JP2515593B2 - クリ―ンル―ム構築システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，既存の建物の内部に必要とする広さ，空気
清浄度及び室温を有するクリーンルームを短期間に且つ
簡易な施工によって作り出せるようにした多目的クリー
ンルームの構築システムに関する。

〔従来の技術〕

従来より，既存の建物内に所定寸法の小枠を有するフ
レームによって新たな天井面の枠組を形成し，その小枠
にファン及びフィルタをコンパクトに内臓したファンフ
ィルタユニットを嵌め込むことによって建物内にクリー
ンルームを簡易に構築する技術が知られており，その一
例を第８図に示す。先ず，建物の天井付近には多数の小
枠を有するフレーム100によって新天井面の枠組が形成
されており，該小枠には高性能HEPAフィルタ102及び小
型ファン104を内臓したファンフィルタユニット106或い
は盲板108が載置されている。そして，前記ファン104を
駆動させることによってサプライプレナム110（天井裏
スペース）内の空気をファンフィルタユニット106内に
吸い込み，そのフィルタ102を通過させることによって
清浄化した空気をクリーンルーム112内に供給する。天
井面から吹き出された清浄空気はクリーンルーム112を
通過する途中で塵芥等を捕らえて床面114に向けて落下
して行く。床面114は多数の通気孔を有する床材（グレ
ーチング材等）によって構成されているため，床面にま
で達した清浄空気は塵芥等を保持したまま床面114を通
過し，床下に形成されたリターンプレナム116（床下ス
ペース）内へと流出する。リターンプレナム116内の空
気の一部また稼働装置近傍の塵埃を含む空気は排気とし
て排風機118の駆動で系外に排出される。一方，この系
外へ排出される空気量に匹敵する空気が，空調機119に
よって空気調和された後にリターンプレナム116内に供
給される。リターンプレナム116内の空気は前記ファン
フィルタユニットのファン104の吸込力によってクリー
ンルーム112の側面に形成されたリターンシャフト120へ
と流れて行く。リターンシャフトの入口付近には冷却コ
イル122が設置されており，これを通過することによっ
て空気の温度が調整される。リターンシャフト120を通
過した空気はサプライプレナム110へと戻され，再びフ
ァンフィルタユニット106内に吸い込まれ,HEPAフィルタ
で洗浄化された後にクリーンルーム112へと供給され
る。以上の循環を繰り返すことによって室内を一定の清
浄度及び室温に保つことが出来る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如きシステムによれば，クリーンルーム専用で
ない既存の建物内に簡易な施工によって任意の広さのク
リーンルームを構築することが出来る。また，フレーム
100上に載置するファンフィルタユニットの数や実際に
稼動させるファンフィルタユニットの数を制御すること
によって，任意の部分に必要とされる空気清浄度を実現
することができる。

しかしながら，リターンプレナムからサプライプレナ
ムに空気を還流するための空気還流通路としてリターン
シャフト或いはダクト類をわざわざ設ける必要があり，
そのためのスペース及び機材等を別途確保する必要があ
るのみならず，一旦設置した以上は建物内のレイアウト
変更にも柔軟に対処できない欠点があった。また，この
リターンシャフトに冷却コイル等を取り付ける場合で
も，その容量変更や移設が容易ではない。更に，この場
合にはクリーンルーム全体を均一の室温としてしまうた
めに，クリーンルーム内で温度条件を区々とする必要が
生じた場合にも柔軟に対処出来ないという問題を有して
いた。

本発明は，従来技術の有する斯かる問題を解消するこ
とを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明に係るクリーンルー
ム構築システムは，既設建物内空間の天井付近に多数の
小枠を有した天井フレームを天井裏スペースを残して水
平方向に張り渡したうえ，該小枠にその開口面積を塞ぐ
大きさを有するファンフィルタユニットおよび盲板を着
脱自在に装着して新天井面を形成し，該新天井面から所
定の距離を隔てた下方に多孔床材を床下スペースを残し
て水平方向に張り渡すことによって新床面を形成し，以
て該建物内空間を上層空間，中層空間および下層空間の
三層構造とすると共に，上層空間（天井裏スペース）を
サプライプレナム，中層空間をクリーンルーム，そして
下層空間（床下スペース）をリターンプレナムとして利
用するクリーンルーム構築システムであって，前記上層
空間は該ファンフィルタユニットのファンの駆動によっ
て負圧が生ずる閉鎖空間からなるサプライプレナムに形
成され，前記中層空間は縦方向の仕切によって単または
複数個の高度清浄域と単または複数個の非高度清浄域の
少なくとも２つの領域に区分され，この高度清浄域の天
井面には前記ファンフィルタユニットのみ或いはファン
フィルタユニットと前記盲板とが各々適宜割合で装着さ
れると共に，非高度清浄域の少なくとも１つの天井面に
は前記小枠の開口面積を塞ぐ大きさを有するドライコイ
ルユニットが必要数装着され，以てこのドライコイルユ
ニットが装着された非高度清浄域が該リータンプレナム
から該サプライプレナムに空気を還流するための空気還
流通路として併用され，前記下層空間は作業員の通行可
能な空間高さを有するユーティリティスペースに形成さ
れ，そして，かように構築された建物内空間に外気を処
理して得た調和空気が前記下層空間を通じて供給される
と共にこの供給空気量に実質的に見合う排気が系内から
系外に排出され，高度清浄域で発生する熱負荷を前記の
ドライコイルユニットで処理するように構成した。

〔作用〕

本発明は以上の如く，わざわざ還流通路を建物内に設
けなくとも非高度清浄域（例えばサービス域等）をリタ
ーンプレナムからサプライプレナムへの還流通路として
併用出来るため，スペースの有効利用に資するのみなら
ず，建物内のレイアウト変更にも柔軟に対処出来る。

〔実施例〕

以下に，添付図面に参照しつつ本願の実施例について
説明する。

第１図は，本発明の実施例を簡略的に図示したもので
ある。

工場等既存の建物内の天井付近にはアルミニウム等で
作られた天井フレーム10が張り渡されており，その結果
天井裏スペース12を残して新天井面の枠組が形成され
る。

該フレーム10は第２図に示すように，アルミニウム等
で押出成形された所定形状のバー14を複数本縦横に一定
の間隔を置いて直交させることによって形成する。その
結果，フレーム10には夫々寸法の等しい多数の小枠16が
出現する。第３図はフレーム10を形成するバー14の一部
拡大斜視図である。バー14は，垂直な胴板18と，その下
縁から両サイドに水平に張り出したフランジ部20
（ａ）,20（ｂ）と，胴板18の上縁に接続する中空のボ
ックス22とからなる。そしてボックス22の上には長手方
向に延びるスリット24が形成してある。該スリット24に
は，このバー14の組み合わせによって形成されたフレー
ム10を建物の梁部分26からワイヤ28で吊り上げる場合
に，ワイヤ28の下端をボルト等で取り付けるために使用
される。尚，このワイヤ28はネジの調節等によってその
長さを調節可能に構成されている。

このフレーム10から所定の距離を置いた下方には多数
の通気孔を有する床材（例えばグレーチング材等）によ
って新床面30が形成されている。上記フレーム10とこの
床面30との間の空間にクリーンルーム32が現出する。

該床面30の下方には，クリーンルーム32内で必要とす
るガスや水，電気等を供給するためのガス・水道管やガ
スボンベ，電線等が配設されるユーティリティスペース
34が設けられている。

尚，ユーティリティスペースは図示の如く作業員が通
行可能な程度の空間高さを有しており，彼らによってボ
ンベの取り替えその他のメンテナンスが行われる。

該ユーティリティスペース34は，後述の如くリターン
プレナムとして利用される。

該ユーティリティスペース34には空調機36が設置され
ており，建物内で必要とされる空気調和された新鮮空気
の補給を行っている。即ち，外気取入口38よりダクト40
を介して外気を取り入れ，そのプレフィルタによって粗
塵を取り除き，温湿度の調整及び必要な加湿を行った後
にユーティリティスペース34内に放出する。

前記フレーム10に形成された多数の小枠16には該小枠
を丁度塞ぐ大きさを有するファンフィルタユニット42が
天井裏側より載置されている。該ファンフィルタユニッ
ト42は，第４図に示すように略方形のケーシング44から
なる。該ケーシング44は下面で開口しており，該開口46
を一面に塞ぐように高性能フィルタ48（HEPA或いはULPA
フィルタ）が内部に装着されている。また，該ケーシン
グ44の中央部には小型のファン50及びファンを駆動する
ためのモータ（図示せず）が内臓されており，該ファン
50を駆動させることによってケーシング44の上面に設け
られた円筒状の空気吸込口52より空気をケーシング44内
に取り入れ、フィルタ48を通過させた後に下面開口46か
ら放出する。ケーシング44上面には，前記モータに電気
を供給するための電源端子台54が設けられている。

前記フレーム10には，クリーンルーム内で発生する熱
負荷を処理するために，ファンフィルタユニット42と同
じく小枠16を塞ぐ大きさを有するドライコイルユニット
56が載置されている。第５図に示す如く，ドライコイル
ユニットは外形略直方体形状の枠体58からなり，該枠体
58の内部空間60にはドライコイル62が取り付けられてい
る。該ドライコイルには多数のフィン63が取り付けられ
ている。ドライコイルには冷水供給配管64より冷水が送
られ，コイル62内を通過して排水管66へと戻されるよう
に構成されている。この冷水供給配管64には温度調節用
自動弁68が装着されている。空気は枠体58の下方開口70
より枠体の内部空間60内に流れ込み，枠体上方開口72よ
り放出される。その間に空気がドライコイル62のフィン
63に接することによって冷却される。

枠体58の上面適宜位置にはサーモスタット74が設置さ
れており，該サーモスタット74は冷水供給配管64の前記
温度調節用自動弁68に連結している。而して，該サーモ
スタット74は上方開口72より放出される空気の温度を常
に監視しており，温度調節用自動弁68の開度を調節する
ことによって放出空気の温度を予め設定された温度に保
持している。

第６図はドライコイルユニット56を天井フレーム10に
載置した状態の断面拡大図である。ドライコイルユニッ
ト56は，その下縁部76を断面逆Ｔ字状を呈する天井フレ
ームのフランジ26の一端に載せることによって設置され
る。下縁部76と天井フレーム10との間にはネオプレンガ
スケット78が介在させられており，ドライコイルユニッ
ト56の自重によってシールされる。

フレームの小枠16の中，ファンフィルタユニット42或
いはドライコイルユニット56の何れをも載置しない部分
には，該小枠を塞ぐ大きさを有する盲板80を載置する。
この結果，フレームの全ての小枠にはファンフィルタユ
ニット42,ドライコイルユニット56或いは盲板80のいず
れかが装着されることになり，これによって新天井面が
形成される。

なお，ファンフィルタユニット42及び盲板80のフレー
ム10への設置方法は，前述したドライコイルユニット56
の設置方法と基本的に同じである。即ち，断面逆Ｔ字型
のフレームのフランジ26にネオプレンガスケット78を介
して夫々の下縁部を載せ，その自重によってシールが完
成するようにする。

フレーム上に設置するファンフィルタユニット42或い
はドライコイルユニット56の夫々の数は，クリーンルー
ム32に要求される室温及び空気清浄度によって決定され
る。即ち，特に高い清浄度の要求される高度清浄域（第
１図（Ｂ）ブロック）に対応するフレームの全ての小枠
にはファンフィルタユニット42を設置し，それらをフル
稼動させる。一方，それ程高い清浄度が必要とされない
非高度清浄域たる通路スペース（第１図（Ｃ）ブロッ
ク）に対応するフレームの小枠には少ない数のファンフ
ィルタユニットを設置し，残りの小枠には盲板を装着す
る。また，同じく非高度清浄域であり機械の保守点検等
に利用されるサービス域（第１図（Ａ）ブロック）は，
後述の如く空気還流通路としても利用され，対応フレー
ムの小枠に必要数のドライコイルユニット56を取付け，
必要数の盲板80若しくは，場合によってはファンフィル
タユニットも設置する。ここで，系内を循環する空気の
温度をより低くしたい場合には，ドライコイルユニット
56を余計に設置すると共に，前記温度調節用自動弁68に
よって冷却容量を増大させればよい。また，それ程低く
する必要がない場合には設置台数を少なくすると共に温
度調節用自動弁68の開度を調節すればよい。

次に，クリーンルームの空気の流れ方について第１図
の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）ブロックを中心に説明する。図示
の如く建物は前記新天井面及び新床面によってサプライ
プレナムたる上層空間，クリーンルームたる中層空間及
びユーティリティスペース（リターンプレナム）たる下
層空間の三層構造をなしており，また中層空間は縦方向
の仕切によって複数のブロックに区分されている。先
ず，（Ｂ）ブロック及び（Ｃ）ブロックの天井面に位置
するファンフィルタユニット42のファンを駆動させるこ
とによってサプライプレナム12内の空気がファンフィル
タユニットの空気吸込口52からファンフィルタユニット
42内へと吸い込まれて行き，高性能フィルタ48を通過す
ることによって清浄化される。該清浄化された空気はそ
のまま（Ｂ）ブロック或いは（Ｃ）ブロック内へと吹き
出され，空中を浮遊している塵芥等を補足して床面30ま
で落下する。床面30は前記の通り多数の通気孔が穿設さ
れているため，空気は補足した塵芥と共にユーティリテ
ィスペース（リターンプレナム）34内へ流れ込む。そし
てリターンプレナム34内の空気は前記ファンフィルタユ
ニットのファン50の吸込力によって床下側から（Ａ）ブ
ロック内へと流れ込む（そのさい図示の（Ｂ）及び
（Ｃ）ブロック内はファンフィルタユニットの空気の吐
出によって正圧に保たれているので床下側から空気が逆
流することはない。そして（Ａ）ブロックの天井面に設
置されたドライコイルユニット56を通過する際に所定の
温度に冷却され，再び（Ｂ）ブロック及び（Ｃ）ブロッ
ク上のファンフィルタユニット内に吸い込まれて行く。
以上の循環を繰り返すことによって，（Ｂ）（Ｃ）ブロ
ックの清浄度及び室温を維持することが出来る。尚，上
記（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の各ブロック間の仕切は，床面付
近に隙間を設けたパーティション84によって構成されて
いるので，（Ｂ）（Ｃ）ブロック内を下降して来た空気
の一部はその隙間から隣接ブロックの床下へと流れ込む
ことが出来，空気の円滑な流れを実現している。尚，リ
ータンプレナム34内の空気の一部，若しくは，稼働機械
近傍の汚染空気等は，排風ファン86によって建物外へと
排気されると共に，前述の如く空調機36によって外気が
空気調和された後にリターンプレナム内に補給される。
これによって系内の換気が実現される。

以上述べた実施例によれば，クリーンルーム全体の室
温を均一に保つことが出来るが，ある特定の作業領域に
ついて他の領域とは異なる室温設定が要求される場合に
は柔軟に対応出来ない。そこで，かかる要請に応えうえ
る他の実施例について以下に述べる。

先ず，第７図に示すように，連絡ボックス88をドライ
コイルユニット56の上部開口72を覆うように被せ，該連
絡ボックス88の空気送出筒90とファンフィルタユニット
の空気吸込口52とをフレキシブルダクト92にて密閉接続
する。連絡ボックス88とドライコイルユニットとの間に
は，適宜のシール手段が講じられている。

以上のように構成した結果，ドライコイルユニット56
を通過し冷却された空気はサプライプレナム12内に拡散
することなく直接に特定のファンフィルタユニット内に
流入するので，その冷却された温度を保ったままクリー
ンルーム内に放出される。また，他の領域よりも高い室
温を必要とする領域がある場合には，ドライコイルユニ
ットの温度調節用自動弁68の開度を絞って冷却水を供給
しないようにして（或いは供給量を減らして）温度の比
較的に高い空気をファンフィルタユニットに直接に供給
すればよい。何れにしても，本実施例によればある特定
のファンフィルタユニットにのみ特定温度の空気を供給
することが出来，その結果クリーンルームの中ある特定
の領域のみについて他の領域とは異なった室温条件とす
ることが可能となる。

第１図の（Ｄ）ブロック，（Ｅ）ブロック，（Ｆ）ブ
ロックに本実施例が表されている。すなわち，（Ｄ）及
び（Ｆ）の両ブロックはその作業の性質上，前述（Ｂ）
ブロックよりも低い室温が要求されると仮定した場合，
（Ｄ）ブロック及び（Ｆ）ブロックに対応するファンフ
ィルタユニットには前記フレキシブルダクト92及び連絡
ボックス88を介して直接にドライコイルユニット56に接
続させることにより，（Ｂ）（Ｃ）ブロックの室温或い
はサプライプレナム12内の温度に影響されることなく冷
却空気を効率的に（Ｄ）（Ｆ）ブロックに放出すること
が出来る。また（Ｄ）ブロックと（Ｆ）ブロックとの間
においても温度差を設ける必要がある場合には，夫々の
ファンフィルタユニットに供給される空気の冷却度を個
別に調整することによって簡単に実現出来る。

（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）ブロックにおける空気の流れ方を
説明すると，先ず（Ｄ）ブロック及び（Ｆ）ブロック上
のファンフィルタユニットを駆動することによりこれら
と連結されたドライコイルユニット内に，サービス域た
る（Ｅ）ブロック内の空気が流入し，ファンフィルタユ
ニット内へと吸引される。そこで清浄化された空気が
（Ｄ）ブロック及び（Ｆ）ブロックに吹き出され，空中
を浮遊する塵芥等を補足しつつ床面30を通過し，リター
ンプレナム34内へ流れ込む。そしてリターンプレナム34
の空気は床下側から（Ｅ）ブロック内へと流れ込む。そ
して，（Ｅ）ブロックの天井面に設置されたドライコイ
ルユニット56を通過する際に空気は所定の温度に冷却さ
れ，再び（Ｄ）ブロック或いは（Ｆ）ブロック上に設置
された特定のファンフィルタユニット内に吸い込まれて
行く。以上の循環を繰り返すことによって，（Ｄ）
（Ｆ）ブロックの清浄度は一定に保たれると共に，夫々
の室温も特定のレベルに維持することが出来る。

〔効果〕

本発明は，以上の如く上層空間を１つの閉鎖空間とす
ることによってサプライプレナムとしての役割を持た
せ，また中層空間と下層空間とを仕切る床面の全面に通
気性を持たせ，更に下層空間たるユーティリティスペー
スを中層空間のレイアウトの如何にかかわらず１つの解
放空間とすることによってリターンプレナムの役割をも
持たせたので，空気流を規制するためのダクト類やリタ
ーンシャフトを特に設置しなくても空気の循環が可能と
なり，その結果クリーンルームのレイアウト変更にも柔
軟に対処できる。また，冷却用のドライコイルをユニッ
ト化してフレーム上に載置するよう構成したため，その
設置及び移設が容易である。ドライコイルユニットの設
置個数を適宜調整できるので，クリーンルームで要求さ
れる室温設定の変更にも対処できる利点をも有する。更
に，ドライコイルユニットとファンフィルタユニットと
を連絡ボックス及びダクトを介して連結させることによ
って，クリーンルーム内の一部分を他の部分とは異なる
室温とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す説明簡略図であり，第２
図は天井フレームの平面図，第３図はフレームを形成す
るバーの一部拡大斜視図，第４図はファンフィルタユニ
ットの説明斜視図，第５図はドライコイルユニットの説
明斜視図，第６図はドライコイルユニットをフレームに
載置した状態を示す断面拡大図，第７図はドライコイル
ユニットに連絡ボックスを被覆しダクトを介してファン
フィルタユニットと接続した状態を示す説明斜視図，第
８図は従来のクリーンルームを示す説明簡略図である。 10……天井フレーム 12……上層空間（天井裏スペース，サプライプレナム） 16……小枠 32……中層空間（クリーンルーム） 34……下層空間（リターンプレナム，ユーティリティス
ペース） 42……ファンフィルタユニット 48……フィルタ 50……ファン 52……空気吸込口 56……ドライコイルユニット 80……盲板 84……パーティション（仕切） 88……連絡ボックス 90……空気送出筒 92……ダクト

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設建物内空間の天井付近に多数の小枠を
   有した天井フレームを天井裏スペースを残して水平方向
   に張り渡したうえ，該小枠にその開口面積を塞ぐ大きさ
   を有するファンフィルタユニットおよび盲板を着脱自在
   に装着して新天井面を形成し，該新天井面から所定の距
   離を隔てた下方に多孔床材を床下スペースを残して水平
   方向に張り渡すことによって新床面を形成し，以て該建
   物内空間を上層空間，中層空間および下層空間の三層構
   造とすると共に，上層空間（天井裏スペース）をサプラ
   イプレナム，中層空間をクリーンルーム，そして下層空
   間（床下スペース）をリターンプレナムとして利用する
   クリーンルーム構築システムであって， 前記上層空間は該ファンフィルタユニットのファンの駆
   動によって負圧が生ずる閉鎖空間からなるサプライプレ
   ナムに形成され， 前記中層空間は縦方向の仕切によって単または複数個の
   高度清浄域と単または複数個の非高度清浄域の少なくと
   も２つの領域に区分され，この高度清浄域の天井面には
   前記ファンフィルタユニットのみ或いはファンフィルタ
   ユニットと前記盲板とが各々適宜割合で装着されると共
   に，非高度清浄域の少なくとも１つの天井面には前記小
   枠の開口面積を塞ぐ大きさを有するドライコイルユニッ
   トが必要数装着され，以てこのドライコイルユニットが
   装着された非高度清浄域が該リターンプレナムから該サ
   プライプレナムに空気を還流するための空気還流通路と
   して併用され， 前記下層空間は作業員の通行可能な空間高さを有するユ
   ーティリティスペースに形成され， そして，かように構築された建物内空間に外気を処理し
   て得た調和空気が前記下層空間を通じて供給されると共
   にこの供給空気量に見合う排気が該空間から系外に排出
   され， 高度清浄域で発生する熱負荷を前記のドライコイルユニ
   ットで処理するようにしたクリーンルーム構築システ
   ム。
2. 【請求項２】前記ドライコイルユニットにはその空気送
   出側に連絡ボックスが装着されており，該連絡ボックス
   が前記ファンフィルタユニットの空気吸込口にダクトを
   介して接続されている請求項１に記載のクリーンルーム
   構築システム。