JP3224072B2 - 精密機器が設置された被空調室の空調システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空調システムに係り、特
に、半導体デバイスの製造や測定を行う精密機器が設置
された被空調室の空調を行う空調システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被空調室を所定温度に空調する空
調システムとしては、空調機から被空調室に冷気又は暖
気の空調空気を送風する空調機方式か、又は被空調室内
に輻射パネルを設置して冷熱又は暖熱を輻射して空調す
る輻射パネル方式のどちらかで対応していた。

【０００３】ところで、近年、高集積度の半導体デバイ
スが要求され、その製造装置や測定機器、例えばＴＥＭ
（透過型電子顕微鏡）等の精密機器はより高精度化して
おり、これらの高精度を必要とする精密機器は設置され
た被空調室内の気流や音圧等による微小な空気振動が精
密装置の精度を低下させてしまうという問題がある。こ
のような背景から、精密機器を設置する半導体製造工場
やその研究所等に適した空調システムの開発が強く要望
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空調機
方式の空調の場合は、被空調室の天井吹出口から吹き出
される空調空気の気流の圧力により生じる空気振動や、
空調機から被空調室への送風のためのファンの音圧がダ
クトを介して伝播されることにより生じる空気振動が前
記したＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）等の精密機器の精度
に悪影響を与えるという欠点がある。

【０００５】一方、輻射パネル方式の空調の場合は、室
内を所定温度まで空調（暖房又は冷房）するのに長時間
を要するという欠点がある。本発明は、このような事情
に鑑みてなされたもので、被空調室内に空気振動を発生
させない空調環境を形成でき、しかも被空調室を所定温
度に迅速に空調することができるので、精密機器を設置
した被空調室の空調に最適な空調システムを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、精密機器が設置された被空調室と、暖気又
は冷気の空調空気を調整する空調部と該空調部で調整さ
れた空調空気を前記被空調室に給気ダクトを介して送風
する送風部を有する空調機と、前記被空調室内に設置さ
れ内部に温水又は冷水を流すコイルを有し暖熱又は冷熱
を輻射する輻射パネルと、共通の熱源装置からの温水又
は冷水を前記空調機と輻射パネルのいずれか一方に循環
させることによって前記空調機での空調と前記輻射パネ
ルでの空調の切替を行う切替手段とを備え、前記被空調
室の空調立ち上げ時には前記空調機での空調を行い、次
いで前記輻射パネルでの空調に切替えた後に前記被空調
室に設置された精密機器を使用するようにされたことを
特徴とする。

【０００７】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記被空調室の空調立ち上げ時には前記空調機で所
定温度まで空調した後、前記切替手段によって前記空調
機での空調から前記輻射パネルでの空調に切替えた際
に、前記空調機の送風部を引き続き所定時間の間だけ単
独運転させることを特徴とする。

【０００８】

【作用】請求項１の発明によれば、被空調室を空調する
手段として、被空調室を所定温度に短時間で空調するこ
とのできる送風型の空調機と、被空調室に空調空気の気
流や送風ファンの音圧による空気振動を生じさせること
のない輻射型の輻射パネルとの両方を備え、切替手段で
使い分けできるようにした。そして、例えば、被空調室
の空調を行う場合、先ず空調機による空調で被空調室を
所定温度にし、被空調室が所定温度に達したら輻射パネ
ルでの空調に切り換える。これにより、被空調室を短時
間で所定温度にすることができ、その後は輻射パネルで
被空調室を所定温度に維持することで、被空調室に空気
振動のない空調環境を形成することができる。従って、
輻射パネルの空調に切り換えた後に被空調室内に設置さ
れた精密機器等を使用すれば、被空調室内に空気振動が
ない状態で精密機器を使用できるので、精密機器の精度
の低下を防止できる。

【０００９】また、請求項２の発明は空調機と輻射パネ
ルとの熱源装置を共通にして、切替手段で空調機と輻射
パネルとに供給する熱源を切り換える場合である。この
構成の場合、被空調室内の所定温度と被空調室外の温度
差が大きい時には、空調機から輻射パネルに切り換えた
時に、輻射パネルの空調効果が十分発揮されるまでに被
空調室の温度が被空調室外の外気の影響で変化すること
があり（例えば冷房空調の場合には所定温度より上昇し
てしまう）、被空調室が再び所定温度に復帰するまでに
時間がかかる。

【００１０】そこで、請求項２の発明によれば、空調機
から輻射パネルに切り換えた時に、空調機の送風部は停
止しないで引き続き所定時間の間だけ単独運転させるよ
うにした。これにより、送風部から被空調室に送られる
空気は、空調機やダクト等に残存する余熱（暖熱又は冷
熱）により、ある程度空調された空気となるので、輻射
パネルの空調効果が十分発揮されるまでの不十分を補う
ことができる。従って、空調機から輻射パネルに切り換
えた時の被空調室の温度変化を小さくすることができる
と共に、所定温度に短時間に復帰させることができる。

【００１１】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る空調シス
テムの好ましい実施例について詳説する。図１は本発明
に係る空調システムの全体構成の一例を説明する説明図
である。図１に示すように、半導体デバイスの製造や試
験等を行う精密機器１０が設置された被空調室１２の天
井面１４には、空調機１６からの空調空気を吹き出す多
数の吹出口１８、１８…が形成されると共に、天井裏に
は天井チャンバ２０が形成される。また、被空調室１２
の側壁下部には、被空調室１２の空気を空調機１６に還
気する吸込口２２が形成される。そして、空調機１６の
空調部１７で空調された冷気又は暖気の空調空気は給気
ファン１９により給気ダクト２４を介して天井チャンバ
２０内に供給され、天井面１４の吹出口１８から被空調
室１２内に吹き出される。また、被空調室１２内の空気
は吸込口２２から還気ダクト２６を介して還気ファン２
８により空調機１６に還気されると共に、この還気にお
いて一部の空気が排気口３０から外部に排出され、代わ
りに外気導入口３２から新鮮な外気が取り込まれる。

【００１２】また、空調機１６は、空調部１７と給気フ
ァン１９で構成されると共に、空調部１７には冷却コイ
ル１７Ａと加熱コイル１７Ｂが設けられる。また、熱源
装置３４から延びた給水配管３６は給水用三方弁３８を
介して冷却コイル１７Ａと加熱コイル１７Ｂに接続され
ると共に、熱源装置３４から延びた還水配管４０は還水
用三方弁４２を介して冷却コイル１７Ａと加熱コイル１
７Ｂに接続される。これにより、給水用三方弁３８と還
水用三方弁４２を切り換えることにより、熱源装置３４
で製造された冷水（冷房空調時）は冷却コイル１７Ａと
の間で循環し、温水（暖房空調時）は加熱コイル１７Ｂ
との間で循環する。

【００１３】また、被空調室１２内の対向する両側壁に
は、内部に冷水又は温水を流すコイルを有する輻射パネ
ル４４、４４が設けられる。そして、前記給水配管３６
の途中（熱源装置３４と給水用三方弁３８との間）から
分岐した輻射パネル用給水配管４６がコイル入口に接続
されると共に、コイル出口から延びた輻射パネル用還水
配管４８が前記還水配管４０の途中（熱源装置３４と還
水用三方弁４２との間）に連通される。尚、図１におけ
る一方の輻射パネル４４への輻射パネル用給水配管４６
と輻射パネル用還水配管４８は被空調室１２の壁内を通
って配設される。

【００１４】また、被空調室１２内には室内温度を検知
する温度検知センサ５０が設けられると共に、温度検知
センサ５０は信号ケーブルにより輻射パネル用還水配管
４８に設けられた温度調節弁５２に接続される。これに
より、熱源装置３４から輻射パネル４４に供給される冷
水又は温水の供給量を制御することにより輻射パネル４
４の温度調節を行うようになっている。また、給水配管
３６、還水配管４０、輻射パネル用給水配管４６及び輻
射パネル用還水配管４８には、それぞれ第１の切換弁５
４、第２の切換弁５６、第３の切換弁５８及び第４の切
換弁６０が設けられ、これらの切換弁５４、５６、５
８、６０は、それぞれの信号回線を介して被空調室１２
内に設けられた切換装置６２の弁切換えスイッチ６２Ａ
に接続される。また、弁切換えスイッチ６２Ａは「空調
機側と輻射パネル側」との切り換えを行えるようになっ
ており、弁切換えスイッチ６２Ａを「空調機側」に入れ
ると、第１の切換弁５４と第２の切換弁５６が開にな
り、第３の切換弁５８と第４の切換弁６０が閉になり、
熱源装置３４の冷水又は温水は空調機１６との間で循環
する。また、弁切換えスイッチ６２Ａを「輻射パネル
側」に入れると、第３の切換弁５８と第４の切換弁６０
が開になり、第１の切換弁５４と第２の切換弁５６が閉
になり、熱源装置３４の冷水又は温水は輻射パネル４４
との間で循環する。

【００１５】また、給気ファン１９と還気ファン２８
は、それぞれ信号回線を介して切換装置６２のファン切
換えスイッチ６２Ｂに接続される。また、ファン切換え
スイッチ６２Ｂは「空調機連動側と単独運転側」との切
り換えを行えるようになっており、ファン切換えスイッ
チ６２Ｂを「空調機連動側」に入れると、空調機１６の
運転と連動して作動する。また、ファン切換えスイッチ
６２Ｂを「単独運転側」に入れると、空調機１６が停止
しても給気ファン１９と還気ファン２８を単独で運転さ
せることができる。

【００１６】次に、上記の如く構成された空調システム
の実施例の作用について説明する。また、本実施例では
被空調室１２を冷房空調する場合で説明する。先ず、被
空調室１２の空調を開始する前に、給水用三方弁３８と
還水用三方弁４２を空調機１６の冷却コイル１７Ａ側に
セットしておく。そして、被空調室１２の空調立ち上げ
時には、切換装置６２の弁切換えスイッチ６２Ａを「空
調機側」に入れると共に、ファン切換えスイッチ６２Ｂ
を「空調機連動側」に入れる。これにより、空調機１６
に取り込まれる空気は、熱源装置３４と冷却コイル１７
Ａの間で循環する冷水により所定温度の空調空気に冷却
され、給気ファン１９により給気ダクト２４、天井チャ
ンバ２０を介して天井面１４の吹出口１８から被空調室
１２内に吹き出される。また、被空調室１２内の還気空
気は還気ファン２８により還気ダクト２６を介して空調
機１６に戻る。そして、この空調機１６での送風空調に
より、被空調室１２内を所定温度まで迅速に空調させ
る。

【００１７】しかしながら、空調機１６での送風空調の
場合、空調空気の気流の圧力により生じる空気振動や、
給気ファン１９や還気ファン２８の音圧が給気ダクト２
４や還気ダクト２６を介して伝わることにより生じる空
気振動が被空調室１２内に設定された精密機器１０の精
度に悪影響を与えるという問題がある。そこで、本発明
の空調システムでは、被空調室１２内が所定温度に到達
したら、切換装置６２の弁切換えスイッチ６２Ａを「輻
射パネル側」に入れる。この弁切換えスイッチ６２Ａの
切り換えにより、熱源装置３４の冷水は、空調機１６か
ら輻射パネル４４に流れるように切り換えられるので、
輻射パネル４４からの輻射熱により被空調室１２内は空
調される。従って、輻射パネル４４の空調に切り換えた
後に被空調室１２内に設置された精密機器１０を使用す
れば、被空調室１２内に空気振動がない状態で精密機器
１０を使用できるので、精密機器１０の精度の低下を防
止できる。

【００１８】しかし、本実施例のように熱源装置３４が
空調機１６と輻射パネル４４とで共通の場合、被空調室
１２内の所定温度と被空調室１２外の温度差が大きい時
には、空調機１６から輻射パネル４４に切り換えた時
に、輻射パネル４４の空調効果が十分発揮されるまでに
被空調室１２内の温度が被空調室１２外の外気の影響で
上昇してしまうと共に、被空調室１２が再び所定温度に
復帰するまでに時間がかかる。この場合には、切換装置
６２の弁切換えスイッチ６２Ａを「輻射パネル側」に入
れると共に、ファン切換えスイッチ６２Ｂを「単独運転
側」に入れる。即ち、空調機１６から輻射パネル４４に
切り換えた時に、給気ファン１９と還気ファン２８を停
止しないで引き続き所定時間の間だけ引き続き運転させ
るようにする。これにより、給気ファン１９により被空
調室１２に送られる空気は、空調機１６や給気ダクト２
４等に残存する冷熱により、ある程度冷却された空気と
なるので、輻射パネル４４の空調効果が十分発揮される
までの不足分を補うことができる。従って、空調機１６
から輻射パネル４４に切り換えた時の被空調室１２の温
度変化を小さくすることができると共に、所定温度に短
時間で復帰させることができる。

【００１９】図２は、冷房空調を行う場合の空調の立ち
上げ時において空調機１６から輻射パネル４４に切り換
えた時に、ファン切換えスイッチ６２Ｂを「単独運転
側」に入れた場合と、入れない場合とを比較した実験結
果の比較図である。図２に於いて曲線ａはファン切換え
スイッチ６２Ｂを「単独運転側」に入れた場合で、曲線
ｂは入れない場合である。また、縦軸は被空調室１２の
空調温度である所定温度に対する温度の変化を示し、横
軸は空調機１６から輻射パネル４４に切り換えた時に所
定温度に復帰するまでの時間を示している。

【００２０】この結果から明らかなように、空調機１６
から輻射パネル４４に切り換えた時に、ファン切換えス
イッチ６２Ｂを「単独運転側」に入れた場合（曲線ａ）
は、被空調室１２の室温が所定温度より約０．４°Ｃ
（図のＡ）上昇するが、０．５時間（図のＣ）で所定温
度まで復帰した。これに対し、ファン切換えスイッチ６
２Ｂを「単独運転側」に入れない場合（曲線ｂ）は、空
調機１６から輻射パネル４４に切り換えた時に、約２°
Ｃ（図のＢ）上昇し、所定温度に復帰するまでに約２時
間（図のＤ）を要した。

【００２１】このように、本発明の空調システムでは、
被空調室１２を空調する手段として、被空調室１２を所
定温度に短時間で空調することのできる送風型の空調機
１６と、被空調室１２内に気流や音圧による空気振動を
生じさせることのない輻射型の輻射パネル４４との両方
を備え、切替装置６２の弁切換えスイッチ６２Ａで使い
分けできるようにし、且つ給気ファン１９と還気ファン
２８とを単独運転させることができるようにした。これ
により、被空調室１２内を所定温度に迅速に到達させる
ことができると共に、被空調室１２内に空気振動のない
空調環境を形成することができる。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の空調シス
テムによれば、被空調室内を所定温度に迅速に到達させ
ることができると共に、被空調室内に空気振動のない空
調環境を形成することができる。これにより、輻射パネ
ルの空調に切り換えた後に被空調室内に設置された精密
機器を使用すれば、被空調室内に空気振動がない状態で
精密機器を使用できるので、精密機器の精度の低下を防
止できる。従って、本発明の空調システムは、精密機器
を設置した被空調室内の空調として極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空調システムの構成の一例を説明
する構成図

【図２】空調の立ち上げ時において空調機から輻射パネ
ルに切り換えた時に、ファン切換えスイッチを「単独運
転側」に入れた場合と、入れない場合とを比較した実験
結果の比較図

【符号の説明】

１０…精密機器 １２…被空調室 １６…空調機 １７Ａ…冷却コイル １７Ｂ…加熱コイル １８…吹出口 １９…給気ファン ２０…天井チャンバ ２２…吸気口 ２４…給気ダクト ２６…還気ダクト ２８…還気ファン ３４…熱源装置 ３６…給水配管 ４０…還水配管 ４４…輻射パネル ４６…輻射パネル用給水配管 ４８…輻射パネル用還水配管 ５０…温度検知センサ ５２…温度調節弁 ５４、５６、５８、６０…第１〜第４の切替弁 ６２Ａ…弁切替えスイッチ ６２Ｂ…ファン切替えスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 合議体 審判長 滝本 静雄 審判官 櫻井 康平 審判官 長浜 義憲 (56)参考文献 特開 平４−189982（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−280341（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 11/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】精密機器が設置された被空調室と、暖気又
   は冷気の空調空気を調整する空調部と該空調部で調整さ
   れた空調空気を前記被空調室に給気ダクトを介して送風
   する送風部を有する空調機と、前記被空調室内に設置さ
   れ内部に温水又は冷水を流すコイルを有し暖熱又は冷熱
   を輻射する輻射パネルと、共通の熱源装置からの温水又
   は冷水を前記空調機と輻射パネルのいずれか一方に循環
   させることによって前記空調機での空調と前記輻射パネ
   ルでの空調の切替を行う切替手段とを備え、前記被空調
   室の空調立ち上げ時には前記空調機での空調を行い、次
   いで前記輻射パネルでの空調に切替えた後に前記被空調
   室に設置された精密機器を使用するようにされたことを
   特徴とする精密機器が設置された被空調室の空調システ
   ム。
2. 【請求項２】前記被空調室の空調立ち上げ時には前記空
   調機で所定温度まで空調した後、前記切替手段によって
   前記空調機での空調から前記輻射パネルでの空調に切替
   えた際に、前記空調機の送風部を引き続き所定時間の間
   だけ単独運転させることを特徴とする請求項１に記載の
   精密機器が設置された被空調室の空調システム。