JP2627613C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、冷却コイルの小型化により床下空間の縮小化を図るとともに、送風
温度の均一化、送風機の省エネルギー化を図ったクリーンルーム構造に関する。 【従来の技術】 半導体工場、フィルム工場、液晶工場あるいは精密機械工場などでは、わずか
でも浮遊微粒子があると、製造中の製品に付着して製品不良を起こすために、工
場全体または作業室を必要に応じて清浄な状態とし、製品の品質と信頼性を高め
、 歩留りの向上に努めている。このような目的で清浄化された部屋をクリーンルー
ムといい、常に高度の清浄化状態に保たれている。 前記クリーンルームにおいては、空気を清浄な状態に保つために、たとえば天
井部分に高性能エアフィルターを配設するとともに、床面をグレーチング構造と
し、室外部分に循環用ファンユニットを設け、天井側の高性能フィルターを通し
て新鮮空気を室内に送り床から排出し、再び前記循環用ファンユニットにより高
性能エアフィルターに送って空気を循環させている。 空気循環方式には、大別すると、図２に示されるように、クリーンルームＣＲ
の天井面に高性能エアフィルター２、２…を配設するとともに、この天井裏空間
を仕切り、ダクトシャフト（ダクト空間）９の天井部分（仕切り部分）に中型送
風機１４を配設し、クリーンルームＣＲからグレーチング床４を抜けた空気の一
部を冷却コイル５を通すことにより顕熱を奪った後、ダクトシャフト９を上昇し
てくる空気を再び前記中型送風機１４によって前記天井裏空間に供給して空気を
循環させるようにしたファンモジュールユニット方式（以下、単にＦＭＵ方式と
いう。）と、図３に示されるように、一体のケーシング内に小型の送風機３と高
性能エアフィルター２とを内蔵したファンフィルターユニット１をクリーンルー
ムＣＲの天井部分に均一に配設し、この一体型送風機の押込み力により空気を循
環させるようにしたファンフィルターユニット方式（以下、単にＦＦＵ方式とい
う。）とがある。 この場合、冷却コイル５配設部においては、隣接してバイパス路８を設けると
ともに、このバイパス路８に風量調整ダンパ１３を設け、この風量調整ダンパ１
３の開口率を調節することにより冷却コイル５の通風量を調節するようになって
いる。 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前記クリーンルーム構造において、特にＦＦＵ方式の場合は、
ＨＥＰＡまたはＵＬＰＡフィルタなどの高性能エアフィルターの背面側に配設さ
れる小型送風機は、あまり大きな静圧を持つことができない。したがって、高性
能エアフィルターによって生じる所定の圧力損失を見込めば、必然的に冷却コイ
ルは圧力損失が小さくなるように設計せざるを得ないものとなり、その結果、冷 却コイルの容量を大きくしてできるだけ通風抵抗を少なくするなどの処置が採ら
れている。そのため、グレーチング下空間の設置スペースをその分余計に見込ま
なければならない、生産機器用の動力配管や局排ダクト等の貫通スペースを自由
に確保できないなどの問題が発生している。 また、冷却コイルを通過して冷却された冷風と、バイパス路を通過した温かい
風とがダクトシャフト内で完全に混合されずに、送風温度の不均一化を招くなど
の問題も発生している。 そこで、本発明の主たる課題は、冷却コイルの小型化によりグレーチング下空
間の縮小化を図るとともに、送風温度の均一化等を図ったクリーンルーム構造を
提供することにある。 【課題を解決するための手段】 前記課題を解決した本発明は、実質的に天井面全体をエアフィルター面とし、
床面を空気流通構造としてクリーンルームを構成するとともに、このクリーンル
ームの室外部分に前記床面を抜けた空気を導く空気循環用のダクト空間を形成し
、前記各エアフィルターの背面側に一体的に設けられた空気循環用ファンまたは
仕切られた天井裏空間に空気を押し込むために設けられた１または複数の空気循
環用ファンにより前記クリーンルームとダクト空間との間を空気が循環するよう
に構成したクリーンルーム構造において、 前記クリーンルーム室外の循環路の途中に顕熱負荷の処理を行う冷却コイルを
配設するとともに、この冷却コイルに隣接して前記床面を抜けた空気を前記空気
循環用のダクト空間に風量調整用ダンパを設けないで直接導く循環用空気のバイ
パス路を設け、 前記空気循環用ファンとは別に、前記冷却コイルの背面側に一体的にコイル用
ファンを設け、前記冷却コイルを通過した冷風は前記ダクト空間に臨むようにな
し、 室内顕熱負荷の変動に基づいて前記コイル用ファンを回転数制御を行うように構
成したことを特徴とするものである。 この場合、前記コイル用ファンの発生静圧を前記冷却コイルの通風抵抗とほぼ
同等とするようにすれば、前記空気循環用ファンの所要静圧として、エアフィ ルター、床グレーチングおよびダクトシャフトのみの通風抵抗を考慮すれば足り
るようになり、空気循環用ファンの動力を大幅に低減できるようになる。 【作用】 本発明においては、冷却コイルの背面側に、空気循環用ファンとは別にコイル
用ファンを設ける。したがって、ＦＦＵによる機外静圧による冷却コイル設計上
の制約が無くなり、冷却コイルを小型化することができる。すなわち、従来は冷
却コイル部の通風抵抗を見込んで空気循環用ファンの設計をしなければならず、
一方冷却コイルは空気循環用ファンへの負担をなるべく軽減するために通風抵抗
が小さくなるように形状の大きなものを選択しなければならなかったが、本発明
によってこれらの問題が一挙に解決されることになった。また、冷却コイルが小
型化されることによりグレーチング下空間を狭くできるとともに、各種のダクト
貫通スペースを自由に確保できるようになる。さらに、前記コイル用ファンによ
り吐出動圧が発生することにより、ダクトシャフト内でバイパス路を通過した温
風と冷却コイルを通過した冷風とが均一に混合されるため、送風温度の均一化を
図ることができる。 他方、ＦＦＵファンの設計に当り、従来であれば冷却コイルの通風抵抗分を見
込んで５〜１０mmAq 程度の静圧を発生させるＦＦＵファンが必要であったが、
本発明の適用によりＦＦＵファンの機外静圧の制約は、床グレーチングとダクト
シャフトとになるため、２〜３mmAq 程度の静圧発生能力のＦＦＵファンで十分
となり、ファンモータの出力低減により省エネルギー化を図ることもできる。 【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。 図１に示されるように、クリーンルームＣＲにおいては、室内の上方位置に格
子状に組まれた天井フレーム１１、１１…が設けられ、この天井フレーム１１、
１１…の各枠部に対して、ＨＥＰＡフィルターまたはＵＬＰＡフィルター等の高
性能エアフィルター２とファン３とが一体となったＦＦＵ（ファンフィルターユ
ニット）１、１…が設置されている。前記ＦＦＵ１に内蔵される空気循環用ファ
ン３としては、後述のように冷却コイル５にコイル用ファン６を設けた結果、空
気循環用ファン３の機外静圧としては、床グレーチング４とダクトシャフト９ とを考慮すればよく、従来であれば５〜１０mmAq の静圧を発生させる循環用フ
ァン３が必要であったが、本発明の場合には、前記循環用ファン３は発生静圧が
２〜３mmAq 程度のものを使用することができる。これにより、ファンモータの
出力低減による省エネルギー効果を見込むことができる。特に、ＦＦＵ方式のク
リーンルーム構造の場合には、ＦＦＵ１の設置台数が数百〜数千台におよぶため
、省エネルギー効果も高いものとなる。 一方、クリーンルームＣＲの床は、グレーチングフロア４となっており、前記
ＦＦＵ１から送られた空気が、このグレーチングフロア４を抜けて床下のリタン
プレナムエリア１２に流入するようになっている。なお、前記グレーチングフロ
ア４に代えてパンチングフロアとすることでもよい。 リタンプレナムエリア１２に達した空気は、その一部はリタンプレナムエリア
１２の側部に設けられた冷却コイル５により顕熱負荷が処理された後ダクトシャ
フト９に至り、残りの空気は冷却コイル５に隣接して設けられたバイパス路８を
通りダクトシャフト９に至るようになっている。本発明においては、前記冷却コ
イル５に対し、その背面側にコイル用ファン６が設けられている。このコイル用
ファン６の選定に当たっては、冷却コイル５の通風抵抗のみを考慮して選択する
ことができ、たとえば４〜６mmAq の静圧を発生することのできる小容量ファン
で十分である。またこの場合、前記コイル用ファン６に対して、インバータ回路
を設け、室内顕熱負荷の変動に追従できるように、すなわち冷却コイル５の通風
量とバイパス路８の通風量とのバランス調整ができるようにファンモータの回転
数制御を行うことが望ましい。この場合、前記回転数制御に代えて、コイル用フ
ァン６への給電切換えにより稼働ファンの台数を制御する運転台数制御により風
量バランスをとることもできる。前記コイル用ファン６は、図示のようにケーシ
ングにより冷却コイル５と一体的に設けられている。 他方、ダクトシャフト９の下方には、空調機７が設置され、外気を取り込み所
定の空気状態にした後、ダクトシャフト９内の上方に向けて吹き出すようになっ
ている。ダクトシャフト９内では、冷却コイル５を通過した冷風とバイパス路８
を通過した暖かい空気とさらに前記空調機７から吐出された調和空気とが前記コ
イル用ファン６による吐出動圧により、均一に混合され送風温度の均一化が図ら れる。 前記ダクトシャフト９を通り抜けた空気は、ＦＦＵ１の上方の天井チャンバ１
０に至り、再びＦＦＵ１に内蔵された空気循環用ファン３の押込み作用により高
性能エアフィルター２を通り清浄化された後、再びクリーンルームＣＲに供給さ
れる。 以上、本発明をＦＦＵ方式のクリーンルーム構造に対し適用した場合について
詳述したが、本発明はＦＭＵ方式のクリーンルーム構造に対しても全く同様に適
用することができる。 【発明の効果】 以上詳説のとおり、本発明によれば、冷却コイルの小型化により床下空間の縮
小化を図ることができる。また、設置したコイル用ファンの吐出動圧により送風
温度の均一化を図ること、および循環用ファンの小型化により省エネルギー化を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に係るクリーンルームの概略構造図である。 【図２】 従来のＦＭＵ方式クリーンルームの概略構造図である。 【図３】 従来のＦＦＵ方式クリーンルームの概略構造図である。 【符号の説明】 １…ＦＦＵ、２…高性能エアフィルター、３…空気循環用ファン、４…グレー
チングフロア、５…冷却コイル、６…コイル用ファン、７…空調機、８…バイパ
ス路、９…ダクトシャフト、１０…天井チャンバ、１１…天井フレーム、１２…
リタンプレナムエリア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】実質的に天井面全体をエアフィルター面とし、床面を空気流通構
   造としてクリーンルームを構成するとともに、このクリーンルームの室外部分に
   前記床面を抜けた空気を導く空気循環用のダクト空間を形成し、前記各エアフィ
   ルターの背面側に一体的に設けられた空気循環用ファンまたは仕切られた天井裏
   空間に空気を押し込むために設けられた１または複数の空気循環用ファンにより
   前記クリーンルームとダクト空間との間を空気が循環するように構成したクリー
   ンルーム構造において、 前記クリーンルーム室外の循環路の途中に顕熱負荷の処理を行う冷却コイルを
   配設するとともに、この冷却コイルに隣接して前記床面を抜けた空気を前記空気
   循環用のダクト空間に風量調整用ダンパを設けないで直接導く循環用空気のバイ
   パス路を設け、 前記空気循環用ファンとは別に、前記冷却コイルの背面側に一体的にコイル用
   ファンを設け、前記冷却コイルを通過した冷風は前記ダクト空間に臨むようにな
   し、 室内顕熱負荷の変動に基づいて前記コイル用ファンを回転数制御を行うように
   構成したことを特徴とするクリーンルーム構造。 【請求項２】前記コイル用ファンの発生静圧を前記冷却コイルの通風抵抗とほ
   ぼ同等とした請求項１記載のクリーンルーム構造。