JP5950720B2 - エアカーテン構造 - Google Patents

Description

本発明は、エアカーテン構造に関する。詳しくは、クリーンルームに設置されたクリーンブースの内部空間に周囲の空気が侵入するのを防止するエアカーテン構造に関する。

従来より、工業製品や医薬品に塵埃が混入するのを防ぐため、空気中の塵埃を大幅に低減したクリーンルームが用いられる。具体的には、このクリーンルームの内部に製造装置を設置して、塵埃の少ない環境で製造装置を稼働させる。

ところで近年、このクリーンルームに設置する製造装置が大型化している。そのため、クリーンルームの容積を増大させる必要があるが、この場合、クリーンルーム全体に亘って高い空気の清浄度を維持するのはコストがかかる、という問題がある。

そこで、クリーンルームの内部空間の空気清浄度をある程度のレベルに抑えておき、製造装置が設置されるクリーンルームの一部の空間についてのみ高い空気清浄度とする局所クリーン化方式が提案されている（特許文献１参照）。

具体的には、局所クリーン方式では、空気清浄度を高めたい製造装置が設置された空間を対象空間とし、この対象空間を覆うように局所空気清浄装置を配置する。この局所空気清浄装置は、具体的には、天井から吊り下げられた平板状の天井部と、この天井部の中央部や周縁部に設けられた複数の空気清浄化装置とを備える。この空気清浄化装置は、空気清浄化フィルタおよびファンを有する。

この局所空気清浄装置によれば、中央部の空気清浄化装置により下方に向かって高清浄度の空気を吹き出して、局所空気清浄装置の直下の対象空間の空気清浄度を高めるとともに、周縁部の空気清浄化装置から下方に向かって空気を吹き出すことで、この吹き出した空気により、周囲の空気が対象空間に侵入するのを防止して、エアカーテンとして機能する。

特開２００３−１４８７７７号公報

しかしながら、上述のように天井部の周縁部にも空気清浄化装置を設けた場合には、多数の空気清浄化装置が必要となり、局所空気清浄装置の製造コストが増大する、という問題があった。さらに、天井部の重量が過大となるため、製造装置のレイアウト変更に対応しづらくなる、という問題があった。

そこで、周縁部に空気清浄化装置を設ける代わりに、対象空間の側面を覆うビニールカーテンや壁などの仕切部材を設けて、これら仕切部材で対象空間と外部とを仕切ることも考えられる。しかしながら、このような仕切部材を設けると、この仕切部材が作業員の導線や製品の搬送路と干渉し、製品の製造効率が低下する、という問題があった。

本発明は、局所空気清浄装置の製造コストを低減でき、製造ラインのレイアウト変更に容易に対応できるとともに、製品の製造効率が低下を防止できるエアカーテン構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載のエアカーテン構造は、所定の対象空間（例えば、後述の対象空間８）に周囲の空気が侵入するのを防止するエアカーテン構造であって、前記対象空間の上面を覆う天井部（例えば、後述の天井部２１）と、当該天井部の周縁に沿って延びる筒状のチャンバ（例えば、後述のチャンバ２４）と、当該チャンバに接続されたダクト（例えば、後述のダクト２５）と、を備え、前記チャンバには、当該チャンバの長さ方向に沿って延びる吹出口（例えば、後述の吹出口２４２）が形成され、前記ダクトを通して当該チャンバに高清浄度の空気を供給することを特徴とする。

この発明によれば、ダクトを通してチャンバに高清浄度の空気を供給すると、この空気は、チャンバ内から吹出口を通って外部に流出する。この外部に流出した空気は、拡散しながら下方に向かって流れて、周囲の空気が対象空間に侵入するのを防止するエアカーテンとなる。よって、対象空間の空気清浄度を周囲に比べて局所的に高めることができる。

また、従来の垂れ壁のように対象空間と外部とを仕切る構成ではないので、作業員の導線や製品の搬送路と干渉することはなく、製品の製造効率が低下するのを防止できる。

また、天井部に空気清浄化装置を設ける代わりに、天井部にチャンバを設けてこのチャンバにダクトを接続したので、従来に比べて天井部の軽量化を図ることができるから、クリーンブースなどの局所空気清浄装置の製造コストを低減できるうえに、製造ラインのレイアウト変更に容易に対応できる。

請求項２に記載のエアカーテン構造は、前記チャンバの内部には、当該チャンバと前記ダクトとの接続部に対向して板部材（例えば、後述の板部材２６）が設けられることを特徴とする。

ダクトとの接続部に近い吹出口では、ダクトからチャンバに流れ込む空気が直ちに吹出口から流出することになる。よって、このダクトとの接続部に近い空気の流速は、ダクトとの接続部から離れた空気の流速と比べて大幅に大きくなる。そのため、吹出口から流出する空気の流速が不均一となり、エアカーテンとしての機能を十分に発揮できないおそれがある。

そこで、この発明によれば、チャンバの内部にダクトの接続部に対向して板部材を設けた。よって、ダクトからチャンバの内部に供給された空気は、直ちに吹出口から流出するのではなく、この板部材に当たってチャンバ内部に拡がることになる。これにより、吹出口から流出する空気の流速を均一にすることができ、エアカーテンとしての機能を十分に発揮できる。

請求項３に記載のエアカーテン構造は、前記天井部には、前記対象空間の側面の一部を覆う垂れ壁（例えば、後述の垂れ壁２７）が設けられることを特徴とする。

発明によれば、対象空間の側面の一部を覆う垂れ壁を天井部に設けたので、吹出口から流出した空気によるエアカーテン機能を補助して、周囲の空気が対象空間に侵入するのをより確実に防止できる。
また、この垂れ壁を作業員の導線や製品の搬送路よりも高い位置に設けることにより、これらの導線や搬送路と干渉することはなく、製品の製造効率が低下するのをより確実に防止できる。

なお、吹出口の位置は特に限定されず、チャンバの下面、側面、上面のいずれか１面に形成してもよいし、２面に跨って形成してもよい。
また、チャンバの形状は特に限定されないが、例えば断面矩形状でもよい。

本発明によれば、ダクトを通してチャンバに高清浄度の空気を供給すると、この空気は、チャンバ内から吹出口を通って外部に流出する。この外部に流出した空気は、拡散しながら下方に向かって流れて、周囲の空気が対象空間に侵入するのを防止するエアカーテンとなる。よって、対象空間の空気清浄度を周囲に比べて局所的に高めることができる。また、従来の垂れ壁のように対象空間と外部とを仕切る構成ではないので、作業員の導線や製品の搬送路と干渉することはなく、製品の製造効率が低下するのを防止できる。また、天井部に空気清浄化装置を設ける代わりに、天井部にチャンバを設けてこのチャンバにダクトを接続したので、従来に比べて天井部の軽量化を図ることができるから、クリーンブースなどの局所空気清浄装置の製造コストを低減できるうえに、製造ラインのレイアウト変更に容易に対応できる。

本発明の一実施形態に係るエアカーテン構造が適用されたクリーンルームを示す断面図である。 前記実施形態に係るクリーンルームに設けられたクリーンブースの斜視図である。 前記実施形態および変形例に係るチャンバの断面図である。 別の変形例に係るチャンバの断面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係るエアカーテン構造が適用されたクリーンルーム１を示す断面図である。
クリーンルーム１は、床２、壁３Ａ、３Ｂ、屋根４で囲まれた空間であり、天井高が高く、大スパンの大空間である。

ここで、図１中左側の壁を壁３Ａ、図１中右側の壁を壁３Ｂとする。壁３Ａ、３Ｂには、それぞれ、複数本の柱５Ａ、５Ｂが設けられており、柱５Ａと柱５Ｂとの間には、図１中左右方向に延びるトラス梁６が架設されており、屋根４は、このトラス梁６により支持されている。
このクリーンルーム１には、天井材が設けられておらず、屋根４の下面がクリーンルーム１の天井面となっている。
また、クリーンルーム１の室内には、大型の製造装置７が設置されている。

クリーンルーム１には、空調システム１０が設けられている。この空調システム１０は、トラス梁６内に設けられた空気冷却装置１１と、トラス梁６内に設けられた送風路としてのコールドアイル１２と、このコールドアイル１２の近傍に設けられた空気清浄化装置１３と、クリーンブース２０と、を備える。

空気冷却装置１１は、壁３Ａ、３Ｂ側に設けられ、空気を吸い込んで冷却し、この冷却した空気を吹き出すものである。
コールドアイル１２は、トラス梁６に沿って延びており、空気冷却装置１１で冷却された空気（冷気）が流れる。
空気清浄化装置１３は、コールドアイル１２を流れる空気を清浄化して室内下方に吹き出すものである。

製造装置７は、高い空気清浄度が必要とされる装置である。この製造装置７の設置された空間を対象空間８とし、クリーンブース２０は、この対象空間８を覆っている。

図２は、クリーンブース２０の斜視図である。
クリーンブース２０は、対象空間８の上面を覆う平板状の天井部２１と、この天井部２１を支持する柱部２２と、天井部２１の中央付近に設けられた複数の空気清浄化装置２３と、天井部２１の周縁に設けられて天井部２１の周縁に沿って延びる筒状のチャンバ２４と、を備える。このチャンバ２４には、トラス梁６に支持された空気清浄化装置１３から延びる２本のダクト２５が接続される。

図３（ａ）は、チャンバ２４の断面図である。
チャンバ２４は、断面視で矩形状である。
このチャンバ２４の上面には、円形の接続開口２４１が形成され、ダクト２５の先端は、この接続開口２４１に接続されている。
また、チャンバ２４の下面には、チャンバ２４の長さ方向に沿って延びる吹出口２４２がスリット状に形成されている。

以上のクリーンルーム１では、これら空気冷却装置１１、コールドアイル１２、および空気清浄化装置１３により、クリーンルーム１の室内で空気が上下に循環する循環路を形成する。

すなわち、循環路は、以下のようにして形成される。
図１に示すように、空気冷却装置１１から吹き出した冷気は、コールドアイル１２を略水平方向に流れて、空気清浄化装置１３により清浄化され、下方に向かって吹き出される。この空気は、クリーンルーム１の床面付近まで下降した後、コールドアイル１２の上方の天井面付近まで上昇して、空気冷却装置１１に吸い込まれて冷却されて、再びコールドアイル１２に供給される。

また、クリーンブース２０では、空気清浄化装置２３により直下に向かって高清浄度の空気を吹き出して、クリーンブース２０内部の対象空間８の空気清浄度を局所的に高めるとともに、チャンバ２４から直下に向かって高清浄度の空気（冷気）を流出させることで、この流出した空気で対象空間８と周囲とを仕切って、周囲の空気が対象空間８に侵入するのを防止する。

具体的には、図３（ａ）中矢印で示すように、ダクト２５を通してチャンバ２４に高清浄度の空気（冷気）を供給すると、この空気は、チャンバ２４内から吹出口２４２を通って外部に流出する。この外部に流出した空気は、拡散しながら下方に向かって流れて、周囲の空気が対象空間８に侵入するのを防止する仕切るエアカーテンとなる。これにより、製造装置７に高清浄度の空気が供給される。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）チャンバ２４の吹出口２４２から流出した空気は、周囲の空気が対象空間８に侵入するのを防止するエアカーテンとなる。よって、対象空間８の空気清浄度を周囲に比べて局所的に高めることができる。

従来の垂れ壁のように対象空間と外部とを仕切る構成ではないので、作業員の導線や製品の搬送路と干渉することはなく、製品の製造効率が低下するのを防止できる。

また、天井部に空気清浄化装置を設ける代わりに、天井部２１にチャンバ２４を設けてこのチャンバ２４にダクト２５を接続したので、従来に比べて天井部２１の軽量化を図ることができるから、クリーンブース２０の製造コストを低減できるうえに、製造ラインのレイアウト変更に容易に対応できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、チャンバ２４の上面にダクト２５を接続したが、これに限らず、図３（ｂ）に示すように、チャンバ２４Ａの上面を開放して、このチャンバ２４Ａの上方の離れた位置にダクト２５の先端を配置してもよい。

また、本実施形態では、チャンバ２４の下面に吹出口２４２を設けたが、これに限らず、図４（ａ）に示すように、チャンバ２４Ｂの側面に吹出口２４２を設けてもよい。

また、図４（ｂ）に示すように、チャンバ２４Ｃの側面に吹出口２４２を設けるとともに、チャンバ２４Ｃの上面を開放して、このチャンバ２４の上方の離れた位置にダクト２５の先端を配置してもよい。

また、図３（ａ）、図４（ａ）中破線で示すように、チャンバ２４、２４Ｂの内部にチャンバ２４、２４Ｂとダクト２５との接続部である接続開口２４１に対向して板部材２６を設けてもよい。

このようにすれば、以下のような効果がある。
（２）チャンバ２４の内部にダクトの接続部に対向して板部材２６を設けた。よって、ダクト２５からチャンバ２４の内部に供給された空気は、直ちに吹出口２４２から流出するのではなく、この板部材２６に当たって水平方向に流れてチャンバ内部に拡がることになる。これにより、吹出口２４２から流出する空気の流速を均一にすることができ、エアカーテンとしての機能を十分に発揮できる。

また、図１中破線で示すように、対象空間８の側面の上部を覆う垂れ壁２７を設けてもよい。

このようにすれば、以下のような効果がある。
（３）対象空間８の側面の上部を覆う垂れ壁２７を天井部２１に設けたので、吹出口２４２から流出した空気によるエアカーテン機能を補助して、周囲の空気が対象空間８に侵入するのをより確実に防止できる。
また、この垂れ壁２７を作業員の導線や製品の搬送路よりも高い位置に設けたので、これらの導線や搬送路と干渉することはなく、製品の製造効率が低下するのをより確実に防止できる。

１…クリーンルーム
２…床
３Ａ、３Ｂ…壁
４…屋根
５Ａ、５Ｂ…柱
６…トラス梁
７…製造装置
８…対象空間
１０…空調システム
１１…空気冷却装置
１２…コールドアイル
１３、２３…空気清浄化装置
２０…クリーンブース
２１…天井部
２２…柱部
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ…チャンバ
２５…ダクト
２６…板部材
２７…垂れ壁
２４１…接続開口
２４２…吹出口

Claims (3)

1. 所定の対象空間に周囲の空気が侵入するのを防止するエアカーテン構造であって、
   前記対象空間は、クリーンルーム内の一部に設置されたクリーンブースで覆われており、
   当該クリーンブースは、前記対象空間の上面を覆う天井部と、
   当該天井部の周縁に沿って延びる筒状のチャンバと、
   当該チャンバに接続されたダクトと、を備え、
   前記チャンバには、当該チャンバの長さ方向に沿って延びる吹出口が形成され、
   前記ダクトを通して当該チャンバに高清浄度の空気を供給することを特徴とするエアカーテン構造。
2. 前記チャンバの内部には、当該チャンバと前記ダクトとの接続部に対向して板部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載のエアカーテン構造。
3. 前記天井部には、前記対象空間の側面の一部を覆う垂れ壁が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のエアカーテン構造。

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