JP3855194B2

JP3855194B2 - クリーンルームの空調システム

Info

Publication number: JP3855194B2
Application number: JP2002128985A
Authority: JP
Inventors: 猛関口; 茂和露木
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003322375A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルームの空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルームの空調システムの一従来例を図５に示す。これは、半導体や液晶等の製造工場におけるクリーンルーム１に適用したもので、クリーンルーム１の床面２をグレーティングにより形成して床下部に補機スペースを兼ねる床下チャンバ３を設け、天井部には天井チャンバ４を設けて天井面５には送風機とフィルタとを一体としたファンフィルタユニット（ＦＦＵ）６を設置し、周壁部には床下チャンバ３と天井チャンバ４とを連絡するウォールシャフト７を設けて、それら床下チャンバ３、ウォールシャフト７、天井チャンバ４により室内空気が循環する一連の循環経路を形成したものである。そして、その循環経路の途中に室内負荷処理用の空調機８を設け、その空調機８により室内空気を処理しつつ循環させるようにしている。空調機８は室内顕熱負荷を処理するためのドライコイルを備えたもので、通常は図示例のように床下チャンバ３とウォールシャフト７と接続部に設置され、この空調機８により室内空気を床面２から還気ＲＡとして床下チャンバ３に吸い込み、空調機８により処理した給気ＳＡをウォールシャフト７を通して天井チャンバ４に供給し、ＦＦＵ６により給気ＳＡを天井チャンバ４からクリーンルーム１内に下向きに吹き出すようになっている。
【０００３】
また、この種のクリーンルームでは室内加圧することから、外気処理用の空調機である外調機１０を機械室１１に設置し、外気取入口１２からダクト１３を通して取り入れた新鮮な外気ＯＡを外調機１０により処理し、ダクト１４を通して吹出口１５から天井チャンバ４内に供給し、天井チャンバ４内において空調機８からの給気ＳＡと混合してＦＦＵ６により室内に吹き出し、図示しない排気ファン等により加圧相当分を残して室内空気を排気するようにしている。なお、図示例のものは外調機１０を設置するための機械室１１を２階（クリーンルーム１の床面２が設けられている階）に設け、その下階にはユーティリティおよび居室等の諸室１６を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のクリーンルームを計画するに当たっては、経済性の点から充分な省スペースと省コストが要求されるが、上記従来の空調システムでは外調機１０を設置するための機械室１１を必要とするのでそのために少なからぬスペースを確保しなければならず、また外調機１０により処理した外気ＯＡをクリーンルーム１内全体に偏りなく供給するために、天井チャンバ４内に外気導入のためのダクト１４を敷設し吹出口１５を設ける必要があるのでそのための工事が必要であり、その点において省スペース、省コストを図るうえでの障害となっている。
【０００５】
また、この種のクリーンルームでは製造設備の更新や変更に対して空調システムが柔軟かつ幅広く対応できるものであることも望まれるが、上記従来の空調システムではたとえば外気導入量を大きく増大させるような変更には対処できず、その場合にはシステム全体に対する大がかりな改修工事を必要とするものであった。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明はクリーンルームに適用して好適な空調システム、特に外気処理をより合理的に行い得る空調システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、クリーンルームの床下部、周壁部、天井部にそれぞれ床下チャンバ、ウォールシャフト、天井チャンバを設けて、それら床下チャンバ、ウォールシャフト、天井チャンバにより室内空気を循環させる一連の循環経路を形成し、その循環経路の途中に設けた空調機により室内負荷を処理しつつ室内空気を循環させるとともに、外調機により所要量の外気を取り入れて外気負荷を処理して室内に供給する構成のクリーンルームの空調システムにおいて、前記外調機を、前記ウォールシャフトを形成するための外壁を兼用する外装パネルと、前記ウォールシャフトとクリーンルームとを区画するための内装壁を兼用する内装パネルとを有し、それら外装パネルと内装パネルとの間に送風機、冷却・加熱コイル、フィルタ等の外気処理のための各種のコンポーネントを任意に組み合わせて組込可能なユニットとして構成し、前記外調機としてのユニットを外部に面する位置に設置することにより該ユニット自体により前記ウォールシャフトの一部を構成して、外部より外気を該ユニットに直接的に取り入れて処理するとともに処理した外気を該ユニットからウォールシャフトに直接的に供給するように構成してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明のクリーンルームの空調システムにおいて、室内負荷を処理するための空調機を、外調機と共通規格のユニットとして構成してなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図４を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態の空調システムは、図５に示したものと同様に半導体や液晶等の製造工場におけるクリーンルーム１を対象とするもので、図１に示すように従来のシステムと同様に床下チャンバ３、ウォールシャフト７、天井チャンバ４とによって一連の循環経路を形成し、室内負荷処理用の空調機２０により室内負荷を処理しつつその空調機２０および天井面５に設けたＦＦＵ６により室内空気を循環させることを基本とするものであるが、本実施形態の空調システムでは、室内負荷処理用の空調機２０をユニット化してウォールシャフト７内に設置するとともに、外気処理用の外調機２１も同じくユニット化してウォールシャフト７内に設置したものとなっている。
【００１２】
本実施形態のシステムにおいてウォールシャフト７内に設置する空調機２０および外調機２１は、共通の規格で組み立てられる同一形状、同一寸法のユニットＵとして構成されたものであって、これらのユニットＵを外周部に並べて設置することでそれらユニットＵ自体によりウォールシャフト７の一部が構成されるものとなっている。すなわち図２に示すように、空調機２０および外調機２１としてのユニットＵを外周柱２５と２階の床梁である外周梁２６（図示例のものでは逆梁とされている）とにより囲まれる空間内に設置すると、それぞれのユニットＵの外装パネル２７がそのままクリーンルーム１の外壁を兼用し、内装パネル２８はウォールシャフト７とクリーンルーム１とを区画する内装壁を兼用するものとなり、したがって外周柱２５の内外につなぎパネル２９を取り付けることのみでウォールシャフト７の１階部分（床下チャンバ３に面する部分）が形成され、それらユニットＵ自体がウォールシャフト７の一部を形成するものとなっている。
【００１３】
そして、上記の空調機２０および外調機２１を構成している各ユニットＵは、それぞれに必要なコンポーネントを任意に組み合わせて構成されるものである。すなわち、本実施形態における室内負荷処理用の空調機２０は、図２および図３に示すように、送風機が付設されたドライコイル３０を備えた２台のドライコイルコンポーネント３１と、ウォールシャフト７内を貫通する配管３２やダクト３３を通すための２台の貫通用コンポーネント３４から構成されたもので、図３に示すように、ドライコイルコンポーネント３１の底面（貫通用コンポーネント３４の上面）から還気ＲＡを吸い込み、ドライコイル３０により室内顕熱負荷を処理して給気ＳＡとしてウォールシャフト７内に上向きに吹き出すように構成されている。
【００１４】
また、本実施形態における外気負荷処理用の外調機２１は、図２および図４に示すように、上記の空調機２０における２台のドライコイルコンポーネント３１のうちの１台を外気取入コンポーネント４１に置き換え、かつ、コイルコンポーネント４２と、加湿・フィルタコンポーネント４３を組み込んだものである。外気取入コンポーネント４１は外気取入口４４および外気取入用の送風機４５を備え、必要に応じて外気取入口４４の内側にフィルタを取付可能なものである。コイルコンポーネント４２は外気負荷処理用の加熱コイル４６および冷却コイル４７を備えたもの、加湿・フィルタコンポーネント４３は加湿機４８およびフィルタ４９を備えたものであり、それら各コンポーネントを図示のように組み合わせることで、外気取入口４４から取り入れた外気ＯＡを矢印で示すように各コンポーネント間を通して所望の外気処理を行い、かつドライコイルコンポーネント３１により室内負荷処理をも併せて行い、それら処理した外気ＯＡと給気ＳＡとを混合してウォールシャフト７の上方に向けて供給するように構成されている。
【００１５】
上記の空調機２０および外調機２１としてのユニットＵは、クリーンルーム１の仕様に基づきこれら空調機２０や外調機２１に要求される処理能力、性能に応じて、各コンポーネントの能力や性能、それらコンポーネントの組み合わせを自由に選択できるものである。たとえば、外調機２１における加湿・フィルタコンポーネント４３としては、外気の清浄度に応じて中性能フィルタやＨＥＰＡフィルタを選択して用いれば良く、必要に応じてプレフィルタや各種のケミカル物質を除去するためのフィルタを併用すれば良い。また、不要なコンポーネントは省略すれば良く、たとえば上記の外調機２１におけるドライコイルコンポーネント３１を省略して外気処理専用としても良いし、配管３２やダクト３３の貫通を想定する必要がなければ貫通用コンポーネント３４を省略して良い。ただし、いずれにしても、これらユニットＵの外装パネル２７および内装パネル２８が外壁および内装壁を兼用できるように、また必要に応じてこれらの設置位置を自由に変更できるように、いずれのユニットＵも少なくとも外形寸法は統一しておくこととする。
【００１６】
なお、上記のユニットＵの形態としては、ユニットＵ全体の骨格となるフレームを組んでおき、そのフレーム内の所定位置に所定のコンポーネントを組み込み、フレームの内外に内装パネル２８および外装パネル２７を取り付ける構成のものが好適に採用可能である。あるいは、各コンポーネントをそれぞれ独立したケーシングを有するものとしておいて、それらコンポーネントを左右に並べかつ上下に積み重ねてケーシングどうしを連結することでユニットＵを構成することも考えられる。
【００１７】
本実施形態の空調システムによれば、外調機２１をウォールシャフト７内に設置したので、図５に示したように従来においては外調機１０を設置するために必要であった機械室１１が不要となり、そのスペースを居室等の諸室１６等として有効利用することが可能となり、充分に省スペースを図ることができ、スペース効率に優れるものである。また、クリーンルーム１内の製造設備を変更、更新するような場合において外気導入量を大きく増減させる必要が生じた場合には、外調機２１の設置台数を増減することのみで柔軟にかつ幅広く対応することが可能であり、従来のシステムに較べ遙かにフレキシビリティに優れるものである。
【００１８】
また、外調機２１をウォールシャフト７内に設置して、外気ＯＡを外気取入口４４から直接的に取り入れ、かつ処理した外気ＯＡをウォールシャフト７に直接的に供給するようにしたので、従来においては必要であった外気導入用のダクト１３，１４、吹出口１５を一切不要とでき、その分、省コストを実現することができる。なお、外気供給用のダクト１４および吹出口１５を省略しても、外調機２１からウォールシャフト７に供給した外気ＯＡはウォールシャフト７内において空調機２０からの給気ＳＡに速やかにかつ確実に混合されてしまうし、しかも本実施形態では４台の外調機２１をクリーンルーム１の四隅部に分散配置していることから、各外調機２１からの外気ＯＡは給気ＳＡとともにクリーンルーム１全体に自ずと行き渡り、外気分布が偏ってしまう懸念はない。
【００１９】
そして、本実施形態では、各種のコンポーネントを任意に組み合わせるユニットＵの形態の外調機２１を採用したので、コンポーネントの選択と組み合わせを変更することで様々な仕様や規模のクリーンルームに適用可能であるし、製造設備の更新や変更に応じて必要なコンポーネントのみを変更したり、増設あるいは取り外すことで、柔軟にかつ幅広く対処することが可能である。しかも、本実施形態では室内負荷処理用の空調機２０も外調機２１と共通規格のユニットＵとしたので、コンポーネントの変更のみで空調機２０を外調機２１に変更できるし、その逆も可能であり、したがってよりフレキシビリティに優れるものである。さらに、各コンポーネントの共通化や施工の簡略化によるコスト削減、工期短縮を図ることができ、設計も合理化することができる利点がある。
【００２０】
しかも、外調機２１および空調機２０としてのユニットＵの外装パネル２７を外壁を兼ねるものとし、内装パネル２８を内装壁を兼ねるものとしたので、ウォールシャフト７を形成するための躯体工事を軽減できるし、外調機２１や空調機２０に対する保守点検作業は外装パネル２７を取り外すことで外部から行うことも可能であり、保守性にも優れるものである。また、仮にユニットＵ全体を撤去する必要が生じた際には、ユニットＵ全体をそのまま外部に引き出して撤去することが可能であるし、新たなユニットＵを設置する際にはそのユニットＵを外部からそのまま設置することが可能であるから、クリーンルーム１内での作業を必要最小限とすることができる。
【００２１】
なお、上記実施形態はあくまで一例であって、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、外調機としてのユニットを外部に面する位置に設置してそのユニット自体でウォールシャフトの一部を構成するとともに、外気をダクトレスで取り入れかつ供給することを基本とする限りにおいて適宜の設計的な変更が可能であるし、様々な仕様、規模、用途、形態のクリーンルームを対象として広く適用可能であることは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明の空調システムは、クリーンルーム内における室内空気の循環経路であるウォールシャフトを外壁に面する位置に設け、その内部に外調機を設置して外気を直接的に取り入れ、かつ処理した外気をウォールシャフト内に直接的に供給するので、外調機を設置するための格別の機械室スペースを必要とせず、また外気供給用のダクトを無くすことができ、したがってスペース効率、フレキシビリティに優れ、コスト削減を図ることができ、クリーンルームに適用する空調システムとして最適である。
【００２３】
また、外調機を各種のコンポーネントを任意に組み合わせて組込可能なユニットとして構成するので、最適なコンポーネントを選択して組み合わせることで様々な仕様、規模のクリーンルームに対応できるし、製造設備の更新や変更に応じて必要なコンポーネントのみを変更したり増設あるいは取り外すことで柔軟にかつ幅広く対処することが可能であってフレキシビリティに優れるものであり、各コンポーネントの共通化や施工の簡略化によるコスト削減、工期短縮を図ることができ、設計も合理化することができる。
【００２４】
しかも、外調機としてのユニットにおける外装パネルがウォールシャフトを形成する外壁を兼用し、内装パネルがウォールシャフトとクリーンルームとを区画するための内装壁を兼用するので、そのユニットを外部に面する位置に設置することのみでウォールシャフトの一部を構成でき、したがってウォールシャフトを形成するための躯体工事を軽減できるし、外調機の設置作業や撤去作業を外部からの作業で行うことが可能であり、また外装パネルを取り外すことで保守点検作業を外部から行うことも可能であって保守性にも優れる。
【００２５】
請求項２の発明は、室内負荷を処理するための空調機を外調機と共通規格のユニットとして構成するので、コンポーネントの変更のみで空調機を外調機に変更できるし、その逆も可能であり、したがってよりフレキシビリティに優れ、各コンポーネントの共通化や施工の簡略化によるコスト削減、工期短縮を図ることができ、設計も合理化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である空調システムの概要を示す図である。
【図２】同、ウォールシャフトへの空調機および外調機の設置状況を示す図である。
【図３】同、室内負荷処理用の空調機の概要を示す図である。
【図４】同、外気負荷処理用の外調機の概要を示す図である。
【図５】従来の空調システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
１クリーンルーム
３床下チャンバ
４天井チャンバ
６ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）
７ウォールシャフト
２０空調機
２１外調機
Ｕユニット（外調機および空調機）
２７外装パネル（外壁）
２８内装パネル（内装壁）
３０ドライコイル
３１ドライコイルコンポーネント
３４貫通用コンポーネント
４１外気取入コンポーネント
４２コイルコンポーネント
４３加湿・フィルタコンポーネント
４４外気取入口
４５送風機
４６加熱コイル
４７冷却コイル
４８加湿機
４９フィルタ

Claims

クリーンルームの床下部、周壁部、天井部にそれぞれ床下チャンバ、ウォールシャフト、天井チャンバを設けて、それら床下チャンバ、ウォールシャフト、天井チャンバにより室内空気を循環させる一連の循環経路を形成し、その循環経路の途中に設けた空調機により室内負荷を処理しつつ室内空気を循環させるとともに、外調機により所要量の外気を取り入れて外気負荷を処理して室内に供給する構成のクリーンルームの空調システムにおいて、
前記外調機を、前記ウォールシャフトを形成するための外壁を兼用する外装パネルと、前記ウォールシャフトとクリーンルームとを区画するための内装壁を兼用する内装パネルとを有し、それら外装パネルと内装パネルとの間に送風機、冷却・加熱コイル、フィルタ等の外気処理のための各種のコンポーネントを任意に組み合わせて組込可能なユニットとして構成し、
前記外調機としてのユニットを外部に面する位置に設置することにより該ユニット自体により前記ウォールシャフトの一部を構成して、外部より外気を該ユニットに直接的に取り入れて処理するとともに処理した外気を該ユニットからウォールシャフトに直接的に供給するように構成してなることを特徴とするクリーンルームの空調システム。
室内負荷を処理するための空調機を、外調機と共通規格のユニットとして構成してなることを特徴とする請求項１記載のクリーンルームの空調システム。