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施することもできる。例えば、前記の空調システム１０００，３０００（図６、図２１参照）に備えられる排気ユニットは、図１に示す排気ユニット１００に限られるものではなく、その他の排気ユニットであってもよい。

また、排気ユニット１００〜９００に備えられる吐出ガイド１６の個数は四つに限定されるものではなく、一つでもよいが、複数あることが好ましい。また、電磁石１５，１９の個数も同様に限定されず、一つでもよいが、複数あることが好ましい。

さらに、前記の排気ユニット１００〜９００は、クリーンルーム１，２の天井に設けられているが、クリーンルーム１，２の側壁であってもよい。

また、前記の吐出蓋１２には、電磁石１５によって吸着可能な吸着部位１２ａを設けたが、このような吸着部位１２ａを設けずに、吐出蓋１２そのものを電磁石１５によって吸着可能な材料により構成するようにしてもよい。

さらに、図６、図２１の例では、複数のクリーンルームとして二つのクリーンルームを設けたが、三つ以上のクリーンルームが設けられてもよい。また、図示しないが、各クリーンルームに閉止時に気密を保持できる気密ドアが設けられていてもよい。

また、前記の実施形態では、クリーンルーム１，２からの空気は天井裏３に排気されるようにしたが、クリーンルーム１，２に排気ダクトを接続し、この排気ダクトを通じて直接外部に排気されるようにしてもよい。さらに、前記のように、各空調システムでは、給気用ダクトに、図示しない風量調整用ダンパを適宜備えてもよい。風量調整用ダンパは、手動で調整するダンパやダンパ開度を手元で設定できるモータダンパが使用できる。

さらに、例えば、前記の各クリーンルームへの給気風量や各クリーンルームの差圧等の所定値は、適宜決定すればよい。

また、図４、１１に示す例では、差圧計２１により測定される差圧が所定値になるように制御器２０が排気ファン１３を制御したが、当該差圧が所定値でなくても、例えば計測される差圧が予め定められた設定範囲になるように（即ち計測される差圧がある程度幅を持つように）、制御器２０が排気ファン１３を制御するようにしてもよい。

１，２ クリーンルーム
３ 天井裏
１０ 筐体
１０Ａ 下側筐体
１０Ｂ 上側筐体
１１ 吐出リング
１２ 吐出蓋
１２ａ 吸着部位
１２ｂ パッキン（気密装置）
１３ 排気ファン
１４ ＨＥＰＡフィルタ
１５ 電磁石（気密装置）
１６ 吐出ガイド
１６ａ 折り曲がり部
１８ 隙間
１９ 電磁石（固定装置）
２０ 制御器
２１ 差圧計
２２ 位置センサ
２３ ばね（気密装置）
２４ ばね（固定装置）
５０ 中央制御器（警報発生装置）
１００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
２００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
３００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
４００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
５００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
６００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
７００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
８００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
９００ 排気ユニット、天井排気ユニット、クリーンルーム用排気ユニット
１０００ 空調システム
１００１ 空調機（給気装置）
３０００ 空調システム

Claims (5)

1. クリーンルーム内の空気を室外に排気するクリーンルーム用排気ユニットであって、
   前記クリーンルーム内の空気を吸い込むとともに、吸い込まれた空気を前記室外に排気する排気ファンと、
   前記排気ファンを収容する筐体と、
   前記排気ファンからみて空気の流れ方向下流側であって前記筐体に形成された開口を覆うように配置され、前記排気ファンの稼働により生じる風圧によって開く吐出蓋と、
   前記排気ファンの稼働停止中に前記吐出蓋を前記筐体の側に引きつけることで前記筐体の内部を気密にする気密装置と、を備えることを特徴とする、クリーンルーム用排気ユニット。
2. 前記気密装置は電磁石を備え、
   前記吐出蓋は、磁石に対して吸着可能な吸着部位を有し、
   前記電磁石に通電することにより生じる磁力によって前記電磁石が前記吐出蓋に備えられる前記吸着部位を引き付けることで、前記筐体の内部を気密にすることを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルーム用排気ユニット。
3. 前記吐出蓋が前記排気ファンの稼働により生じる風圧によって開いたときに、前記吐出蓋が開いた状態で前記吐出蓋を固定する固定装置を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクリーンルーム用排気ユニット。
4. 前記吐出蓋の位置を検出する位置センサと、
   前記排気ファンの稼働停止中に、前記位置センサにより検出された前記吐出蓋の位置が予め定められた位置から外れているときに警報を発する警報発生装置と、を備えることを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のクリーンルーム用排気ユニット。
5. 建屋内に配置された複数のクリーンルームに前記建屋外の外気を導く給気用ダクトと、
   前記給気用ダクトを通流し、前記複数のクリーンルームに外気を給気する給気装置と、
   前記複数のクリーンルームのそれぞれに備えられ、前記ぞれぞれのクリーンルーム内の空気を吸い込むとともに、吸い込まれた空気を、前記複数のクリーンルームの外部であって前記建屋の内部に排気する排気ファンと、前記排気ファンを収容する筐体と、前記排気ファンからみて空気の流れ方向下流側であって前記筐体に形成された開口を覆うように配置され、前記排気ファンの稼働により生じる風圧によって開く吐出蓋と、前記排気ファンの稼働停止中に前記吐出蓋を前記筐体の側に引きつけることで前記筐体の内部を気密にする気密装置と、を備えるクリーンルーム用排気ユニットと、を備えることを特徴とする、クリーンルーム用空調システム。

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