JP4275969B2 - 乱流式クリーンルーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換装置（ＦＣＵ）と空気清浄装置（ＦＦＵ）とにより室内の空気の熱処理および清浄処理を適宜行えるようにした乱流式クリーンルームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来のクリーンルームを示す側面断面図である。図９に示すように、従来のクリーンルームは、室内２０に対し、リターン用ダクト２１で接続した吸込み口２１ａと、別の供給用ダクト２２で接続した吹出し口２２ａとを配置した循環空調系を構成してある。これにより、例えば、清浄度クラス６（ＪＩＳＢ９９２０のクリーンルームの空気清浄度の評価方法による）の室内２０の空気清浄および熱処理を行う。また、吹出し口２２ａには、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが設置してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクリーンルームでは、リターン用ダクト２１が不図示の熱処理装置および空気清浄装置に接続され、且つ、各装置の吹出し側が別の循環供給用ダクト２２に接続されている。このため、清浄処理に必要な空調機風量と熱処理に必要な空調機風量とに違いが発生すると、各風量を合わせるために大きい方の風量で空調機のファン容量、ダクトサイズ、ＨＥＰＡフィルタ数を決定する必要があるので無駄がある。すなわち、従来のクリーンルームでは、イニシャルコストが高くなると共に運転時のコストが嵩んでしまう。
【０００４】
また、上記循環空調方式を採用した場合では、ダクト２１，２２のスペースが大きく必要となり階高の設定が高くなってしまう。従来の方式では、天井内空気は汚染されており、ダクト２１，２２などからの漏出空気があると、天井内が加圧され汚染空気がクリーンルーム側へ漏出するために、天井を貼り目地をシールする必要がある。すなわち、従来のクリーンルームでは、階高が高く、且つ、天井が必要なので建築時のコストが嵩んでしまう。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、低コストで室内の空気の清浄処理および熱処理を無駄なくスペース効率良く行うことができる乱流式クリーンルー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】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る乱流式クリーンルームは、下方から空気を吸い込んで冷暖房負荷を処理した空気を側方から吹出す熱交換装置と、上方から空気を吸い込んで清浄処理した空気を下方から吹出す空気清浄装置とを備え、前記熱交換装置を天井を貼らない状態の室内の上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記室内上部において前記熱交換装置の側方下部に配置し、前記熱交換装置から吹出された空気を前記空気清浄装置内に取り込み、前記空気清浄装置で清浄処理して前記室内の下方に向けて吹き出し、前記室内を循環した空気を前記熱交換装置に取り込んで冷暖房負荷を処理するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、室内において熱交換装置が熱処理した空気を空気清浄装置により清浄処理するので無駄な風量を生じさせることがなく運転コストが低減できる。また、熱交換装置および空気清浄装置を共に同室内に配置しているのでダクトが不要となる。すなわち、スペース効率がよく、且つ、ダクト工事及び天井工事にかかる建築コストが低減でき、ダクト工事、天井工事を不要とするため施工期間を短くすることが可能である。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１において、前記空気清浄装置の空気の吸込み量を前記熱交換装置の空気の吹出し量よりも大きく設定したことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、熱交換装置の吹出した空気を空気清浄装置で適宜吸込むので、高い清浄度の性能が確保できる。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１において、前記熱交換装置の空気の吹出し量を前記空気清浄装置の空気の吸込み量よりも大きく設定したことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、高い熱処理の性能が得られる。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１〜３の何れか１つにおいて前記空気清浄装置の吹出し口に拡散部材を設けたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、空気清浄装置と床面との高さに応じて吹出す空気の風速を抑えたり、フィルタ面積より広い面積に清浄空気が行きわたるように気流分布を調整することができる。また、空気清浄装置の吹出し口にあるフィルタの表面を保護することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１〜４の何れか一つにおいて、前記熱交換装置の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、空気清浄装置の位置に応じて熱交換装置の吸込む空気や吹出す空気の風速を抑えたり、気流分布を調整することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項６に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１〜５の何れか一つにおいて、前記空気清浄装置の吸込み口の周囲に風捕集板を設けたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、熱交換装置からの空気の略全量を無駄なく吸込むことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る乱流式クリーンルームの実施の形態を説明する。図１は本発明の乱流式クリーンルームを示す側面断面図である。
【００２１】
なお、図１は上下２階のクリーンルームを示している。上階の中央および下階に本実施の形態の乱流式クリーンルームがある。本実施の形態での乱流式クリーンルームは、清浄度クラス６〜１０の処理を行う。なお、上階における本実施の形態の乱流式クリーンルームの両側には、清浄度クラス４の処理を行う整流式クリーンルームが配置してある。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態における乱流式クリーンルームは、室内１の上部に配置された熱交換装置２と空気清浄装置３とを備えている。熱交換装置２は、ＦＣＵ（Fan Coil Unit）であり室内１の空気を吸込んで冷暖房負荷を熱処理（熱除去）した空気を室内１に吹出す。空気清浄装置３は、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）であり室内１の空気を吸込んで清浄処理した空気を室内１に吹出す。また、空気清浄装置３の吹出し口には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが設けてある。
【００２３】
空気清浄装置３は、熱交換装置２が吹出した空気を吸込むように配置してある。空気清浄装置３が吹出した空気は、室内１の下部の床面４に到達した後、室内１の上部に向けて対流する。熱交換装置２は、空気清浄装置３が吹出して室内１の上部に対流した空気を吸込んで、処理した空気を空気清浄装置３に向けて吹出す。このように、熱交換装置２で処理された空気を空気清浄装置３で処理し、２つの処理が行われた空気が室内１に吹出されるとともに室内１を循環する。
【００２４】
なお、本実施の形態では、熱交換装置２が吹出す処理後の空気の風速は、熱交換装置２の吸込み口へ短絡せず、且つ、空気清浄装置３の吸込み口へ十分に吸込まれる風速とする。例えば１〜２ｍ／ｓｅｃとしている。また、空気清浄装置３が吹出す処理後の空気の風速を、例えば０．３〜１．０ｍ／ｓｅｃとしている。
【００２５】
室内１に２つの処理が行われた空気を適宜循環させるため、熱交換装置２と空気清浄装置３とを以下のように配置してある。図２（ａ），（ｂ）乃至図５（ａ），（ｂ）は熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す図である。
【００２６】
まず、図２（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００２７】
また、図２（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数（４つ）の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１に対して斜め４方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図２（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してある。これにより、空気清浄装置３が室内１の奥行き方向および幅方向に並列して配置される。
【００２８】
次に、図３（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００２９】
また、図３（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数（４つ）の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１の奥行きおよび幅方向の４方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図３（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してある。これにより、空気清浄装置３が室内１の所望の箇所に集約して配置される。
【００３０】
次に、図４（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００３１】
また、図４（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１に対して斜め４方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図４（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してあるとともに、各熱交換装置２の中央部分にさらに熱交換装置２が配置してある。そして、中央部分の熱交換装置２は、他の２つの熱交換装置２が対応する２つの空気清浄装置３の方向に処理後の空気を重複して吹出す。このため、図４（ａ）に示すように、中央部分に配置した熱交換装置２が吹出す処理後の空気の一部は、空気清浄装置３を介さず室内１に循環する。これにより、空気清浄装置３が室内１の奥行き方向および幅方向に並列して配置され、且つ、図２（ｂ）および図３（ｂ）の配置と比較して室内１の中央部分での熱交換装置２がなす処理能力が向上する。また、室内の清浄度は空気清浄装置３により確保可能とする。
【００３２】
次に、図５（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００３３】
また、図５（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１に対して斜め４方および幅方向２方の計６方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の斜め４方の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図５（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してあるとともに、各熱交換装置２の中央部分にさらに熱交換装置２が配置してある。そして、中央部分の熱交換装置２は、他の２つの熱交換装置２が対応する２つの空気清浄装置３の方向（室内１の斜め方向）に処理後の空気を重複して吹出すとともに、空気清浄装置３の無い室内１の幅方向に処理後の空気を吹出す。このため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、中央部分に配置した熱交換装置２が吹出す処理後の空気の一部、および各熱交換装置２が室内１の幅方向に吹出す処理後の空気は、空気清浄装置３を介さず室内１に循環する。これにより、空気清浄装置３が室内１の奥行き方向および幅方向に並列して配置され、且つ、図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４（ｂ）の配置と比較して室内１の全体で熱交換装置２がなす処理能力が向上する。
【００３４】
上記のような配置にかかり、図１および図６に示すように、空気清浄装置３を装置５近傍に設置することが好ましく、装置５周りの清浄度を確実に確保することが可能である。なお、装置５としては、清浄度クラス６〜７のクリーンルームで好適とされる、例えば撮像管の試作、ＶＴＲヘッドなどの微細加工および精密測定などに用いられる装置が設置できる。また、空気清浄装置３の数を局所的に増せば局所的に清浄度を向上することが可能である。なお、図１および図６において、破線部分は、空気清浄装置３の処理後の空気が吹出される範囲を示す。また、図６は図２（ｂ）での配置を参照したものである。
【００３５】
したがって、本実施の形態における乱流式クリーンルームでは、熱交換装置２と空気清浄装置３とを備え、熱交換装置２により室内１の発生熱の除去などを行うとともに、空気清浄装置３により熱交換装置２が処理した空気の清浄度の確保を行うように適宜配置してある。このため、従来のように双方の風量を合わせる必要がなく無駄な風量を生じさせることがないので運転時のランニングコストを低減することが可能である。
【００３６】
また、同室内１において、熱交換装置２の空気を空気清浄装置３で清浄処理し、その後循環した空気を熱交換装置２で熱処理するように構成したので、従来採用していたダクトが不要となる。このため、スペース効率を有効利用することが可能であり、且つ、ダクト工事にかかる建築コストを低減することが可能である。また、ダクト不要により階高を低くできるので建築コストを低減することが可能である。特に、熱交換装置２および空気清浄装置３を共に同室内１に配置して空気の処理を行い、室内と天井内空間とを一体とした空間構成とするため天井があってはならない。すなわち天井が不要である。また、例えば図２において、熱交換装置３から吹出した冷温風により誘引されて熱交換装置３および空気清浄装置２上部の空間に弱い気流が発生し、この上部空間を清浄化するので、上部空間の清浄度が従来方式の天井内空間より遥かに清浄である。このため、天井にかかる建築コストを低減することが可能である。さらに、天井、ダクトの工事が不要なので施工期間を短くすることが可能である。このように、本実施の形態における乱流式クリーンルームは、空調機器全般の施工時のコストを低減できる。
【００３７】
なお、上述した熱交換装置２および空気清浄装置３の配置において、熱交換装置２の空気の吹出し量よりも空気清浄装置３の空気の吸込み量が増すように設定する。このようにすれば、熱交換装置２の吹出した空気を空気清浄装置３で適宜吸込むので、高い清浄度の性能を確保することが可能である。
【００３８】
また、上述した熱交換装置２および空気清浄装置３の配置において、熱交換装置２の空気の吹出し量が空気清浄装置３の空気の吸込み量よりも増すように設定する。このようにすれば、高い熱処理の性能を得ることが可能である。
【００３９】
ところで、図７（ａ），（ｂ）に示すように、空気清浄装置３の吹出し口には、拡散部材６を設けるとよい。拡散部材６は、パンチングメタルまたはメッシュなどからなる。拡散部材６の周囲（斜線部分）は、全体の開孔率より小さい開孔率のパンチングメタルを使用し、これによりフィルタ周辺の開口６ｂより斜め方向の気流を作りフィルタ下部に広い分布の清浄域を作る。拡散部材６は、支持体６ａを介して空気清浄装置３の吹出し口に取り付けられる。支持体６ａは、例えば空気清浄装置３の四隅などにあり、空気清浄装置３の吹出し口の側縁部と拡散部材６との間に開口６ｂを形成する。この開口６ｂは、吹出し口の側縁部の通気が弱いため、吹出し口全面を拡散部材６で覆ってしまうと吹出し口からの空気を空気清浄装置３自身の吸込み口から吸込んでしまうのを防ぎ、且つ、斜めに気流を吹出すために設けてある。
【００４０】
このように、空気清浄装置３の吹出し口に拡散部材６を設けることにより、空気清浄装置３と床面４との高さに応じて吹出す空気の風速を抑えたり、フィルタ下の気流分布を調整することが可能である。また、空気清浄装置３の吹出し口には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが設けてあるが、このＨＥＰＡフィルタの表面を保護することが可能である。
【００４１】
また、図示しないが、熱交換装置２の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けるとよい。この場合の拡散部材もパンチングメタルまたはメッシュなどからなる。なお、熱交換装置２の吸込み口は装置の下方に設けられ、吹出し口は吸込み口と直角な方向である装置の側方（または直角ではないが上方）に設けることが好ましい。吹出し口を側方の例えば４面に設けた場合、拡散部材はその４面、３面または２面に設けるとよい。
【００４２】
このように、熱交換装置２の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設けることにより、空気清浄装置３との位置に応じて空気清浄装置３の吸込み口に最適に冷温風を送ることが可能である。
【００４３】
また、図８に示すように、空気清浄装置３の吸込み口３ａの周囲には、風捕集板７を設けるとよい。風捕集板７は、パンチングメタルあるいは穴無し板などからなる。この風捕集板７は、熱交換装置２から吹出される空気を受けて空気清浄装置３の吸込み口３ａに集めるように作用する。
【００４４】
このように、空気清浄装置３の吸込み口３ａの周囲に風捕集板７を設けることにより、熱交換装置２からの空気の略全量を無駄なく吸込むことが可能である。この風捕集板７は、特に熱交換装置２と空気清浄装置３との距離が大きいときに有効である。熱交換装置２と空気清浄装置３との距離が大きいと、熱交換装置２の吹出す空気の風速を速くする必要があるが、吹出しの風速が速いと空気清浄装置３が熱交換装置２からの空気の略全量を吸込むことが難しくなる。風捕集板７は、熱交換装置２の吹出す空気の風速を速くしても空気清浄装置の吸込み口３ａに空気の略全量を無駄なく吸込ませることが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の乱流式クリーンルームは、下方から空気を吸い込んで冷暖房負荷を処理した空気を側方から吹出す熱交換装置と、上方から空気を吸い込んで清浄処理した空気を下方から吹出す空気清浄装置とを備え、前記熱交換装置を天井を貼らない状態の室内の上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記室内上部において前記熱交換装置の側方下部に配置し、前記熱交換装置から吹出された空気を前記空気清浄装置内に取り込み、前記空気清浄装置で清浄処理した空気を前記室内の下方に向けて吹き出し、室内を循環した空気を前記熱交換装置に取り込んで冷暖房負荷を処理するように構成している。これにより、無駄な風量を生じさせることがなく運転コストを低減することができる。また、熱交換装置および空気清浄装置を共に同室内に配置し、熱交換装置から吹出した冷温風が風速を有しているため、空間内を移動し、空気清浄装置に吸込まれるためにダクトが不要となる。このため、スペースを有効利用でき、且つ、ダクト工事にかかる建築コストが低減でき、且つ、施工期間を短くすることができる。また、熱交換装置と空気清浄装置とを天井を貼らない室内に配置したことにより天井にかかる建築コストが低減できる。
【００４６】
また、熱交換装置の空気の吹出し量よりも空気清浄装置の空気の吸込み量が増すように設定すれば、熱交換装置の吹出した空気を空気清浄装置で適宜吸込むので、高い清浄度の性能が確保できる。
【００４７】
また、熱交換装置の空気の吹出し量を空気清浄装置の空気の吸込み量よりも増すように設定すれば、高い熱処理の性能が得られる。
【００４９】
また、空気清浄装置の吹出し口に拡散部材を設けたことにより、空気清浄装置と床面との高さに応じて吹出す空気の風速を抑えたり、気流分布を調整することができる。また、空気清浄装置の吹出し口にあるフィルタの表面を保護することができる。
【００５０】
また、熱交換装置の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けたことにより、空気清浄装置との位置に応じて空気清浄装置の吸込み口に最適に冷温風を送ることができる。
【００５１】
また、空気清浄装置の吸込み口の周囲に風捕集板を設けたことにより、熱交換装置からの空気の略全量を無駄なく吸込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乱流式クリーンルームを示す側面断面図である。
【図２】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図３】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図４】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図５】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図６】空気清浄装置と装置との配置を示す平面図である。
【図７】（ａ）空気清浄装置における拡散部材を示す側面図である。
（ｂ）空気清浄装置における拡散部材を示す底面図である。
【図８】風捕集板を示す斜視図である。
【図９】従来のクリーンルームを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 室内
２ 熱交換装置
３ 空気清浄装置
３ａ 吸込み口
６ 拡散部材
７ 風捕集板
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱交換装置（ＦＣＵ）と空気清浄装置（ＦＦＵ）とにより室内の空気の熱処理および清浄処理を適宜行えるようにした乱流式クリーンルームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来のクリーンルームを示す側面断面図である。図９に示すように、従来のクリーンルームは、室内２０に対し、リターン用ダクト２１で接続した吸込み口２１ａと、別の供給用ダクト２２で接続した吹出し口２２ａとを配置した循環空調系を構成してある。これにより、例えば、清浄度クラス６（ＪＩＳＢ９９２０のクリーンルームの空気清浄度の評価方法による）の室内２０の空気清浄および熱処理を行う。また、吹出し口２２ａには、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが設置してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のクリーンルームでは、リターン用ダクト２１が不図示の熱処理装置および空気清浄装置に接続され、且つ、各装置の吹出し側が別の循環供給用ダクト２２に接続されている。このため、清浄処理に必要な空調機風量と熱処理に必要な空調機風量とに違いが発生すると、各風量を合わせるために大きい方の風量で空調機のファン容量、ダクトサイズ、ＨＥＰＡフィルタ数を決定する必要があるので無駄がある。すなわち、従来のクリーンルームでは、イニシャルコストが高くなると共に運転時のコストが嵩んでしまう。
【０００４】
また、上記循環空調方式を採用した場合では、ダクト２１，２２のスペースが大きく必要となり階高の設定が高くなってしまう。従来の方式では、天井内空気は汚染されており、ダクト２１，２２などからの漏出空気があると、天井内が加圧され汚染空気がクリーンルーム側へ漏出するために、天井を貼り目地をシールする必要がある。すなわち、従来のクリーンルームでは、階高が高く、且つ、天井が必要なので建築時のコストが嵩んでしまう。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みて、低コストで室内の空気の清浄処理および熱処理を無駄なくスペース効率良く行うことができる乱流式クリーンルー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】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る乱流式クリーンルームは、下方から空気を吸い込んで冷暖房負荷を処理した空気を側方から吹出す熱交換装置と、上方から空気を吸い込んで清浄処理した空気を下方から吹出す空気清浄装置とを備え、前記熱交換装置を天井を貼らない状態の室内の上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記室内上部において前記熱交換装置の側方下部に配置し、前記熱交換装置から吹出された空気を前記空気清浄装置内に取り込み、前記空気清浄装置で清浄処理して前記室内の下方に向けて吹き出し、前記室内を循環した空気を前記熱交換装置に取り込んで冷暖房負荷を処理するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、室内において熱交換装置が熱処理した空気を空気清浄装置により清浄処理するので無駄な風量を生じさせることがなく運転コストが低減できる。また、熱交換装置および空気清浄装置を共に同室内に配置しているのでダクトが不要となる。すなわち、スペース効率がよく、且つ、ダクト工事及び天井工事にかかる建築コストが低減でき、ダクト工事、天井工事を不要とするため施工期間を短くすることが可能である。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１において、前記空気清浄装置の空気の吸込み量を前記熱交換装置の空気の吹出し量よりも大きく設定したことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、熱交換装置の吹出した空気を空気清浄装置で適宜吸込むので、高い清浄度の性能が確保できる。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１において、前記熱交換装置の空気の吹出し量を前記空気清浄装置の空気の吸込み量よりも大きく設定したことを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、高い熱処理の性能が得られる。
【００１４】
また、本発明の請求項４に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１〜３の何れか１つにおいて前記空気清浄装置の吹出し口に拡散部材を設けたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、空気清浄装置と床面との高さに応じて吹出す空気の風速を抑えたり、フィルタ面積より広い面積に清浄空気が行きわたるように気流分布を調整することができる。また、空気清浄装置の吹出し口にあるフィルタの表面を保護することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項５に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１〜４の何れか一つにおいて、前記熱交換装置の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、空気清浄装置の位置に応じて熱交換装置の吸込む空気や吹出す空気の風速を抑えたり、気流分布を調整することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項６に係る乱流式クリーンルームは、上記請求項１〜５の何れか一つにおいて、前記空気清浄装置の吸込み口の周囲に風捕集板を設けたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、熱交換装置からの空気の略全量を無駄なく吸込むことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る乱流式クリーンルームの実施の形態を説明する。図１は本発明の乱流式クリーンルームを示す側面断面図である。
【００２１】
なお、図１は上下２階のクリーンルームを示している。上階の中央および下階に本実施の形態の乱流式クリーンルームがある。本実施の形態での乱流式クリーンルームは、清浄度クラス６〜１０の処理を行う。なお、上階における本実施の形態の乱流式クリーンルームの両側には、清浄度クラス４の処理を行う整流式クリーンルームが配置してある。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態における乱流式クリーンルームは、室内１の上部に配置された熱交換装置２と空気清浄装置３とを備えている。熱交換装置２は、ＦＣＵ（Fan Coil Unit）であり室内１の空気を吸込んで冷暖房負荷を熱処理（熱除去）した空気を室内１に吹出す。空気清浄装置３は、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）であり室内１の空気を吸込んで清浄処理した空気を室内１に吹出す。また、空気清浄装置３の吹出し口には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが設けてある。
【００２３】
空気清浄装置３は、熱交換装置２が吹出した空気を吸込むように配置してある。空気清浄装置３が吹出した空気は、室内１の下部の床面４に到達した後、室内１の上部に向けて対流する。熱交換装置２は、空気清浄装置３が吹出して室内１の上部に対流した空気を吸込んで、処理した空気を空気清浄装置３に向けて吹出す。このように、熱交換装置２で処理された空気を空気清浄装置３で処理し、２つの処理が行われた空気が室内１に吹出されるとともに室内１を循環する。
【００２４】
なお、本実施の形態では、熱交換装置２が吹出す処理後の空気の風速は、熱交換装置２の吸込み口へ短絡せず、且つ、空気清浄装置３の吸込み口へ十分に吸込まれる風速とする。例えば１〜２ｍ／ｓｅｃとしている。また、空気清浄装置３が吹出す処理後の空気の風速を、例えば０．３〜１．０ｍ／ｓｅｃとしている。
【００２５】
室内１に２つの処理が行われた空気を適宜循環させるため、熱交換装置２と空気清浄装置３とを以下のように配置してある。図２（ａ），（ｂ）乃至図５（ａ），（ｂ）は熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す図である。
【００２６】
まず、図２（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００２７】
また、図２（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数（４つ）の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１に対して斜め４方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図２（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してある。これにより、空気清浄装置３が室内１の奥行き方向および幅方向に並列して配置される。
【００２８】
次に、図３（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００２９】
また、図３（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数（４つ）の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１の奥行きおよび幅方向の４方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図３（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してある。これにより、空気清浄装置３が室内１の所望の箇所に集約して配置される。
【００３０】
次に、図４（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００３１】
また、図４（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１に対して斜め４方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図４（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してあるとともに、各熱交換装置２の中央部分にさらに熱交換装置２が配置してある。そして、中央部分の熱交換装置２は、他の２つの熱交換装置２が対応する２つの空気清浄装置３の方向に処理後の空気を重複して吹出す。このため、図４（ａ）に示すように、中央部分に配置した熱交換装置２が吹出す処理後の空気の一部は、空気清浄装置３を介さず室内１に循環する。これにより、空気清浄装置３が室内１の奥行き方向および幅方向に並列して配置され、且つ、図２（ｂ）および図３（ｂ）の配置と比較して室内１の中央部分での熱交換装置２がなす処理能力が向上する。また、室内の清浄度は空気清浄装置３により確保可能とする。
【００３２】
次に、図５（ａ）の側面断面図に示すように、熱交換装置２が空気清浄装置３よりも上方に配置してある。熱交換装置２は空気を下方から吸込み、処理後の空気を側方または上方から吹出す。空気清浄装置３は、熱交換装置２が処理した空気を上方から吸込み、処理後の空気を下方に吹出す。
【００３３】
また、図５（ｂ）の平面図に示すように、１つの熱交換装置２に対応して複数の空気清浄装置３が配置してある。この場合、熱交換装置２は、室内１に対して斜め４方および幅方向２方の計６方に処理後の空気を吹出すように配置してある。空気清浄装置３は、熱交換装置２の斜め４方の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置してある。また、図５（ｂ）では、２つの熱交換装置２に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３が配置してあるとともに、各熱交換装置２の中央部分にさらに熱交換装置２が配置してある。そして、中央部分の熱交換装置２は、他の２つの熱交換装置２が対応する２つの空気清浄装置３の方向（室内１の斜め方向）に処理後の空気を重複して吹出すとともに、空気清浄装置３の無い室内１の幅方向に処理後の空気を吹出す。このため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、中央部分に配置した熱交換装置２が吹出す処理後の空気の一部、および各熱交換装置２が室内１の幅方向に吹出す処理後の空気は、空気清浄装置３を介さず室内１に循環する。これにより、空気清浄装置３が室内１の奥行き方向および幅方向に並列して配置され、且つ、図２（ｂ）、図３（ｂ）および図４（ｂ）の配置と比較して室内１の全体で熱交換装置２がなす処理能力が向上する。
【００３４】
上記のような配置にかかり、図１および図６に示すように、空気清浄装置３を装置５近傍に設置することが好ましく、装置５周りの清浄度を確実に確保することが可能である。なお、装置５としては、清浄度クラス６〜７のクリーンルームで好適とされる、例えば撮像管の試作、ＶＴＲヘッドなどの微細加工および精密測定などに用いられる装置が設置できる。また、空気清浄装置３の数を局所的に増せば局所的に清浄度を向上することが可能である。なお、図１および図６において、破線部分は、空気清浄装置３の処理後の空気が吹出される範囲を示す。また、図６は図２（ｂ）での配置を参照したものである。
【００３５】
したがって、本実施の形態における乱流式クリーンルームでは、熱交換装置２と空気清浄装置３とを備え、熱交換装置２により室内１の発生熱の除去などを行うとともに、空気清浄装置３により熱交換装置２が処理した空気の清浄度の確保を行うように適宜配置してある。このため、従来のように双方の風量を合わせる必要がなく無駄な風量を生じさせることがないので運転時のランニングコストを低減することが可能である。
【００３６】
また、同室内１において、熱交換装置２の空気を空気清浄装置３で清浄処理し、その後循環した空気を熱交換装置２で熱処理するように構成したので、従来採用していたダクトが不要となる。このため、スペース効率を有効利用することが可能であり、且つ、ダクト工事にかかる建築コストを低減することが可能である。また、ダクト不要により階高を低くできるので建築コストを低減することが可能である。特に、熱交換装置２および空気清浄装置３を共に同室内１に配置して空気の処理を行い、室内と天井内空間とを一体とした空間構成とするため天井があってはならない。すなわち天井が不要である。また、例えば図２において、熱交換装置３から吹出した冷温風により誘引されて熱交換装置３および空気清浄装置２上部の空間に弱い気流が発生し、この上部空間を清浄化するので、上部空間の清浄度が従来方式の天井内空間より遥かに清浄である。このため、天井にかかる建築コストを低減することが可能である。さらに、天井、ダクトの工事が不要なので施工期間を短くすることが可能である。このように、本実施の形態における乱流式クリーンルームは、空調機器全般の施工時のコストを低減できる。
【００３７】
なお、上述した熱交換装置２および空気清浄装置３の配置において、熱交換装置２の空気の吹出し量よりも空気清浄装置３の空気の吸込み量が増すように設定する。このようにすれば、熱交換装置２の吹出した空気を空気清浄装置３で適宜吸込むので、高い清浄度の性能を確保することが可能である。
【００３８】
また、上述した熱交換装置２および空気清浄装置３の配置において、熱交換装置２の空気の吹出し量が空気清浄装置３の空気の吸込み量よりも増すように設定する。このようにすれば、高い熱処理の性能を得ることが可能である。
【００３９】
ところで、図７（ａ），（ｂ）に示すように、空気清浄装置３の吹出し口には、拡散部材６を設けるとよい。拡散部材６は、パンチングメタルまたはメッシュなどからなる。拡散部材６の周囲（斜線部分）は、全体の開孔率より小さい開孔率のパンチングメタルを使用し、これによりフィルタ周辺の開口６ｂより斜め方向の気流を作りフィルタ下部に広い分布の清浄域を作る。拡散部材６は、支持体６ａを介して空気清浄装置３の吹出し口に取り付けられる。支持体６ａは、例えば空気清浄装置３の四隅などにあり、空気清浄装置３の吹出し口の側縁部と拡散部材６との間に開口６ｂを形成する。この開口６ｂは、吹出し口の側縁部の通気が弱いため、吹出し口全面を拡散部材６で覆ってしまうと吹出し口からの空気を空気清浄装置３自身の吸込み口から吸込んでしまうのを防ぎ、且つ、斜めに気流を吹出すために設けてある。
【００４０】
このように、空気清浄装置３の吹出し口に拡散部材６を設けることにより、空気清浄装置３と床面４との高さに応じて吹出す空気の風速を抑えたり、フィルタ下の気流分布を調整することが可能である。また、空気清浄装置３の吹出し口には、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタが設けてあるが、このＨＥＰＡフィルタの表面を保護することが可能である。
【００４１】
また、図示しないが、熱交換装置２の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けるとよい。この場合の拡散部材もパンチングメタルまたはメッシュなどからなる。なお、熱交換装置２の吸込み口は装置の下方に設けられ、吹出し口は吸込み口と直角な方向である装置の側方（または直角ではないが上方）に設けることが好ましい。吹出し口を側方の例えば４面に設けた場合、拡散部材はその４面、３面または２面に設けるとよい。
【００４２】
このように、熱交換装置２の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設けることにより、空気清浄装置３との位置に応じて空気清浄装置３の吸込み口に最適に冷温風を送ることが可能である。
【００４３】
また、図８に示すように、空気清浄装置３の吸込み口３ａの周囲には、風捕集板７を設けるとよい。風捕集板７は、パンチングメタルあるいは穴無し板などからなる。この風捕集板７は、熱交換装置２から吹出される空気を受けて空気清浄装置３の吸込み口３ａに集めるように作用する。
【００４４】
このように、空気清浄装置３の吸込み口３ａの周囲に風捕集板７を設けることにより、熱交換装置２からの空気の略全量を無駄なく吸込むことが可能である。この風捕集板７は、特に熱交換装置２と空気清浄装置３との距離が大きいときに有効である。熱交換装置２と空気清浄装置３との距離が大きいと、熱交換装置２の吹出す空気の風速を速くする必要があるが、吹出しの風速が速いと空気清浄装置３が熱交換装置２からの空気の略全量を吸込むことが難しくなる。風捕集板７は、熱交換装置２の吹出す空気の風速を速くしても空気清浄装置の吸込み口３ａに空気の略全量を無駄なく吸込ませることが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の乱流式クリーンルームは、下方から空気を吸い込んで冷暖房負荷を処理した空気を側方から吹出す熱交換装置と、上方から空気を吸い込んで清浄処理した空気を下方から吹出す空気清浄装置とを備え、前記熱交換装置を天井を貼らない状態の室内の上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記室内上部において前記熱交換装置の側方下部に配置し、前記熱交換装置から吹出された空気を前記空気清浄装置内に取り込み、前記空気清浄装置で清浄処理した空気を前記室内の下方に向けて吹き出し、室内を循環した空気を前記熱交換装置に取り込んで冷暖房負荷を処理するように構成している。これにより、無駄な風量を生じさせることがなく運転コストを低減することができる。また、熱交換装置および空気清浄装置を共に同室内に配置し、熱交換装置から吹出した冷温風が風速を有しているため、空間内を移動し、空気清浄装置に吸込まれるためにダクトが不要となる。このため、スペースを有効利用でき、且つ、ダクト工事にかかる建築コストが低減でき、且つ、施工期間を短くすることができる。また、熱交換装置と空気清浄装置とを天井を貼らない室内に配置したことにより天井にかかる建築コストが低減できる。
【００４６】
また、熱交換装置の空気の吹出し量よりも空気清浄装置の空気の吸込み量が増すように設定すれば、熱交換装置の吹出した空気を空気清浄装置で適宜吸込むので、高い清浄度の性能が確保できる。
【００４７】
また、熱交換装置の空気の吹出し量を空気清浄装置の空気の吸込み量よりも増すように設定すれば、高い熱処理の性能が得られる。
【００４９】
また、空気清浄装置の吹出し口に拡散部材を設けたことにより、空気清浄装置と床面との高さに応じて吹出す空気の風速を抑えたり、気流分布を調整することができる。また、空気清浄装置の吹出し口にあるフィルタの表面を保護することができる。
【００５０】
また、熱交換装置の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けたことにより、空気清浄装置との位置に応じて空気清浄装置の吸込み口に最適に冷温風を送ることができる。
【００５１】
また、空気清浄装置の吸込み口の周囲に風捕集板を設けたことにより、熱交換装置からの空気の略全量を無駄なく吸込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乱流式クリーンルームを示す側面断面図である。
【図２】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図３】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図４】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図５】（ａ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す側面断面図である。
（ｂ）熱交換装置および空気清浄装置の配置を示す平面図である。
【図６】空気清浄装置と装置との配置を示す平面図である。
【図７】（ａ）空気清浄装置における拡散部材を示す側面図である。
（ｂ）空気清浄装置における拡散部材を示す底面図である。
【図８】風捕集板を示す斜視図である。
【図９】従来のクリーンルームを示す側面断面図である。
【符号の説明】
１ 室内
２ 熱交換装置
３ 空気清浄装置
３ａ 吸込み口
６ 拡散部材
７ 風捕集板
Claims (6)
- 下方から空気を吸い込んで冷暖房負荷を処理した空気を側方から吹出す熱交換装置と、
上方から空気を吸い込んで清浄処理した空気を下方から吹出す空気清浄装置とを備え、
前記熱交換装置を天井を貼らない状態の室内の上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記室内上部において前記熱交換装置の側方下部に配置し、
前記熱交換装置から吹出された空気を前記空気清浄装置内に取り込み、前記空気清浄装置で清浄処理して前記室内の下方に向けて吹き出し、前記室内を循環した空気を前記熱交換装置に取り込んで冷暖房負荷を処理するようにしたことを特徴とする乱流式クリーンルーム。 - 前記空気清浄装置の空気の吸込み量を前記熱交換装置の空気の吹出し量よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の乱流式クリーンルーム。
- 前記熱交換装置の空気の吹出し量を前記空気清浄装置の空気の吸込み量よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１記載の乱流式クリーンルーム。
- 前記空気清浄装置の吹出し口に拡散部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の乱流式クリーンルーム。
- 前記熱交換装置の吹出し口に風速調節用の抵抗板または拡散部材を設け、吸込み口には保護と風速調節用の有孔板を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の乱流式クリーンルーム。
- 前記空気清浄装置の吸込み口の周囲に風捕集板を設けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の乱流式クリーンルーム。
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