JP5899561B2 - 温調システム - Google Patents

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Description

本発明は、空気温調機構から温調後の温調空気が導入されるチャンバを頂部に有するブース本体と、ブース本体の周囲部に配設されてブース空間を外部空間から仕切る仕切部材とを備え、ブース空間がチャンバの下方に配設され、温調後の温調空気がチャンバを介してブース空間の天井部からブース空間内に導入され、温調後の温調空気によりブース空間内を外部空間の温度よりも低い温度に温調する温調システムに関する。
かかる温調システムは、電子部品の組立や加工等の各種作業を所定の温度条件下で、しかも清浄な雰囲気の中で行うために、空気温調機構から温調後の温調空気をブース本体のブース空間内に導入して、当該ブース空間内を外部空間の温度よりも低い温度に温調するように構成されている。このようなブース空間は、ブース本体の周囲部に配設された仕切部材により外部空間から仕切られているものの、外部空間の温度変動による影響を受けて、ブース空間内の温度分布が不均一となるとともに、ブース空間内の温度も目標温調温度に迅速に安定せず、各種作業に悪影響を与える可能性がある。
そのため、特許文献1に開示の温調システムでは、ブース本体の周囲部に配設される仕切部材をブース空間の上部から吊り下げられた二重のシート材で構成し、当該二重のシート材を構成するシート材間にシート材間空間を形成して、当該二重のシート材及びシート材間空間によりブース空間と外部空間とを仕切る構成とされている。そして、ブース空間に導入される温調空気をシート材間空間にも導入することで、外部空間に対してブース空間を断熱するように構成されている。
また、特許文献2に開示の温調システムでは、ブース本体の周囲部に配設される仕切部材を、外側パネル部材と内側パネル部材との間に空気流通空間を備えた二重仕切部材で構成し、ブース空間に導入される温調空気を空気流通空間にも導入することで、外部空間に対してブース空間を断熱するように構成されている。
特開2008−275233号公報 特開2009−174828号公報
しかしながら、特許文献1及び2に開示の温調システムでは、外部空間とブース空間とをある程度断熱できるものの、外部空間からの熱を完全に断熱することはできず、外部空間の温度上昇により仕切部材の温度が上昇することに伴って、仕切部材の内壁面(ブース空間側の面)の近傍に存在するブース空間内の空気の温度も上昇する。この場合、当該空気が仕切部材の内壁面近傍で滞留したり、内壁面に沿って上昇気流が発生する虞がある。
ここで、かかる温調システムでは、温調後の温調空気はブース空間の天井部から導入され当該ブース空間内を鉛直下方に通流するため、ブース空間内の内壁面近傍に滞留する空気や内壁面に沿って上昇する上昇気流により、当該鉛直下方に通流する温調後の温調空気の流れが部分的に乱れる虞がある。例えば、図5(b)の矢印で模式的に示すように、内壁面近傍においてブース空間の天井部から鉛直下方に通流する温調後の温調空気は、その他の箇所を通流する温調後の温調空気と比較して、内壁面近傍に発生した上昇気流等による影響を受けて鉛直下方側への流速が減少し、その流れが乱れる。
このように、ブース空間内の内壁面近傍において、温調後の温調空気の鉛直下方への流れが乱れると、ブース空間内を通流する温調後の温調空気の流速分布が不均一となり、結果、ブース空間内での温度分布が不均一となることは避けられない。特に、ブース空間内に導入される温調後の温調空気の流速が非常に遅い場合(例えば、0.01〜0.1m/s程度)には、内壁面近傍に発生した上昇気流等がブース空間内を通流する温調後の温調空気の流速分布の不均一化に、非常に大きな影響を与えることとなる。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、ブース空間内の温度分布の均一化を簡便に図ることができる温調システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係る温調システムは、空気温調機構から温調後の温調空気が導入されるチャンバを頂部に有するブース本体と、前記ブース本体の周囲部に配設されてブース空間を外部空間から仕切る仕切部材とを備え、前記ブース空間が前記チャンバの下方に配設され、温調後の温調空気が前記チャンバを介して前記ブース空間の天井部から当該ブース空間内に導入され、温調後の温調空気により前記ブース空間内を前記外部空間の温度よりも低い温度に温調する温調システムであって、その特徴構成は、
前記仕切部材の内壁面の温度が、前記ブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度となるように冷却する内壁面冷却機構を備えた点にある。
上記特徴構成によれば、仕切部材の内壁面の温度が、ブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度となるように冷却する内壁面冷却機構を備えているので、外部空間の温度が上昇して仕切部材の温度が上昇しようとしても、仕切部材の内壁面の温度はブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも常に低い温度に維持され、当該内壁面近傍の空気の温度も当該温調後の温調空気の温度よりも常に低い温度に維持することができる。
従って、外部空間の温度が上昇しても、ブース空間内に存在する空気、特に、仕切部材の内壁面近傍に存在する空気が、内壁面近傍に滞留したり内壁面に沿って上昇気流を発生することを良好に防止でき、内壁面近傍を鉛直下方に流れる温調後の温調空気の流れを乱すことが無くなる。
これにより、従来の温調システムに、上記内壁面冷却機構を設けるという非常に簡便な改良により、外部空間の温度が上昇しても、ブース空間内の内壁面近傍に存在する空気の滞留及び上昇気流の発生を確実に防止することができ、ブース空間内に導入され当該ブース空間内を天井部から鉛直下方に通流する温調後の温調空気の流速分布を均一化し、当該ブース空間内の温度分布を簡便且つ確実に均一化することができる。
本発明に係る温調システムの更なる特徴構成は、前記内壁面冷却機構が、内壁面冷却用媒体を冷却する媒体冷却部と、前記仕切部材の外側に配設されて当該仕切部材を前記外部空間から仕切り、前記仕切部材との隣接間に空間を形成する外側仕切部材と、前記媒体冷却部にて冷却した内壁面冷却用媒体を前記空間内に供給する供給機構とを備える点にある。
上記特徴構成によれば、外部空間と仕切部材との間に外側仕切部材を配設することで、仕切部材と外側仕切部材との隣接間に空間を簡便に形成することができ、しかも、この空間内に、仕切部材の内壁面の温度がブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度となるように媒体冷却部にて冷却した内壁面冷却用媒体を、簡便な構成によって確実に供給することができる。これにより、従来からの空気温調機構の構成に加えて、主として、外側仕切部材を仕切部材の外側に配設するという非常に簡便且つ低コストな改良により、仕切部材の内壁面をブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度に冷却して、ブース空間内の温度分布をより簡便且つより確実に均一化することができる。
本発明に係る温調システムの更なる特徴構成は、前記空気温調機構が、温調空気を冷却する冷却部と、当該冷却部にて冷却された温調空気を加熱して温調後の温調空気とする加熱部と、温調後の温調空気を前記チャンバに送風する送風ファンと、前記冷却部、前記送風ファン、前記加熱部及び前記チャンバを連通接続するメイン流路とを備え、
前記冷却部が前記内壁面冷却機構の媒体冷却部として機能するとともに、前記メイン流路における前記冷却部と前記加熱部との間から分岐して、前記冷却部の下流側と前記空間とを連通接続するバイパス路を備え、前記内壁面冷却機構が、前記冷却部にて冷却され前記加熱部にて加熱される前の温調空気を前記内壁面冷却用媒体として前記バイパス路を介して前記空間に供給するように構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、空気温調機構の冷却部と内壁面冷却機構の媒体冷却部とを兼用することができ、内壁面冷却機構の構成、ひいては、温調システムの構成を簡便な構成とすることができ、ブース空間内の温度分布の均一化を図る際において、コストの低減、コンパクト化及びエネルギー消費の低減を図ることができる。
具体的には、ブース空間を温調後の温調空気により目標温調温度に温調する際には、メイン流路を通流する温調空気を、冷却部により冷却し、当該冷却された温調空気の一部を加熱部にて加熱して温調後の温調空気として、当該温調後の温調空気を送風ファンによりチャンバを介してブース空間内に導入することができる。これと同時に、仕切部材の内壁面の温度がブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度になるように冷却する際には、メイン流路を通流し冷却部(媒体冷却部)にて冷却された温調空気の他部を、加熱部を通過させずにバイパス路を介して、仕切部材と外側仕切部材との隣接間に形成された空間内に供給することができる。
これにより、従来からの空気温調機構の構成に加えて、主として、外側仕切部材を仕切部材の外側に配設し、バイパス路を配設するという非常に簡便且つ低コストな改良により、ブース空間内の温度分布をより簡便且つより確実に均一化することができる。
本発明に係る温調システムの更なる特徴構成は、前記仕切部材が、板状のパネル部材で構成され、前記外側仕切部材が、合成樹脂製のシート状カーテンで構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、仕切部材が板状のパネル部材で構成され、外側仕切部材が合成樹脂製のシート状カーテンで構成されているので、非常に簡便で且つ低コストに実現することができ、しかも、ブース本体への組立て性も非常に簡易な構成を採用することができる。
本発明に係る温調システムの更なる特徴構成は、前記外側仕切部材が、前記ブース本体の周囲部の全周に亘って配設されている点にある。
上記特徴構成によれば、外側仕切部材がブース本体の周囲部の全周に亘って配設されているので、外側仕切部材が仕切部材の外側をその全周に亘って囲繞する、即ち、外側仕切部材と仕切部材との間に形成される空間が仕切部材の外側をその全周に亘って囲繞することとなる。これにより、当該空間内に供給される内壁面冷却媒体により仕切部材の内壁面を全周に亘って、ブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度に確実に維持することができる。従って、ブース空間内の温度分布を、より一層簡便且つより一層確実に均一化することができる。
本発明に係る温調システムの更なる特徴構成は、前記仕切部材が、良熱伝導性板部材により構成されている点にある。
上記特徴構成によれば、仕切部材が良熱伝導性板部材により構成されているので、仕切部材と外側仕切部材との間の空間に媒体冷却部にて冷却した内壁面冷却用媒体が供給されると、当該内壁面冷却用媒体の冷熱が良熱伝導性板部材に迅速且つ確実に伝熱されて、当該良熱伝導性板部材(仕切部材)の内壁面を迅速且つ確実に冷却することができる。
本願に係る温調システムの斜視図 図1のII−II断面視図 図1のIII−III断面視図 (a)本願に係る温調システムにおける温度分布と経過時間との関係を示すグラフ図、(b)ブース空間内における温調後の温調空気の上下方向での流速を概略的に示す模式図 (a)従来の温調システムでの温度分布と経過時間との関係を示すグラフ図、(b)ブース空間内における温調後の温調空気の上下方向での流速を概略的に示す模式図
以下、本発明の温調システム50の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1〜図3に示すように、本発明に係る温調システム50は、温調後の温調空気Pによりブース空間5内を外部空間40の温度よりも低い温度に温調する空気温調機構1と、空気温調機構1から温調後の温調空気Pが導入されるチャンバ4を頂部に有するブース本体2と、ブース本体2の周囲部に配設されてブース空間5を外部空間40から仕切る板状のパネル部材(仕切部材の一例)6と、パネル部材6の内壁面6aの温度が、ブース空間5を通過する温調後の温調空気Pの温度よりも低い温度となるように冷却する内壁面冷却機構Aと、温調システム50の運転を制御する制御部(図示せず)とを備える。
温調システム50は、概略直方体形状に形成されて、前方側にブース本体2が配置され、後方側に空気温調機構1が配置される。
ブース本体2は、ブース本体2の上下、左右、及び前後側が閉塞された概略直方体形状に形成され、前後及び左右の四方の周囲部は板状のパネル部材6(本実施形態では、4枚)により囲繞されている。これらパネル部材6により囲繞されたブース本体2の内部には、頂部に箱状のチャンバ4が形成され、このチャンバ4の下方に箱状のブース空間5が形成されている。後方側のパネル部材6には、チャンバ4に連通する上方側の位置に、空気温調機構1から送風される温調後の温調空気Pを導入可能な導入口7が形成され、ブース空間5に連通する下方側の位置に、ブース空間5内の温調空気を空気温調機構1に戻すことが可能な導出口8が形成されている。なお、導入口7は、上流側チャンバ4Aの左右方向幅の全域にわたって概略長方形状に開口しており、導出口8は、ブース空間5の左右方向の中央位置において、当該ブース空間5の左右方向幅の3分の2程度にわたって概略長方形状に開口している。また、前方側のパネル部材6には、人間等が外部空間40側とブース空間5側との間を出入り可能な一対の扉9を備えている。
ブース本体2には、複数の孔10aを備えたパンチングメタル(或いは樹脂ネット等)等の吹き出し面板10が、チャンバ4とブース空間5とを区画するように配設され、温調後の温調空気Pをチャンバ4側から複数の孔10aを介してブース空間5側に均一に整流した状態で通流可能に構成されている。従って、ブース空間5の天井部5aは吹き出し面板10により構成されている。
チャンバ4内は、導入口7に連通する上流側チャンバ4Aと、上流側チャンバ4Aの下方側に位置して吹き出し面板10側に位置する下流側チャンバ4Bとを備えている。上流側チャンバ4Aと下流側チャンバ4Bとの間には、複数のエアフィルタユニット11を支持するフィルタ支持枠体12が設けられている。エアフィルタユニット11は、例えば、所謂ULPAフィルタ等のフィルタで構成され、上流側チャンバ4Aから下流側チャンバ4Bに通流する温調後の温調空気Pから塵埃等を除去して浄化するように構成されている。
空気温調機構1は、基本的に、ブース本体2の導出口8から受入れた温調空気を、目標温調温度(例えば、23℃)及び目標湿度に温度調整してブース本体2の導入口7から吹き出すように構成されている。具体的には、この空気温調機構1は、温調空気を冷却部20にて一旦目標温調温度(例えば、20℃)以下に冷却し、冷却後の温調空気を加熱部21にて再度目標温調温度(例えば、23℃)まで加熱して、所定の温度範囲内の精密に温調した温調後の温調空気Pを得るように構成されている。
空気温調機構1は、温調空気を冷却する冷却部20と、当該冷却部20にて冷却された温調空気を加熱して温調後の温調空気Pとする加熱部21と、温調後の温調空気Pをチャンバ4に送風する送風ファン22とを備え、ブース空間5の導出口8、冷却部20、送風ファン22、加熱部21及び上流側チャンバ4Aの導入口7を記載順に連通接続するメイン流路23とを備えている。
従って、温調後の温調空気Pは、メイン流路23を通流し、ブース本体2の導入口7、上流側チャンバ4A、フィルタユニット11、下流側チャンバ4B、複数の孔10a、ブース空間5、導出口8の順に通流して、再度、空気温調機構1内のメイン流路23に戻り、空気温調機構1内でさらに温調され、ブース空間5に再度導入される。よって、この温調システム50では、空気温調機構1とブース本体2との間を、温調空気が順次温調を受けながら循環して、ブース空間5内の温湿度を目標とする温湿度状態に維持することができる。
空気温調機構1の冷却部20は、図示しないが、公知の圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器等を備えた冷凍回路により構成されており、ブース本体2の導出口8から空気温調機構1内に導入された温調空気を当該蒸発器にて適切に冷却可能に構成されている。なお、当該冷凍回路を通流する冷媒の温熱により、蒸発器にて冷却した温調空気を適切に加熱する再熱器を設ける構成としてもよい。
また、本実施形態では、加熱部21は、公知の電気ヒータにより構成されているが、温調空気を適切に加熱することができる構成であれば、その他の加熱手段を採用することができる。
次に、本発明に係る温調システムの特徴的な構成について説明する。
空気温調機構1には、メイン流路32における送風ファン22と加熱部21との間に、冷却部20にて冷却され加熱部21にて加熱される前の温調空気が通過する通過空間24が形成されている。当該通過空間24の上流側(下部)は、送風ファン22の吹き出し口(図示せず)以外の部分を閉塞する閉鎖部材25により閉鎖されており、下流側(上部)は加熱部21に連通する部位と後述する第2ダクト30Bに連通する部位とに分岐されている。従って、詳細は後述するが、第2ダクト30Bが、メイン流路32における冷却部20と加熱部21との間から分岐するバイパス路31の一部として機能する。なお、第2ダクト30Bは、空気温調機構1の左右方向の中央部において、左右方向の幅の3分の1程度にわたって概略長方形状に形成されている。
ブース本体2には、平面視で略ロ字形状の第1ダクト30Aが、各パネル部材6における上部の外側、即ち、上流側チャンバ4Aに開口する導入口7の下方で且つブース空間5の天井部5a(吹き出し面板10の下端部)の上方に対応する位置に、各パネル部材6の外側に向けて突出形成された状態で配設されている。更に、第1ダクト30Aのうち後方側に位置する部位には、当該部位から後方側に空気温調機構1内に延出し、後方端が下方側に延出する第2ダクト30Bを備えている。
上述の通り、第2ダクト30Bの一端側は、空気温調機構1の通過空間24に連通するように配設されており、第1ダクト30A及び第2ダクト30B内に形成される流路が、バイパス流路31として機能する。第1ダクト30Aの下方側壁面には、略等間隔に複数の貫通孔30aが形成されており、それら複数の貫通孔30aの開口面積を増減させることができるホールプラグ等の通流量調整機構(図示せず)が設けられている。
本体ブース2の四方周囲部に配置されたパネル部材6は、良熱伝導性板部材の一例であるアルミ板により構成され、図示しない支柱や枠部材に組み付け固定されている。
ブース本体2には、塩化ビニル樹脂製(合成樹脂製の一例)のシート状カーテン(外側仕切部材の一例)32が、パネル部材6の上部から外側に突出する第1ダクト30Aの下部外端縁から、鉛直下方に吊り下げ状態で配設されている。従って、シート状カーテン32がパネル部材6の外側をその全周に亘って囲繞する、即ち、シート状カーテン32とパネル部材6との間に形成される冷却用空間(空間の一例)34がパネル部材6の外側をその全周に亘って囲繞することとなる。これにより、冷却部20にて冷却された通過空間24に存在する温調空気のうちの一部を加熱部21に供給してブース空間5に供給し、温調空気のうちの他部(内壁面冷却用空気Q)を、第2ダクト30B、第1ダクト30A内のバイパス路31に通流させ、貫通孔30aを介して冷却用空間34に供給できるように構成されている。
従って、冷却部20にて冷却され加熱部21にて加熱される前の通過空間24に存在する温調空気のうちの他部を内壁面冷却用空気Qとし、空気温調機構1の冷却部20を内壁面冷却機構Aの媒体冷却部A1とし、シート状カーテン32を内壁面冷却機構Aの外側仕切部材とし、送風ファン22、第1ダクト30A及び第2ダクト30Bを内壁面冷却機構Aの供給機構A2として機能させることができる。
シート状カーテン32の吊り下げは、シート状カーテン32の上端部に、第1ダクト30Aの下部外端縁(図示せず)に取り付けられた複数のフック部材33を接続することにより行われ、シート状カーテン32の下端部と床面(図示せず)とは若干の隙間(図示せず)が形成された状態となっている。なお、冷却用空間34に供給された温調空気の他部(内壁面冷却用空気Q)は、シート状カーテン32の下部に形成された隙間から外部空間40に排出されるため、図示しないが、当該排出される温調空気の他部(内壁面冷却用空気Q)の流量に相当する量の空気を、外部空間40から空気温調機構1のメイン流路32内に導入可能に構成されている。また、シート状カーテン32の下端部には、シート状カーテン32の揺動を防止するための錘体35が設けられている。なお、シート状カーテン32のうち少なくとも前方側に配設されるシート状カーテン32は、前方側に配置されるパネル部材6における扉9の開閉を阻害しないように、左右方向に2分割されている。
このように構成された温調システム50の運転動作について説明する。
制御部にて外部空間40の温度よりも低い目標温調温度(例えば、23℃)が設定されて温調システム50の運転が開始されると、空気温調機構1(内壁面冷却機構Aも含む)が作動して、温調空気が冷却部20にて目標温調温度よりも低い温度(例えば、20℃)に冷却されて送風ファン22により通過空間24内に供給される。そして、当該冷却部20により冷却された温調空気の一部は、加熱部21にて目標温調温度にまで加熱され温調後の温調空気Pとして、導入口7を介してチャンバ4内に導入される。チャンバ4に導入された温調後の温調空気Pは、フィルタユニット11にて浄化されながら、上流側チャンバ4A及び下流側チャンバ4Bを通流し、吹き出し面板10の複数の孔10aを通過する際に均一に整流されてブース空間5の天井部5aからブース空間5内に導入される。ブース空間5内を通流する温調空気Pは、天井部5aから鉛直下方側に向かって通流し、ブース空間5の下部に設けられた導出口8を介して、再度、空気温調機構1の冷却部20にて冷却される。これにより、精密に温調された温調後の温調空気Pによりブース空間5内を目標温調温度に精密に温調できる。
また、ブース空間5内の目標温調温度への温調と同時に、冷却部20にて目標温調温度よりも低い温度(例えば、20℃)に冷却された温調空気の他部(内壁面冷却用空気Q)は、加熱部21にて加熱されない状態で、送風ファン22により第1ダクト30A及び第2ダクト30B内のバイパス流路31及び貫通孔30aを介して冷却用空間34内に供給される。冷却用空間34内に供給された温調空気の他部(内壁面冷却用空気Q)はブース空間5の目標温調温度(例えば、23℃)よりも常に低い温度であるため、当該冷却用空間34の内側に位置するパネル部材6(特に、パネル部材6の内壁面6a)の温度が、当該目標温調温度よりも低い温度(例えば、20℃)に常に維持される。なお、当該冷却用空間34内に供給する温調空気の他部(内壁面冷却用空気Q)の温度及び流量は、冷却部20の出力及び通流量調整機構による貫通孔30aの開度調整等により、適宜調整することができる。
よって、温調システム50によれば、外部空間40の温度が上昇してパネル部材6の温度が上昇しようとしても、パネル部材6の内壁面6aの温度はブース空間5を通過する温調後の温調空気Pの温度よりも常に低い温度に維持され、当該内壁面6a近傍の空気の温度も当該温調後の温調空気Pの温度よりも常に低い温度に維持することができる。
従って、外部空間40の温度が上昇しても、ブース空間5内に存在する空気、特に、パネル部材6の内壁面6a近傍に存在する空気が、内壁面6a近傍に滞留したり内壁面6aに沿って上昇気流を発生することを良好に防止でき、内壁面6a近傍を鉛直下方に流れる温調後の温調空気Pの流れを乱すことが無くなる。特に、ブース空間5の天井部5aから導入される温調後の温調空気Pの鉛直下方への流速が非常に遅い場合(例えば、0.01〜0.1m/s程度)には、内壁面6a近傍に発生した上昇気流等がブース空間5内を通流する温調後の温調空気Pの流速分布の均一化に、非常に大きな悪影響を与えることがあるが、このよう場合であっても、内壁面6a近傍に上昇気流等が発生することを確実に防止できているので、内壁面6a近傍を鉛直下方に流れる温調後の温調空気Pの流れを乱すことが無い。
また、外部空間40とパネル部材6との間にシート状カーテン32を配設することで、パネル部材6とシート状カーテン32との隣接間に冷却用空間34を簡便に形成することができ、しかも、この冷却用空間34内に、パネル部材6の内壁面6aの温度がブース空間5を通過する温調後の温調空気Pの温度よりも低い温度となるように冷却した内壁面冷却用空気Qを、簡便な構成によって確実に供給することができる。
更に、空気温調機構1の冷却部20と内壁面冷却機構Aの媒体冷却部A1とを兼用することができ、内壁面冷却機構Aの構成、ひいては、温調システム50の構成を簡便な構成とすることができ、ブース空間5内の温度分布の均一化を図る際において、コストの低減、コンパクト化及びエネルギー消費の低減を図ることができる。
加えて、パネル部材6が良熱伝導性板部材であるアルミ板により構成されているので、パネル部材6とシート状カーテン32との間の冷却用空間34に内壁面冷却用空気Qが供給されると、当該内壁面冷却用空気Qの冷熱がパネル部材6に迅速且つ確実に伝熱されて、当該パネル部材6の内壁面6aを迅速且つ確実に冷却することができる。
〔実施例〕
上記温調システム50の効果を実証するために、温調システム50を運転し、ブース空間5内の複数の箇所における温度が時間経過とともにどのように変化するかを計測した。
温度計測した複数の箇所は、ブース空間5の上下方向の中間に位置する平面上の任意の8箇所とした。ブース空間5の目標温調温度(温調後の温調空気Pの温度)は23℃とし、冷却用空間34の目標温度(内壁面冷却用空気Qの温度)は20℃とした。なお、図4(a)の経過時間は、運転開始からの経過時間ではなく、運転状態がある程度定常化した時点からの経過時間である。
その結果、図4(a)に示すように、時間が経過しても(時間が経過すると、外部空間40の温度が変動し、パネル部材6及びブース空間5の温度の上昇或いは下降が生じ得るが)、ブース空間5内の複数の箇所の温度(8箇所)は、何れも目標温調温度である23℃に対して±0.05℃の範囲内に制御されていることが判明した。
これは、パネル部材6の内壁面6aが、内壁面冷却用空気Qによりブース空間5を流れる温調後の温調空気Pの温度よりも低い20℃程度(実際の計測結果は、20℃であった)に常に冷却されているため、ブース空間5内、特に、パネル部材6の内壁面6aの近傍に存在する空気も同様に冷却され、当該空気が内壁面6a近傍で滞留したり上昇気流の発生が確実に防止されていることによるものと考えられる。つまり、図4(b)の矢印で模式的に示すように、ブース空間5内を鉛直下方に通流する温調後の温調空気Pの流れを乱すことなく、当該温調後の温調空気Pの上下方向での流速を均一に維持できていることにより、ブース空間5内の温度分布が均一に維持されていることによると考えられる。
よって、実施例に係る温調システム50では、ブース空間5内に導入される流速が非常に遅い場合でも、外部空間40の温度変化(特に温度上昇)による影響を受けずに、ブース空間5内の温度分布を均一化することができ、結果として、ブース空間5内の温度を目標温調温度に非常に精密(誤差が、±0.05℃以内)に安定させることができた。
〔比較例〕
上記実施例に係る温調システム50において、内壁面冷却機構Aを備えない構成、即ち、空気温調機構1により目標温調温度に温調された温調後の温調空気Pをブース空間5内に導入するだけの従来の温調システムを運転し、ブース空間5内の複数の箇所における温度が時間経過とともにどのように変化するかを計測して、比較例とした。
その結果、図5(a)に示すように、ブース空間5内の複数の箇所の温度(8箇所)は、計測時間中、何れも目標温調温度である23℃に対して±0.2℃の範囲内で変動することが判明した。
これは、時間の経過とともに外部空間40の温度が変動(特に、上昇)し、外部空間40の温度上昇によりパネル部材6の内壁面6aの温度が上昇することに伴って、パネル部材6の内壁面6aの近傍に存在するブース空間5内の空気の温度も上昇して、当該空気がパネル部材6の内壁面6a近傍で滞留したり、内壁面6aに沿って上昇気流が発生したことによるものと考えられる。つまり、図5(b)の矢印で模式的に示すように、内壁面6a近傍においてブース空間5の天井部5aから鉛直下方に通流する温調後の温調空気Pは、その他の箇所を通流する温調後の温調空気Pと比較して、内壁面6a近傍に発生した上昇気流等による影響を受けて鉛直下方側への流速が減少し、その流れが乱れ、当該温調後の温調空気Pの上下方向での流速が不均一となり、ブース空間5内の温度分布が不均一になったことによると考えられる。
よって、比較例に係る従来の温調システムでは、外部空間40の温度変化(特に温度上昇)による影響を大きく受けて、ブース空間5内の温度分布が不均一となり、結果として、ブース空間5内の温度が目標温調温度に精密に安定させることが困難であった(誤差は、±0.2℃)。
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、空気温調機構1を内壁面冷却機構Aとしての機能を備えるように構成して、冷却部20を媒体冷却部A1としても機能させる等、両機構の構成を兼用したが、空気温調機構1と内壁面冷却機構Aとをそれぞれ別の温調機構により構成することもできる。この場合、内壁面冷却機構Aとして機能する温調機構は、仕切部材としてのパネル部材6の内壁面6aを良好に冷却することができる構成であれば、内壁面冷却用媒体として、内壁面冷却用空気等の気体を用いる構成とすることもでき、また、内壁面冷却用水等の液体を用いる構成とすることもできる。
(2)上記実施形態では、空気温調機構1のメイン流路23からブース空間5内に導入された温調後の温調流体Pを、導出口8を介して再度、空気温調機構1内にて冷却されるように循環させたが、当該温調後の温調流体Pを、ブース空間5内から外部空間40に排出して循環しないように構成することもできる。この場合、空気温調機構1は外部空間40からの空気を温調空気として冷却及び加熱する構成となる。
(3)上記実施形態では、空気温調機構1とブース本体2とがメイン流路23の一部を構成するダクトで接続される構成としたが、空気温調機構1とブース本体2とを一体とする構成を採用してもよい。
(4)上記実施形態では、仕切部材としてのパネル部材6を良熱伝導性板部材であるアルミ板により構成する例について説明したが、その他の鉄や樹脂等の良熱伝導性板部材を採用することもでき、また、二重の鉄板間にスポンジ状の断熱部材を挟んだ構造の断熱パネル部材を採用することもできる。
(5)上記実施形態では、外側仕切部材として塩化ビニル樹脂製(合成樹脂製の一例)のシート状カーテン32を採用したが、パネル部材6との間に冷却用空間34を良好に形成することができる構成であれば、その他の合成樹脂を採用することもでき、また、複数の短冊状の部材を複数用いてシート状に形成してもよく、更には、必要に応じてパネル部材6の外側の一部のみを囲繞するようにシート状カーテン32を設ける構成としてもよい。
(6)上記実施形態では、ブース本体の前面に扉9を設けるものとしたが、その他の箇所に扉9を設けてもよく、また、別途、ブース空間への出入りを確保できるのであれば、扉9を設けなくてもよい。
(7)上記実施形態では、チャンバ4を構成するに、その水平断面積がほぼ同一の上流側チャンバ4Aと、下流側チャンバ4Bとを設けたが、当該水平断面積を異なるように構成してもよい。
本発明の温調システムは、ブース空間内の温度分布の均一化を簡便に図ることができる温調システムを提供できる。
1 空気温調機構
2 ブース本体
4 チャンバ
5 ブース空間
5a 天井部
6 パネル部材(仕切部材)
6a 内壁面
20 冷却部
21 加熱部
22 送風ファン
23 メイン流路
30a 貫通孔
31 バイパス流路
32 シート状カーテン(外側仕切部材)
34 冷却用空間(空間)
40 外部空間
50 温調システム
A 内壁面冷却機構
A1 媒体冷却部
A2 供給機構
P 温調後の温調空気
Q 内壁面冷却用空気(内壁面冷却用媒体)

Claims (6)

  1. 空気温調機構から温調後の温調空気が導入されるチャンバを頂部に有するブース本体と、前記ブース本体の周囲部に配設されてブース空間を外部空間から仕切る仕切部材とを備え、前記ブース空間が前記チャンバの下方に配設され、温調後の温調空気が前記チャンバを介して前記ブース空間の天井部から当該ブース空間内に導入され、温調後の温調空気により前記ブース空間内を前記外部空間の温度よりも低い温度に温調する温調システムであって、
    前記仕切部材の内壁面の温度が、前記ブース空間を通過する温調後の温調空気の温度よりも低い温度となるように冷却する内壁面冷却機構を備えた温調システム。
  2. 前記内壁面冷却機構が、内壁面冷却用媒体を冷却する媒体冷却部と、前記仕切部材の外側に配設されて当該仕切部材を前記外部空間から仕切り、前記仕切部材との隣接間に空間を形成する外側仕切部材と、前記媒体冷却部にて冷却した内壁面冷却用媒体を前記空間内に供給する供給機構とを備える請求項1に記載の温調システム。
  3. 前記空気温調機構が、温調空気を冷却する冷却部と、当該冷却部にて冷却された温調空気を加熱して温調後の温調空気とする加熱部と、温調後の温調空気を前記チャンバに送風する送風ファンと、前記冷却部、前記送風ファン、前記加熱部及び前記チャンバを連通接続するメイン流路とを備え、
    前記冷却部が前記内壁面冷却機構の媒体冷却部として機能するとともに、前記メイン流路における前記冷却部と前記加熱部との間から分岐して、前記冷却部の下流側と前記空間とを連通接続するバイパス路を備え、前記内壁面冷却機構が、前記冷却部にて冷却され前記加熱部にて加熱される前の温調空気を前記内壁面冷却用媒体として前記バイパス路を介して前記空間に供給するように構成されている請求項2に記載の温調システム。
  4. 前記仕切部材が、板状のパネル部材で構成され、前記外側仕切部材が、合成樹脂製のシート状カーテンで構成されている請求項2又は3に記載の温調システム。
  5. 前記外側仕切部材が、前記ブース本体の周囲部の全周に亘って配設されている請求項2〜4のいずれか一項に記載の温調システム。
  6. 前記仕切部材が、良熱伝導性板部材により構成されている請求項2〜5のいずれか一項に記載の温調システム。
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