JP4248657B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の製造工程、薬品，食品の製造工程、バイオテクノロジー関連の処理工程などに用いられるクリーンルームに循環空気を供給する空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、この種の空気調和装置は、クリーンルームの天井側に設置したファンフィルタユニットのフィルタで循環空気中の塵埃を捕捉除去することにより清浄域を高清浄度に保ち、また、温調器による循環空気の温度調整により清浄域を所望の温度状態に調整するものである。
【０００３】
図４は、その一例を示す。
クリーンルーム１は、建物の屋内に形成された清浄空間であって、天井部２に空気導入部３を形成し、多孔板などを敷設したフリーアクセスフロアから成る床部４に空気導出部５を形成している。
このクリーンルーム１の天井部２側には、天井空間６が形成されている。また、床部３側には、床下空間７が形成されている。
【０００４】
また、クリーンルーム１の天井部２側には、高性能エアフィルタ９と送風機１０とが一体になったファンフィルタユニット８が配置されている。ここで、高性能エアフィルタ９としては、例えば、ＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタや、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particle Air）フィルタがある。また、床下空間７の床下面と天井空間６の天井面との距離Ｌは、通常６〜７ｍである（１０ｍの場合もある）。
【０００５】
天井空間６と床下空間７は、通路１１を介して連絡している。
この通路１１には、空調熱負荷除去用の空調機１２が設置されている。空調機１２には、内部にドライコイル１３と送風機１４を配置し、下部に空気導入口１５を設けるとともに上部に空気導出口１６を設けている。
また、空調機１２は、適用される空気調和装置の規模によって、例えば、図５に示すように、必要数並べられる。
【０００６】
なお、図示しないが、空気調和装置には、外気を処理した空気（フレッシュ空気）が導入されるようになっている。
次に、このように構成された空気調和装置の作用を説明する。
空調機１２によって温調された清浄空気は、通路１１を介して、天井空間６へ導かれた後、ファンフィルタユニット８を通ってクリーンルーム１内に入る。
【０００７】
この際、清浄空気は、高性能エアフィルタ９によって塵埃などが除去される。クリーンルーム１内の清浄空気は、送風機１０によって、床部４の空気導出部５から床下空間７に押し出され、リターン空気Ｒとなって、空調機１２から供給される温調された清浄空気とともにファンフィルタユニット８に導入される。
このようにして、クリーンルーム１内は所定のクリーン度が維持される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の空気調和装置では、通常、空調機１２の送風機１４による吹出速度が７〜１０ｍ／ｓｅｃしかないため、空調機１２からの吹出冷風と、リターン空気Ｒとなった循環空気とが混合しないまま、天井空間６に導かれ、ファンフィルタユニット８によってクリーンルーム１内に導入される。
【０００９】
その結果、クリーンルーム１内で、温度ムラを生じるおそれがある。
また、空気の循環は、空調機１２の送風機１４とファンフィルタユニット８の送風機１０の動力によって行われているが、空調機１２の送風機１４による吹出速度が７〜１０ｍ／ｓｅｃしかないため、ファンフィルタユニット８の送風機１０の押し込み力を軽減することができなかった。
【００１０】
その結果、ファンフィルタユニット８の動力を多くする運転が必要となっている。
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、クリーンルーム内の温度ムラを抑制するとともにファンフィルタユニットの動力を低減することが可能な空気調和装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る空気調和装置は、天井部に空気導入部を形成するとともに床部に空気導出部を形成したクリーンルームと、このクリーンルームの天井部側に形成された天井空間と、前記クリーンルームの床部側に形成された床下空間と、前記クリーンルームの天井部側に配設されたファンフィルタユニットと、天井空間と床下空間とを連絡する通路と、この通路に空気導入口と空気導出口を介して連絡する空調機と、この空調機の空気導出口を介して前記クリーンルームと並行に前記通路内に配設されるとともに前記天井空間に向かって開口する複数のノズルを設けた清浄空気吹出器とを備え、前記空調機は、清浄空気吹出器に設けた複数のノズルから循環空気より高速の空気を噴き出すことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る空気調和装置は、請求項１記載の空気調和装置において、前記清浄空気吹出器の複数のノズルから循環空気が、１５〜２５ｍ／ｓｅｃで吹き出されることを特徴とする。
【００１３】
（作用）
請求項１、２に係る空気調和装置においては、清浄空気吹出器の複数のノズルから循環空気の流速より速い空調空気が吹き出されるので、この高速流によって通路内の循環空気が誘引され、通路において循環空気と空調空気とが混合される。
【００１４】
その結果、ファンフィルタユニットを介してクリーンルーム内に導かれる空気は、温度ムラが小さくなる。
また、効率よく誘引することによって、全体循環流の圧力損失を補償し、ファンフィルタユニットの動力を低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施形態により説明する。
【００１６】
図１ないし図３は、請求項１、２に係る空気調和装置の一実施形態を示す。
なお、本実施形態において、クリーンルーム、天井空間、床下空間およびファンフィルタユニットの構成は、図４に示す従来例を同様であるので、同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。
空調熱負荷除去用の空調機２０が、通路１１の外側空間（通常は、バックヤード、メンテナンスエリアなどと称される空間）４０に設けられている。
【００１７】
この空調機２０の空気導入口２１と空気導出口２２が、通路１１の壁面１１ａを介して連絡している。
空調機２０の空気導出口２２には、清浄空気吹出器２３が配設されており、この清浄空気吹出器２３は、通路１１内に位置する。
この清浄空気吹出器２３は、通路１１内において、クリーンルーム１と並行に配設されるとともに天井空間６に向かって開口する複数のノズル（本例では、５個）２６を設けている。
【００１８】
このノズル２６からは、１５〜２５ｍ／ｓｅｃ程度の速度で清浄空気を噴出できるようになっている。
空調機２０内には、従来と同様に、ドライコイル２４と送風機２５が配置されている。
次に、このように構成された本実施形態の作用を説明する。
【００１９】
空調機２０によって温調された清浄空気は、空気導入口２１から清浄空気吹出器２３へ導かれ、この清浄空気吹出器２３に設けられた５個のノズル２６から１５〜２５ｍ／ｓｅｃの速度で、天井空間６に向かって吹き出される。
この高速流の噴出により、通路１１内を流通しているリターン空気（循環空気）Ｒが誘引され、図１に示すように、天井空間６の近傍において、高速の清浄空気と循環空気とが攪拌混合され、循環空気と清浄空気との温度差が小さくされる。
【００２０】
その後、誘引により混合された空気は、通路１１を介して、天井空間６へ導かれた後、ファンフィルタユニット８を通ってクリーンルーム１内に入る。
この際、清浄空気は、高性能エアフィルタ９によって塵埃などが除去される。クリーンルーム１内の清浄空気は、送風機１０によって、床部４の空気導出部５から床下空間７に押し出され、リターン空気Ｒとなって、空調機１２から供給される温調された清浄空気とともにファンフィルタユニット８に導入される。
【００２１】
このようにして、クリーンルーム１内は所定のクリーン度が維持される。
以上のように、本実施形態によれば、通路１１において循環空気の流速より高速の清浄空気を清浄空気吹出器２３に設けられた５個のノズル２６から噴出し、循環空気を誘引し、攪拌混合するので、室内の温度ムラが小さくなり、クリーンルーム１内の温度を所定値に抑えることが可能となる。
【００２２】
また、循環空気を誘引により高速化するので、全体循環流の圧力損失を補うことが可能となり、ファンフィルタユニット８の動力を低減することが可能となる。
さらに、空調機２０が通路１１内に無いため、通路１１を小さくすることが可能となる。その結果、イニシャルコストの減少が可能となる。
また、空調機２０が通路１１内に無いため、通路１１側にクリーンルーム１を拡張することが可能となる。
【００２３】
さらに、ファンフィルタユニット８は、従来と同様であるから、ファンフィルタユニット８の特性を維持しながら、温度ムラの防止、ファンフィルタユニット８の動力軽減が可能となる。
なお、本実施形態において、ノズル２６から噴出される清浄空気の速度を、１５〜２５ｍ／ｓｅｃ程度としたのは、効率的な誘引を起こさせるためである。
【００２４】
ここで、下限値を１５ｍ／ｓｅｃとしたのは、通常の空調機の噴出速度が７〜１０ｍ／ｓｅｃであるから、この速度の約２倍程度の速度が無いと誘引効果が期待できないからである。
一方、上限値を２５ｍ／ｓｅｃとしたのは、ファンフィルタユニット８の上部と天井空間６の天井面との距離Ｌに基づいて求められた。
【００２５】
この距離Ｌは、通常６〜７ｍである（１０ｍの場合もある）。一方、誘引効果だけを発揮させる場合には、高速であることが望ましいことは自明である。ところが、２５ｍ／ｓｅｃを超える高速流になると、天井空間６の天井６ａからの跳ね返り量が多くなり、天井空間６内での乱れが起こり、ファンフィルタユニット８からの効率的な押し込み作用が円滑に行われないという不具合が発生する。
【００２６】
その結果、２５ｍ／ｓｅｃを超えると、ファンフィルタユニット８の特別な管理を必要とし、単純にファンフィルタユニット８の動力を低減することができなくなる。
また、本実施形態では、従来の空気調和装置と同様に、５個の空調機２０を設け、それぞれに清浄空気吹出器２３を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、クリーンルーム１の適用に応じて増減変更を適宜行うことが可能である。
【００２７】
さらに、清浄空気吹出器２３の高さは、誘引効果を考慮すると、通路１１の中間部当たりが望ましい。
また、ノズル２６は、丸形に限らず、スリット状でも良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１、２に係る空気調和装置によれば、清浄空気の誘引作用により、循環空気の温度ムラが抑えられる。
【００２９】
また、効率的な誘引により、全体循環流の圧力損失を補償し、ファンフィルタユニットの動力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１、２に係る空気調和装置の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】図１の要部を示す上面図である。
【図３】図１の空気調和装置の概念図である。
【図４】従来の空気調和装置を示す説明図である。
【図５】図４の空気調和装置の概念図である。
【符号の説明】
１ クリーンルーム
６ 天井空間
７ 床下空間
８ ファンフィルタユニット
９ 高性能フィルタ
１０ 送風機
１１ 通路
２０ 空調機
２１ 空気導入口
２２ 空気導出口
２３ 清浄空気吹出器
２６ ノズル

Claims (2)

1. 天井部に空気導入部を形成するとともに床部に空気導出部を形成したクリーンルームと、
   このクリーンルームの天井部側に形成された天井空間と、
   前記クリーンルームの床部側に形成された床下空間と、
   前記クリーンルームの天井部側に配設されたファンフィルタユニットと、
   天井空間と床下空間とを連絡する通路と、
   この通路に空気導入口と空気導出口を介して連絡する空調機と、
   この空調機の空気導出口を介して前記クリーンルームと並行に前記通路内に配設されるとともに前記天井空間に向かって開口する複数のノズルを設けた清浄空気吹出器とを備え、
   前記空調機は、清浄空気吹出器に設けた複数のノズルから循環空気より高速の空気を噴き出す
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１記載の空気調和装置において、
   前記清浄空気吹出器の複数のノズルから循環空気が、１５〜２５ｍ／ｓｅｃで吹き出される
   ことを特徴とする空気調和装置。

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