JP4660816B2

JP4660816B2 - クリーンルームにおける空気清浄化システム

Info

Publication number: JP4660816B2
Application number: JP2005114286A
Authority: JP
Inventors: 博久内山; 博司原田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-04-12
Also published as: JP2006292290A

Description

本発明は、クリーンルームに適用する空気清浄化システム、特にケミカル物質を効果的に除去可能な空気清浄化システムに関する。

近年のクリーンルームにおいては各種のイオン物質や有機物等のケミカル物質による汚染対策も必要となっており、そのため活性炭等によるケミカルフィルターによってケミカル物質を除去可能な空気清浄化システムの採用が一般化しつつある。

図６はその種の空気清浄化システムの一例を示す概略系統図である。これは、外気を予備外調機１により取り入れてたとえば水膜式加湿器２によってアニオン成分やカチオン成分を除去する予備処理を行った後、有機成分除去用のケミカルフィルター３を組み込んだ主外調機４（外気処理用ケミカルチャンバー）によって外気中のケミカル成分を除去して各クリーンルーム５の天井チャンバー６に供給するようにしたものである。クリーンルーム５では、ファンフィルターユニット７によって清浄外気を天井チャンバー６からクリーンルーム５内に下向きに吹き出すとともに、通風床８から床下チャンバー９、ドライコイル１０、レターンシャフト１１を通して天井チャンバー６に戻すような循環経路を形成し、かつ循環空気の一部をダクト１４によりレターンシャフト１１から空調機１２（循環処理用ケミカルチャンバー）に導いてそこでケミカルフィルター１３によって循環空気中のケミカル物質を除去した後、天井チャンバー６に戻すようにしている。このようなシステムによれば、クリーンルーム５に加圧分として供給される外気中のケミカル物質のみならず、クリーンルーム５内で発生したケミカル物質も有効に除去することができ、清浄度を良好に維持できるものである。

また、たとえば特許文献１にはファンとケミカルフィルターを組み込んだフィルターコイルユニットを床下チャンバーとレターンシャフト（サービスゾーン）に設置するというシステムが提案され、特許文献２には同様のケミカルフィルターユニットを床下チャンバーとレターンシャフトの接続部に設置するというシステムが提案されている。
特開平９−１４７１３号公報特開２００３−２１０９２６号公報

しかし、図６に示した従来一般のシステムでは予備外調機１や主外調機４のみならず、循環空気に対するケミカル物質対策のためにケミカルフィルター１３を組み込んだ空調機１２（循環処理用ケミカルチャンバー）を必要とすることから、それを設置するための機械室と、空調機１２と各クリーンルーム５との間に長大かつ大断面のダクト１４とを設ける必要があるので、将来的な増設分も含めてそれらの設置のために十分なスペースを確保しなければならないし、いずれにしても将来的な増設や変更には対処し難いものである。また、特許文献１〜２に示されるものは、上記の空調機１２を設置するための格別の機械室やダクト１４が不要であるので省スペースを図ることはできるが、それに代わってケミカル物質を処理するためのユニットを床下チャンバー９内に設置するものであるから、その設置のために床下チャンバー９を必要以上に確保しなければならない場合があるし、いずれにしても狭小な床下チャンバー９に設置することでは保守性を確保し難いという問題もある。

上記事情に鑑み、本発明は十分な省スペースを図ることができ、また保守性を犠牲にすることもない、有効適切な空気清浄化システムを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、清浄空気を天井チャンバーからクリーンルーム内に下向きに吹き出し床下チャンバーからレターンシャフトを通して天井チャンバーに戻すように循環させつつ、その循環経路の途中に設置したケミカルフィルターによって循環空気中のケミカル物質を除去する構成の空気清浄化システムであって、前記レターンシャフト内の底部に架台を設置して、該架台上に、底面に吸い込み口を有し上面に吹き出し口を有する縦形ケーシング内に送風機とケミカルフィルターを一体に組み込んだ構成のケミカルフィルターユニットを設置し、床下チャンバーからレターンシャフトに吸い込んだ循環空気を前記ケミカルフィルターユニットによりケミカル物質を除去しつつレターンシャフト内に上向きに吹き出す構成とし、架台上に複数台のケミカルフィルターユニットを並設可能として、それら複数台のケミカルフィルターユニットをレターンシャフト内に平面的に均等に配置可能としたことを特徴とする

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、レターンシャフト内に架台を上下方向に多段に設け、各段の架台にそれぞれケミカルフィルターユニットを設置可能としたことを特徴とする。

本発明の空気清浄化システムは、循環空気中のケミカル物質を除去するためのケミカルフィルターユニットをレターンシャフト内に設置するので、ケミカルフィルターユニットを設置するために格別のスペースを必要とせず、またダクトも不要であるから、従来一般のシステムに比べて十分な省スペースを実現でき、システム全体の簡略化を図ることができる。また、レターンシャフト内の底部に架台を設置してその架台上にケミカルフィルターユニットを設置することのみで、その設置作業を容易に行うことができるし、ケミカルフィルターの交換作業等の保守作業もレターンシャフト内において支障なく行うことができる。

特に、架台上に複数のケミカルフィルターユニットを並設可能として平面的に均等に配置可能とすることにより、クリーンルームの規模や形態、用途、要求される清浄度等の条件に応じてケミカルフィルターユニットの設置台数を最適に設定できるし、最適配置も可能であり、将来的な増設や変更にも幅広く対応可能である。しかも、架台上面にはケミカルフィルターユニットの設置位置を除いて通風性床材を敷設することにより、架台上面を作業用通路として確保して保守性をより向上させることができる。

さらに、レターンシャフト内に架台を上下方向に多段に設けて各段の架台にそれぞれ複数台のケミカルフィルターユニットを並設可能とすることにより、より多数のケミカルフィルターユニットを設置可能であり、ケミカル物質に対する清浄度をより一層高めることができる。

図１〜図４は本発明の一実施形態を示すものである。図１は本実施形態のシステムの概略系統図であるが、これは図６に示した従来のシステムを基本とするものであるので、両者に共通する構成要素については同一符号を付してある。本実施形態のシステムは、従来のシステムとは外気処理系統については同様に構成されているが、循環処理系統の構成が異なるものであって、従来のシステムにおける空調機１２（循環処理用ケミカルチャンバー）に代えて、クリーンルーム５に付設されているレターンシャフト１１内に複数台のケミカルフィルターユニット２０を設置することを主眼とするものである。

本実施形態のケミカルフィルターユニット２０は、図２に示すように、底面が吸い込み口２１とされ上面が吹き出し口２２とされた角形断面の縦形ケーシング２３内に、送風機２４とケミカルフィルター２５を一体に組み込んだ構成のものである。より具体的には、ケミカルフィルターユニット２０は、底面に吸い込み口２１を設けたファンケーシング２３ａ内に送風機２４を組み込んだ下部側のファンユニット２０ａと、上面に吹き出し口２２を設けたフィルターケーシング２３ｂ内に多数（図示例では８枚）のケミカルフィルター２５を収納する上部側のフィルターユニット２０ｂとがバックル錠２６により分離可能に連結された構成のもので、このケミカルフィルターユニット２０をレターンシャフト１１内に設置したりそこで保守作業を行う際には、必要に応じてバックル錠２６を外すことでファンユニット２０ａとフィルターユニット２０ｂとに容易に解体分離できるものであり、したがってその搬送や設置作業、保守作業を容易に行い得るものである。符号２７は吹き出し口２２に装着されたプレフィルターであり、フィルターユニット２０ｂへのケミカルフィルター２５の装着や取り出しはそのプレフィルター２７を外して吹き出し口２２を開放することでそこから容易に行えるものである。符号２８は吸い込み口２１に装着されたプレフィルター、２９は送風機２４用の電源ケーブル、３０は制御ケーブル、３１は取手、３２はアングル材からなるベースである。なお、このケミカルフィルターユニット２０の処理風量や寸法は適宜設計すれば良いが、たとえば処理風量を４８ｍ^３／ｍｉｎ程度、外形寸法を６００ｍｍ×６００ｍｍ×１１００ｍｍ程度とすると良い。

本実施形態では、レターンシャフト１１内の底部に架台４０を設けて、その架台４０上に所望台数の上記のケミカルフィルターユニット２０を並設するようにしており、かつ架台４０上へのケミカルフィルターユニット２０の設置台数を適宜増減でき、設置位置を自由に設定できるものとされている。すなわち図３〜図４に示すように、架台４０は支柱４１と上部フレーム４２からなり、上部フレーム４２の両側にはそれぞれケミカルフィルターユニット２０の設置スペースが多数（図示例では片側に１０台分ずつ全２０台分）設定されており、所望の設置スペースに上記のケミカルフィルターユニット２０を自由に配置できるようになっている。したがって、たとえば当初においては実線で示すように１０台のケミカルフィルターユニット２０を１つおきに設置しておいて、それらの間を予備スペース（破線で示す）として確保しておき、将来の増設時には任意の予備スペースに所望台数のケミカルフィルターユニット２０を設置することにより、最大２０台までのケミカルフィルターユニットを設置できるものとなっている。

また、架台４０の上部フレーム４２の上面には、ケミカルフィルターユニット２０が設置された位置を除いてグレーチングやエキスパンドメタルによる通風性床材４３が敷設され、それにより図４に示すようにクリーンルーム５の両側に設けられている保守通路４４と同レベルで通じてレターンシャフト１１内における保守作業を行うための作業用通路４５が設けられている。なお、ケミカルフィルターユニット２０を設置していない予備スペースにも通風性床材４３と同様のグレーチングやエキスパンドメタルからなる蓋を取り付けておいて、そこにケミカルフィルターユニット２０を設置する際にはその蓋を取り外せば良い。

上記のように、レターンシャフト１１内の底部に架台４０を設置し、その架台上に所望台数のケミカルフィルターユニット２０を所望位置に設置するという本実施形態のシステムでは、従来一般には単に循環空気の循環経路としての機能しかなく、したがって実質的にはデッドスペースとなっていたレターンシャフト１１のスペースをケミカルフィルターユニット２０の設置スペースとして有効に活用できるものであり、したがって図６に示した従来一般のシステムのように空調機１２を設置するための格別の機械室を確保する必要がないし、またそれに接続するダクト１４も不要であるから、従来に比べて十分な省スペースとシステム全体の簡略化を図ることができる。勿論、従来においては懸念されるダクト１４からのリークは生じる余地がないし、ダクト抵抗相当分の送風動力を軽減することができるから、設備費および運転費の双方を節減を図ることができる。しかも、レターンシャフト１１内にケミカルフィルターユニット２０を平面的に均等に配置することにより、図６に示したような従来一般のシステムに比べてクリーンルーム５内のケミカル成分濃度の平均化が図れるという効果も得られる。

また、特許文献１や特許文献２に示されるもののようにケミカルフィルターユニット２０を床下チャンバー９に設置する場合には、床下チャンバー９を必要以上に拡大して設置スペースを確保する必要があるし、また保守性が犠牲にならざるを得ないが、上記で例示したような比較的小型小容量の縦形のケミカルフィルターユニット２０を採用することにより、従来一般に設けられている通常の寸法のレターンシャフト１１内に設置することが可能であるし、架台４０上面に通風性床材４３を敷設して作業用通路４５を設けることによりケミカルフィルター２５の交換等の保守作業を何等支障なく行うことができる。

また、上記のように架台４０上に複数のケミカルフィルターユニット２０を並設可能としたことにより、それらケミカルフィルターユニット２０の設置台数の増減や設置位置の変更が可能であるので、クリーンルーム５の規模や形態、用途、要求される清浄度等の条件に応じてケミカルフィルターユニット２０の設置台数や設置位置を最適に設定できるし、将来的な増設や変更にも幅広く対応可能である。さらには、複数台のケミカルフィルターユニット２０に対する保守作業やケミカルフィルター２５の交換作業を順次実施することにより、システム全体の運転を停止することなくそのまま稼働させながら保守作業を実施することも可能である。

なお、図５に示すように、レターンシャフト１１内に架台４０を上下方向に多段（図示例では３段）に設け、各段の架台４０に上記と同様にしてケミカルフィルターユニット２０を設置することも可能であり、その場合にはより多数のケミカルフィルターユニット２０を設置可能であるのでケミカル物質に対する清浄度をより一層高めることができる。なお、この場合も各段の架台４０へのケミカルフィルターユニット２０の設置台数や設置位置は適宜であるが、図示例のように下段および上段の架台４０に上記実施形態と同様にケミカルフィルターユニット２０を架台４０の両側に配置する場合、中段の架台４０にはケミカルフィルターユニット２０を中央部に配置して上下のケミカルフィルターユニット２０の設置位置をずらすことにより、レターンシャフト１１内における通風分布を特に良好に維持することができる。

以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、レターンシャフト内に架台を設けてその架台上に送風機とケミカルフィルターを組み込んだ縦形のケミカルフィルターユニットを並設可能として平面的に均等に配置可能とする限りにおいて、外気処理系統を含むシステム全体の基本構成や、ケミカルフィルターユニットの各部の構成、設置対象のクリーンルームの形態や用途、その他に関しては、適宜の設計的変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施形態であるシステムの概略系統図である。同、ケミカルフィルターユニットの概略構成図である。同、レターンシャフトへのケミカルフィルターユニットの設置形態を示す立面図である。同、平面図である。同、レターンシャフトにケミカルフィルターユニットを多段に設置する場合の設置形態を示す立面図である。従来一般のシステムを示す概略系統図である。

符号の説明

５クリーンルーム
６天井チャンバー
９床下チャンバー
１１レターンシャフト
２０ケミカルフィルターユニット
２０ａファンユニット
２０ｂフィルターユニット
２１吸い込み口
２２吹き出し口
２３縦形ケーシング
２３ａファンケーシング
２３ｂフィルターケーシング
２４送風機
２５ケミカルフィルター
４０架台
４３通風性床材
４５作業用通路

Claims

清浄空気を天井チャンバーからクリーンルーム内に下向きに吹き出し床下チャンバーからレターンシャフトを通して天井チャンバーに戻すように循環させつつ、その循環経路の途中に設置したケミカルフィルターによって循環空気中のケミカル物質を除去する構成の空気清浄化システムであって、
前記レターンシャフト内の底部に架台を設置して、該架台上に、底面に吸い込み口を有し上面に吹き出し口を有する縦形ケーシング内に送風機とケミカルフィルターを一体に組み込んだ構成のケミカルフィルターユニットを設置し、
床下チャンバーからレターンシャフトに吸い込んだ循環空気を前記ケミカルフィルターユニットによりケミカル物質を除去しつつレターンシャフト内に上向きに吹き出す構成とし、
架台上に複数台のケミカルフィルターユニットを並設可能として、それら複数台のケミカルフィルターユニットをレターンシャフト内に平面的に均等に配置可能とし、
かつ架台上面には作業用通路となる通風性床材をケミカルフィルターユニットの設置位置を除いて敷設したことを特徴とするクリーンルームにおける空気清浄化システム。
請求項１記載の空気浄化システムであって、
レターンシャフト内に架台を上下方向に多段に設け、各段の架台にそれぞれケミカルフィルターユニットを設置可能としたことを特徴とするクリーンルームにおける空気清浄化システム。