JP2021011966A - クリーンルームユニットおよびクリーンルーム - Google Patents

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Abstract

【課題】 既存の建築物のクリーンルームへの転用を含め、多様な態様のクリーンルームを実現でき、クリーンルームのコストダウン、柔軟な仕様設定、変更および多様な稼働状態を可能にする。【解決手段】 クリーンルームユニットは、空間内の空気を吸引して浄化する集塵装置と、集塵装置で浄化された空気を清浄風として空間に吹き出す清浄風吹き出し装置と、を有する空気浄化ユニットと、空気浄化ユニットに連結され、空間内にイオンを放射するイオン発生ユニットとを備え、クリーンルームは、クリーンルームユニットが1個または複数設置される。【選択図】図1

Description

本発明は、クリーンルームユニットおよびクリーンルームに関する。
特許文献1記載のクリーンルームが大手総合建設業者によって出願されているように、従来のクリーンルームは建築構造物であり、一般に大掛かりな設備投資を伴い、稼働後のレイアウト変更、増設、縮小は容易に行えず、分散的設備とすることも困難であった。また、設備の部分的稼働は一般に困難であり、常に全体を稼働させて電力を浪費していた。
そこで、特許文献2記載のクリーンルームは、清浄度を確保すべき領域が異なる3種のクリーンルームユニットを準備しておき、その組み合わせによって、ブロック住宅のように、仕様を多様化するブロック式のクリーンルームを提案している。
しかし、特許文献2のブロック式のクリーンルームも、建築構造物を構築しようという発想は特許文献1と同様であり、コストダウン、柔軟な仕様設定、変更および多様な稼働状態を実現することはできなかった。
特開2006−317048号公報 特開2018−115487号公報
本発明は、既存の建築物のクリーンルームへの転用を含め、多様な態様のクリーンルームを提供することを目的とする。
本発明に係るクリーンルームユニットは、空間内の空気を吸引して浄化する集塵装置と、集塵装置で浄化された空気を清浄風として空間に吹き出す清浄風吹き出し装置と、を有する空気浄化ユニットと、空気浄化ユニットに連結され、空間内にイオンを放射するイオン発生ユニットとを備え、本発明に係るクリーンルームは、前記クリーンルームユニットを単位ユニットとして、1個または複数設置したものである。
本発明によれば、既存の建築物のクリーンルームへの転用を含め、多様な態様のクリーンルームを実現でき、クリーンルームのコストダウン、柔軟な仕様設定、変更および多様な稼働状態が可能である。
本発明に係るクリーンルームユニット(実施例1)を使用したクリーンルーム(実施例1)を示す斜視図である。 図1のイオン発生ユニットを示す縦断面ブロック図である。 本発明に係るクリーンルームユニットの実施例2を示す正面図である。 図3の部分破断右側面図である。 図3の斜視図である。 本発明に係るクリーンルームユニットの実施例3を示す斜視図である。 本発明に係るクリーンルームユニットの実施例4を示す斜視図である。 本発明に係るクリーンルームの実施例2を示す斜視図である。 本発明に係るクリーンルームの制御系を示すブロック図である。
[クリーンルームユニット(単位ユニット)実施例1]
[クリーンルーム実施例1]
次に、本発明に係るクリーンルームユニット(単位ユニット)の実施例1を用いた、クリーンルーム(実施例1)を図1に基づいて説明する。
クリーンルームCRは、既存建築物の部屋Rの左右壁面W1、W2に単位ユニットCUを複数設置しており、各単位ユニットCUは、空気浄化ユニット100およびイオン発生ユニット200を備える。
空気浄化ユニット100は、清浄風吹き出し装置110、集塵装置120を備え、清浄風吹き出し装置110は、集塵装置120によって浄化された空気(清浄風)CAをダクト112によって上方に送り、部屋Rの上部、例えば天井CE近傍に設けられた中空直方体状あるいは中空角柱状の送気チャンバ114の送気孔115から下方、側方(含む前方)に向かって吹き出す。送気チャンバ114は部屋Rの壁面W1に対して略垂直に、ダクト112から離間する方向、すなわち壁面W1から離間する方向(以下、この方向を「前方」とする。)に延びる、細長い形状を有する。そして、単位ユニットCUにおける、「前方」の反対側の面を「背面」とし、「前方」側の面を「前面」とする。
集塵装置120は、ファン122を有し、部屋Rの下部、例えば床面FLに設けられた、中空直方体状あるいは中空角柱状の吸気チャンバ124の吸気孔125から、部屋R内の汚染空気IAを吸引し、フィルター126によって浄化する。吸気チャンバ124は部屋Rの壁面W1に対して略垂直に、壁面W1から離間する方向(前方)に延びる細長い形状を有する。ファン122およびフィルター126は、壁面W1の近傍で(ただし、壁側に通路を設ける場合は、通路から離れるため)、ダクト112の下端に連接されたケーシング128内に設けられ、フィルター126はその上下に配置されている。ファン122は下側のフィルター126で浄化された汚染空気IAを吸引して上方に圧送して、上側のフィルター126に導き、さらに空気を浄化してダクト112に送る。従って、送気チャンバ114には2段階で清浄化された空気が供給され、浄化度の高い風が送気チャンバ114から吹き出すことになる。
送気チャンバ114および吸気チャンバ124は、略水平に前方に突出し、かつ、同一鉛直面上に並列配置されており、さらに、両チャンバ114、124は天井CEと床面FLという上下方向に離間されている。これによって、送気チャンバ114から吹き出した清浄風は壁面W1、W2から、少なくとも送気チャンバ114、吸気チャンバ124の長さの範囲で充分な高さの領域において、清浄風CAを吹き出して、清浄風CAをその外側に拡散し、さらに上記領域およびその周辺の汚染空気IAを清浄化して、清浄風CAを生成する。
イオン発生ユニット200の構成は、例えば本願発明者の発明に係る特許第4358008号に類似した構成を有し、概要を図2に示すように、イオン放出口222が下面に穿設された円柱状のケーシング220内に、各イオン放出口222に対応して配置された針状電極230を収納し、針状電極230に高電圧供給ライン232を介して高電圧電源234から高圧電圧を印加し、イオンINを下方に抄出する。
イオン発生ユニット200は、送気チャンバ114と略平行になるよう、送気チャンバ114の下側に、スペーサ210を介して固着され、送気チャンバ114から吹き出す清浄風CAおよび周囲の空気をイオン化する。これによって部屋R内の作業者M1、M2等の物体や浮遊異物(図示省略)の静電気が中和され、異物の付着現象が阻止され、異物付着による不良品発生が防止される。
イオン発生ユニット200は円柱状であり、送気チャンバ114と略同一長さで、送気チャンバ114と平行に配置され、送気チャンバ114から吹き出した清浄風CAの大部分に対してイオンINを放射し得る。これによって、イオンINは清浄風CAによって搬送され、広範囲に拡散される。
ファン122、上下のフィルター126は集塵装置120の構成要素であり、清浄風吹き出し装置110においてはファン122、上側のフィルター126を集塵装置120と共用する構成要素とし、さらに、ダクト112、送気チャンバ114が構成要素となる。ファン122、上側のフィルター126を集塵装置120と共用することよって、清浄風吹き出し装置110は単純化され、コスト節減が図られている。
清浄風吹き出し装置110において、天井CE近傍に送気チャンバ114を配置したことにより、清浄風CAが床面FLのダスト等異物を巻き上げることを防止でき、部屋Rの清浄化を促進する。
本実施例のクリーンルームCRは、空気浄化ユニット100とイオン発生ユニット200との協働により、内部での異物付着現象を強力に抑制しつつ、空気を清浄化するので、部屋R内部が強力に清浄化される。従来、図1のドアDO等の開閉に際して外部からの異物侵入を防止するため、内部の気圧を高めることが多かったが、本実施例は浄化作用が強力であり、イオンINによる空間除電効果により、たとえ異物が浮遊していても、異物付着現象を抑え得るため、内圧を上げて外部からの異物侵入を阻止する必要はなく、外部と同じ気圧に設定することができる。これによって昇圧設備、稼働のコストを節減し得るとともに、作業環境を改善し得る。
各単位ユニットCUは個々に稼働状況を設定でき、設置個所の状況に応じて稼働、停止し得ることはいうまでもない。なお、その制御態様については、実施例2で詳述する。
単位ユニットCUは、既存建築物の部屋Rに設置、撤去可能に設置されるものであり、部屋RをクリーンルームCR以外の用途に使用することになれば、撤去でき、他のクリーンルームに転用することも可能である。また、クリーンルームCRの仕様変更に際しては、単位ユニットCUの移動、増減も容易である。
なお、単位ユニットCUの設置は、アンカーボルト(図示省略)等により、送気チャンバ114を天井CEに、ダクト112、ケーシング128を壁面W1、W2に、吸気チャンバ124を床面FLに固定する方法や、単位ユニットCUを全体的に自立可能な剛な構造とし、送気チャンバ114において全体を壁面W1、W2に懸架する方法等、多様な方法を採用し得る。
[クリーンルームユニット(単位ユニット)実施例2]
次に単位ユニットの実施例2を説明する。なお実施例1と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図3〜5において、単位ユニットCUは壁面Wに取り付けられた懸架具300によって懸架されている。これによって、単位ユニットCUを極めて単純かつ容易な作業で、設置し得る。
懸架具300は壁面Wに固着され、単位ユニットCUの送気チャンバ114の上面における壁面Wに接する端部が懸架具300に連結されている。このように懸架具300により吊り支持されたことにより、単位ユニットCUは、自立する程度の剛な構成は必須ではない。
さらに、集塵装置120におけるケーシング128の両側には、床面FLおよび壁面Wに沿う方向(以下、「左右方向」とする。)に張り出す支持脚400が設けられ、壁面Wに沿ったモーメントに対する反力が確保されている。単位ユニットCUは、支持脚400および懸架具300の協働によって、安定に保持され、地震等の不測の衝撃に対しても安全である。
本実施例の単位ユニットCUにおいては、送気チャンバ114は、上面が平面、下面が円筒面の、半円筒状とされ、送気孔115は下面に穿設されている。これによって、送気チャンバ114の各横断面について下向きの全方向に均等に清浄風CAを吹き出すことができる。同様に、吸気チャンバ124は、下面が平面、上面が円筒面の、半円筒状とされ、吸気孔125は上面に穿設されている。これによって、吸気チャンバ124の各横断面及び先端の全方向から均等に汚染空気IAを吸引することができる。
[クリーンルームユニット(単位ユニット)実施例3]
次に単位ユニットの実施例3を説明する。なお実施例1または2と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図6において、単位ユニットCUは、ダクト112上端部から水平前方に延在するアーム500を有し、アーム500の先端部には、アーム500に対して左右対称に、左右方向に延在する送気チャンバ114が設けられている。すなわち、送気チャンバ114は、ダクト112に対してねじれの位置にあり、送気チャンバ114の背面方向への投影はダクト112に直交する。ケーシング128の下端部には、ケーシング128に対して左右対称に、左右方向に延在する吸気チャンバ124が設けられ、さらに、前方に向かって、水平に延在する支持脚400が設けられている。
アーム500は中空であり、ダクト112から上方に送られた清浄風CAはアーム500から送気チャンバ114に送給される。
送気チャンバ114の下側にはスペーサ210を介して、送気チャンバ114と平行にイオン発生ユニット200が取り付けられ、清浄風CAおよび周囲の空気をイオン化する。
送気チャンバ114、イオン発生ユニット200が、前方に張り出したアーム500の先端部で左右方向に延び、吸気チャンバ124も左右方向に延びているので、左右方向および前方に広がる領域において、空気が浄化されるとともに、異物付着現象が防止される。
実施例3は送気チャンバ114が左右方向に張り出しているので、上方から見たとき、文字「T」の印象が強いので、以下実施例3の単位ユニットCUを「T型」とする。これに対して実施例1、2の単位ユニットCUは上方から見たときに文字「I」の印象が強いので、以下実施例1、2を「I型」とする。
[クリーンルームユニット(単位ユニット)実施例4]
次に単位ユニットの実施例4を説明する。なお実施例1〜3と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図7において、実施例4は、実施例3の単位ユニットCUにおける吸気チャンバ124、支持脚400の構成を変更したものである。
単位ユニットCUは、実施例3と同様、ダクト112上端部から水平前方に延在するアーム500、アーム500の先端部から左右に延在する送気チャンバ114が設けられ、送気チャンバ114の下側に送気チャンバ114と平行にイオン発生ユニット200が取り付けられている。
実施例3では、吸気チャンバ124は、左右一対設けられていたが、本実施例では一体構造であり、ケーシング128から前方に伸びる水平ダクト600の先端で、吸気チャンバ124の上方において、水平ダクト600に対して左右対称に、左右方向に延在する。すなわち、送気チャンバ114、吸気チャンバ124両者がダクト112に対してねじれの位置にあり、かつ両者の背面方向への投影はダクト112と直交する。
これによって、ケーシング128から離間した左右に広がる広範囲の領域において、汚染空気IAを吸引でき、効果的な除塵が可能である。
水平ダクト600は吸気チャンバ124から吸引された汚染空気IAをケーシング128方向に送る。
ケーシング128には、実施例2と同様の支持脚400が左右に設けられ、左右方向のモーメントに対する反力が確保されておあり、さらに、水平ダクト600、その先端の吸気チャンバ124によって前後方向のモーメントに対しても反力が確保されている。
[クリーンルーム実施例2]
図8はクリーンルームCRの実施例2を示すもので、既存の部屋Rにおいて、I型の単位ユニットCU1〜CU12とT型の単位ユニットCUT1〜CUT12を併用している。
部屋Rの壁面W1に背面を接して、I型の単位ユニットCU1〜CU6が、送気チャンバ114、吸気チャンバ124を壁面W1から垂直に突出するように、配列されており、壁面W1に対向する壁面W3に背面を接して、単位ユニットCU7〜CU12が、送気チャンバ114、吸気チャンバ124を壁面W3から垂直に突出するように、配列されている。
すなわち、単位ユニットCU1〜CU6の列、単位ユニットCU7〜CU12の列によって、壁面W1、W3全面から、送気チャンバ114、吸気チャンバ124の突出量に対応した空間、およびその周辺の空気が清浄化される。
部屋Rは長方形であり、壁面W1、W3の間の、壁面W1、W3から離間した空間には、壁面W1、W3に平行に、単位ユニットCUT1〜CUT6、単位ユニットCUT7〜CUT12が配列されている。
壁面W4には、壁面W1、W3からそれぞれ離間して、単位ユニットCUT1、CUT12が、背面を壁面W4に接しつつ、壁面W2方向にアーム500を突出するように配置され、壁面W2には、単位ユニットCUT1、CUT12にそれぞれ対向して、単位ユニットCUT6、CUT7が、背面を壁面W2に接しつつ、壁面W4方向にアーム500を突出するように配置されている。
単位ユニットCUT1、CUT6の間には、単位ユニットCUT2、CUT3の対、単位ユニットCUT4、CUT5の対が、背面を相互に接し、あるいは近接しつつ、壁面W4、W2方向にアーム500を突出するように、1列に配列されている。
単位ユニットCUT2は前面が単位ユニットCUT1の前面に対向しており、その間の空間は、左右に張り出す送気チャンバ114、吸気チャンバ124、イオン発生ユニット200によって、左右に広がった領域で、空気が清浄化される。同様に、単位ユニットCUT3、CUT4間の空間、単位ユニットCUT5、CUT6間の空間も、左右に広がった領域で、空気が清浄化される。
単位ユニットCUT7、CUT12の間には、単位ユニットCUT8、CUT9の対、単位ユニットCUT10、CUT11の対が、背面を相互に接しつつ、壁面W2、W4方向にアーム500を突出するように、1列に配列されている。
単位ユニットCUT8は前面が単位ユニットCUT7の前面に対向しており、その間の空間は、左右に張り出す送気チャンバ114、吸気チャンバ124、イオン発生ユニット200によって、左右に広がった領域で、空気が清浄化される。同様に、単位ユニットCUT9、CUT10間の空間、単位ユニットCUT11、CUT12間の空間も、左右に広がった領域で、空気が清浄化される。
従って、壁面W1、W3の間の空間は、単位ユニットCUT1〜CUT6の列、単位ユニットCUT7〜CUT12の列によって、左右に広がる領域で空気が清浄化され、壁面W1、W3に接する空間は単位ユニットCU1〜CU6の列、単位ユニットCU7〜CU12の列によって空気が清浄化され、部屋R全体がむらなく清浄化される。
なお、I型、T型のクリーンルームユニットCU、CUTの配置個数、T型クリーンユニット対の配置個数を部屋Rの状況に応じて任意に選択し得ることはいうまでもない。
[クリーンルームの実施例3]
次に、I型、T型の単位ユニットが混在する複数のクリーンルームCR1〜CR4を設けた実施例3を説明する。
図9において、クリーンルームCR1には総数a個の単位ユニットCU11〜CU1aが設置され、クリーンルームCR2には総数b個の単位ユニットCU21〜CU2bが設置され、クリーンルームCR3には総数c個の単位ユニットCU31〜CU3cが設置され、クリーンルームCR4には総数d個の単位ユニットCU41〜CU4dが設置されている。これら単位ユニットCU11〜CU1a、CU21〜CU2b、CU31〜CU3c、CU41〜CU4dは、それぞれ制御装置CNTに接続され、制御装置CNTは各単位ユニットを適正な条件で稼働させ、かつその稼働状況を検知する。
例えば、稼働しないクリーンルームがあればそのクリーンルーム内の単位ユニットは全て停止し、強力な浄化を要するクリーンルームでは単位ユニットを全て作動させ、また清浄度が低い状況でよければ、単位ユニットを間引きできるなど、稼働電力を節減できる。
各クリーンルームCR1、CR2、CR3、CR4には、1個または複数の汚染度計測器を設置することが可能である。例えば、各単位ユニットの設置個所に、単位ユニットCU11、CU12、・・・、CU1a、CU21、CU22、・・・、CU2b、CU31、CU32、・・・、CU3c、CU41、CU42、・・・、CU4dに対応して、汚染度計測器IM11、IM12、・・・、IM1a、IM21、IM22、・・・、IM2b、IM31、IM32、・・・、IM3c、IM41、IM42、・・・、IM4dを設置し、各汚染度計測器を制御装置CNTに接続する。制御装置CNTは各汚染度計測器の計測値に基づいて、対応した単位ユニットの稼働状況を制御する。これによって、全体のクリーンルームCR1〜CR4の最適稼働が可能である。
以上のとおり、各単位ユニットCU、CUTは必要最小限の構成によって、限定された領域に対して、単独で、空気浄化、清浄風吹き出し、除電を実行でき、単位ユニットの増減によって、自由に空気浄化、清浄風吹き出し、除電の範囲を調節し得るので、多様な空間に対して、最適な空気浄化、清浄風吹き出し、除電を提供し得る。
以上の実施例では、送気チャンバ114、吸気チャンバ124は直線的な形状で、相互に略平行に配置されていたが、円筒面、球面等の曲線的な壁面に適合すべく、曲線的形状も採用でき、また、相互の位置関係にねじれ等与えることも可能であることはいうまでもない。
また、以上の実施例では、集塵装置120のファン122の推力を、清浄風吹き出し装置の吹き出し力に利用しているが、別個のファンを設けて推力を高めることも可能である。
CA 清浄風
CE 天井
CNT 制御装置
CU 単位ユニット
CU1〜CU12 単位ユニット
CU11、CU12、・・・、CU1a 単位ユニット
CU21、CU22、・・・、CU2b 単位ユニット
CU31、CU32、・・・、CU3c 単位ユニット
CU41、CU42、・・・、CU4d 単位ユニット
CUT1〜CUT12 単位ユニット
CR、CR1、CR2、CR3、CR4 クリーンルーム
DO ドア
FL 床面
IA 汚染空気
IM11、IM12、・・・、IM1a 汚染度計測器
IM21、IM22、・・・、IM2b 汚染度計測器
IM31、IM32、・・・、IM3c 汚染度計測器
IM41、IM42、・・・、IM4d 汚染度計測器
IN イオン
R、R1、R2、R4 部屋
W、W1〜W4 壁面
100 空気浄化ユニット
110 清浄風吹き出し装置
112 ダクト
114 送気チャンバ
115 送気孔
120 集塵装置
122 ファン
124 吸気チャンバ
125 吸気孔
126 フィルター
128 ケーシング
200 イオン発生ユニット
210 スペーサ
220 ケーシング
222 イオン放出口
230 針状電極
232 高電圧供給ライン
234 高電圧電源
300 懸架具
400 支持脚
500 アーム
600 水平ダクト

Claims (15)

  1. 空間内の空気を吸引して浄化する集塵装置と、前記集塵装置で浄化された空気を清浄風として前記空間に吹き出す清浄風吹き出し装置と、を有する空気浄化ユニットと、
    前記空気浄化ユニットに連結され、前記空間内にイオンを放射するイオン発生ユニットと、
    を備えたクリーンルームユニット。
  2. 前記清浄風吹き出し装置は、
    前記集塵装置によって浄化された空気を上方に送るダクトと、
    前記ダクトで送られた空気を、前記空間の上部に吹き出す送気チャンバと、
    を備えた請求項1記載のクリーンルームユニット。
  3. 前記集塵装置は、
    前記空間の下部で空気を吸引する吸気チャンバと、
    前記吸気チャンバから空気を吸引し、前記ダクトに送るファンと、
    前記吸気チャンバから吸引された空気を浄化するフィルターと、
    を備えた請求項1または2に記載のクリーンルームユニット。
  4. 前記送気チャンバと前記吸気チャンバは、相互に略平行に配置されている請求項3記載のクリーンルームユニット。
  5. 前記送気チャンバおよび吸気チャンバは、前記ダクトから離間する方向に延在している請求項4記載のクリーンルームユニット。
  6. 前記送気チャンバは前記ダクトに対してねじれの位置にあり、かつ背面方向の投影が前記ダクトと直交する請求項2乃至4のいずれか1項に記載のクリーンルームユニット。
  7. 前記吸気チャンバは前記ダクトに対してねじれの位置にあり、かつ背面方向の投影が前記ダクトと直交する請求項3、4または6のいずれか1項に記載のクリーンルームユニット。
  8. 前記イオン発生ユニットは、前記送気チャンバと略等しい長さの細長形状を有し、前記送気チャンバに略平行に配置されている、請求項2乃至7のいずれか1項に記載のクリーンルームユニット。
  9. 前記吸気チャンバは、前記送気チャンバと略同一長さである、請求項3乃至8のいずれか1項に記載のクリーンルームユニット。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載されたクリーンルームユニットが、所定空間内に1個または複数設置されたクリーンルーム。
  11. 請求項6または7に記載のクリーンルームユニットの、背面が接しあるいは近接して配置された対が、1個または複数配置されたクリーンルーム。
  12. 複数の前記単位ユニットが接続された制御装置をさらに備えた、請求項10または11に記載のクリーンルーム。
  13. 前記クリーンルームユニットは、前記空間に対して設置、撤去可能である請求項10乃至12のいずれか1項に記載のクリーンルーム。
  14. 設置されたクリーンルームが、外部の気圧と等しい気圧に設定される、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のクリーンルームユニット。
  15. 前記空間は、外部の気圧と等しい気圧に設定される、請求項10乃至13のいずれか1項に記載のクリーンルーム。
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