JP6501076B2

JP6501076B2 - 空気浄化システム

Info

Publication number: JP6501076B2
Application number: JP2016043409A
Authority: JP
Inventors: 信平阿部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2019-04-17
Anticipated expiration: 2036-03-07
Also published as: JP2017161103A

Description

本発明は、クリーンルーム等の室内の空気を送風によって循環させて空気中の塵埃を収集、除去する空気浄化システムに関するものである。

清浄な環境が要求される半導体部品の製造等に使用されるクリーンルームは、密閉された室内で空気を循環させながらフィルタ等によって空気中の塵埃を収集し、除去することにより清浄な環境を生成し、維持する。

クリーンルームに関する先行技術として、例えば特許文献１には、密閉した室の天井、床下及び壁面内に空間を形成し、天井空間に送風ファン及びフィルタを配置し、壁面空間に床下空間と天井空間とを連通する送風ダクトを配置し、送風ファンの送風により、室内の空気を床面の通気口から吸入し、床下空間、壁面空間の送風ダクト及び天井空間を介して、天井から室内へ循環させ、空気中の塵埃をフィルタによって収集し除去するようにしたクリーンルーム設備が記載されている。

特開２０１３−１３４０１５号公報

一般的に、クリーンルームは、特許文献１に記載されたもののように、建屋の床下、壁部、天井内の空間に空気の循環経路を形成し、その循環経路中に送風ファン、フィルタ及び塵埃収集箱等が設置されている。このため、設備が大掛かりになり、移設や拡張のためには、大規模な改修工事が必要となる。そこで、より簡易な設備で設置が可能で、クリーンルームの移設や拡張を容易に行うことができる空気浄化システムの需要がある。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、クリーンルームを容易に構築することができ、また、容易に移設及び拡張できるようにする空気浄化システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、密閉された室に設置して該室内の空気を浄化する空気浄化システムであって、
通気性を有する所定の高さの床板を備え、前記室の床面に敷詰められて前記床板によって作業床面を形成すると共に前記床板と前記床面との間に床下空間を形成する複数のステップと、
前記床下空間に配置され前記床面に固定されて前記床下空間から空気を吸込んで濾過する送風ファン・フィルタユニットと、前記送風ファン・フィルタユニットに接続され前記作業床面を貫通して前記室の天井付近まで延びる垂直ダクトと、該垂直ダクトに接続され前記室の天井に沿って水平方向に延びて空気吹出口を有する水平ダクトとを一体化した少なくとも１つの空気循環ユニットと、
を備えることを特徴とする。

本発明に係る空気浄化システムによれば、室内の空気は、通気性を有する床板を通して床下空間へ流れ、送風ファン・フィルタユニットに吸込まれ、濾過された後、垂直ダクト及び水平ダクトを通って水平ダクトの吹出口から室内の天井付近へ吹出される。このように室内の空気を循環させて効率よく浄化することができる。また、室の広さや形状に応じて、ステップ及び空気循環ユニットの数及び配置を適宜設定することにより、広さや形状の異なる様々な室に適用が可能である。その結果、クリーンルームを容易に構築し、また、拡張及び移設することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る空気浄化システムの空気循環ユニットの斜視図である。本発明の一実施形態に係る空気浄化システムを適用したクリーンルームの概略構成を示す斜視図である。図１の空気循環ユニットの送風ファン・フィルタユニットを拡大して示す斜視図である。図１の空気循環ユニットの送風ファン・フィルタユニットと垂直ダクトとの接続部の側面図である。図１の空気循環ユニットの垂直ダクトと水平ダクトとの接続部の側面図である。図２のクリーンルーム内の空気の循環を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る空気浄化システムは、密閉した室に設置し、室内の空気を循環させて浄化、すなわち、空気中の塵埃を除去して、クリーンルームを構築するためのものである。

図２を参照して、本実施形態の空気浄化システム１が設置される室２は、線材からなる複数のフレーム３を床面Ｆに立設し、これらのフレーム３を気密性のシート材（図示せず）で覆って密閉した空間を形成するものである。フレーム３は、線材を略矩形に折り曲げて壁面及び天井をそれぞれ構成するための鉛直部３Ａ及び水平部３Ｂを有しており、水平部３Ｂは、上下に２本が平行に配置されている。床面Ｆには、複数の脚部５Ａによって正方形又は長方形の床板５Ｂを一定の高さ（例えば３００ｍｍ程度）で支持する複数のステップ５（一部のみ図示する）が敷き詰められ、床板５Ｂによって作業床面Ｗが形成されている。そして、作業床面Ｗの下方、すなわち、作業床面Ｗと床面Ｆとの間に床下空間Ｓが形成されている。ステップ５の床板５Ｂは、多数の通気孔（図示せず）が設けられて通気性を有している。床板５Ｂの通気孔は、空気中の塵埃を通過させる大きさとなっている。

空気浄化システム１は、図１に示す空気循環ユニット６を備えている。図１に示すように、空気循環ユニット６は、ステップ５の床板５Ｂの下方の床下空間Ｓに配置される箱状の送風ファン・フィルタユニット７と、送風ファン・フィルタユニット７から、鉛直方向に延びて室２の天井付近のフレーム３の下側の水平部３Ｂの近傍の高さまで達する垂直ダクト８と、垂直ダクト８の上部から水平方向に、すなわち、室２の天井に沿って延びる水平ダクト９とを一体化（ユニット化）したものである。

送風ファン・フィルタユニット７は、吸気口１０Ａから空気を吸込んで送風する送風ファン１０と、送風ファン１０によって送られる空気中の塵埃を濾過して集塵するフィルタ１１と、フィルタ１１から空気を垂直ダクトに送る送風チャンバ１２とを結合して一体化したものである。図３に示すように、送風ファン・フィルタユニット７は、構造材である本体フレーム１３に取付けられたブラケット１４によって床面Ｆにボルト等の締結具によって固定される。ブラケット１４は、床面Ｆに対してフレーム１３の取付角度を調整可能になっている。

垂直ダクト８は、伸縮及び屈曲可能な蛇腹部を有する下部ジョイント１５によって下端部が送風ファン・フィルタユニット７の送風チャンバ１２に接続され、作業床面Ｗを貫通して鉛直方向に室２の天井付近まで延びている。垂直ダクト８の上端部には、伸縮及び屈曲可能な蛇腹部を有する直角に曲った上部ジョイント１６によって水平ダクト９が接続されている。水平ダクト９は、水平方向に室２の天井の略中央部まで延びている。水平ダクト９は、先端部が閉塞され、側面の上部に多数の空気吹出口１７が設けられている。多数の空気吹出口１７は、水平ダクト９の先端側へ行くほど密で基端側へ行くほど疎となるように分布されている。

垂直ダクト８及び水平ダクト９には、これらに沿って鉛直方向及び水平方向の延びる略Ｌ字形の支持フレーム１８が取付けられている。支持フレーム１８の下端部は、送風ファン・フィルタユニット７の本体フレーム１３に結合されている。水平ダクト９の先端の上部及び上部ジョイント１６の上部には、掛止部１９が設けられ、掛止部１９をフレーム３の水平部３Ｂ等の室２の天井付近の構造物に掛止することにより、水平ダクト９を支持できるようになっている。なお、図中、符号Ｍは、作業者を示す。

本実施形態に係る空気清浄システム１を用いたクリーンルームの構築について次に説明する。
クリーンルームとすべき密閉可能な室を準備する。この室は、本実施形態では、図２に示すように、床面Ｆに複数立設したフレーム３を気密性のシートで覆うことによって形成されている。そして、室２内に、図１に示す空気循環ユニット６を設置する。このとき、室２の広さ（容積）及び形状に応じて、設置する空気循環ユニット６の数及び配置を適宜設定する。本実施形態では、５基の空気循環ユニット６が設置されている。これらの空気循環ユニット６は、室２の一側の壁面の近傍に等間隔に並べて配置され、水平ダクト９が互いに平行に室２の天井の略中央部まで延びている。空気循環ユニット６は、送風ファン・フィルタユニット７のブラケット１４が床面Ｆにボルト等によって取付けられて固定される。更に、水平ダクト９及び上部ジョイント１６の掛止部１９をフレーム３の下側の水平部３Ｂに掛止して支持してもよい。室２の床面Ｆには、複数のステップ５が敷詰められ、ステップ５の床板５Ｂによって一定の高さの作業床面Ｗが形成される。空気循環ユニット６の送風ファン・フィルタユニット７は、ステップ５によって形成された作業床面Ｗの下方の床下空間Ｓに収納され、垂直ダクト８が作業床面Ｗを貫通するように上方に延びている。

次に、空気清浄システム１の作動について図６を参照して説明する。
送風ファン・フィルタユニット７の送風ファン１０を作動させて、床下空間Ｓから吸気口１０Ａを通して空気を吸引し、フィルタ１１、送風チャンバ、垂直ダクト８及び水平ダクト９を通して送風し、水平ダクト９の複数の空気吹出口１７から天井に向けて空気を吹出す。これにより、図６中に矢印で示すように、室２内の空気は、空気中の塵埃と共にステップ５の床板５Ｂの通気孔を通り床下空間Ｓへ流れ、送風ファン・フィルタユニットの吸気口から吸引され、水平ダクト９の空気吹出口１７から天井付近に吹出されて室２内へ戻り、このような経路で循環する。このとき、送風ファン・フィルタユニット７の送風ファン１０に吸込まれた空気は、フィルタ１１を通過して空気中の塵埃が濾過、収集されて浄化される。このようにして、室２内の空気を循環させながら空気中の塵埃を除去することができ、効率よく浄化を行うことができる。

水平ダクト９は、天井の中央付近まで延びており、室２内を完全に横切っていないが、空気吹出口１７を水平ダクト９の上部に先端側が密になるように配置することで、空気が天井、壁を伝って流れる性質により、空気吹出口１７から吹出された空気は、水平ダクト９の先端側から広がって天井、壁を伝って室２の隅々まで行き渡る。これにより、空気吹出口１７から吹出した空気が作業者Ｍの頭に直接当たらないので、作業者Ｍが不快になることがない。

空気浄化システム１の設置に際して、送風ファン、フィルタ及び送風ダクトを一体化（ユニット化）した空気循環ユニット６を床面Ｆにボルト等によって取付け、また、床面Ｆに複数のステップ５を敷詰めることにより作業床面Ｗを形成するので、室２の大きさ（広さ、容積）及び形状に応じて、空気循環ユニット６及びステップ５の設置数及び配置を適宜設定することにより、広さ及び形状の異なる様々な室２に対応が可能である。また、空気循環ユニット６及びステップ５は、容易に設置、撤去及び移設することできるので、室２を拡張及び移設する場合にも柔軟に対応することができる。

空気循環ユニット６を床面Ｆに固定するためのブラケット１４は、フレーム１３の床面Ｆに対する取付角度が調整可能であるから、床面Ｆ及び作業床面Ｗの水平度にかかわらず、垂直ダクト８の鉛直度を確保することができ、空気循環ユニット６の設置の安定性を確保することができる。また、空気循環ユニット６の送風ファン・フィルタユニット７、垂直ダクト８間、及び、垂直ダクト８、水平ダクト９間は、それぞれ蛇腹部を有する下部及上部ジョイント１５、１６で結合されているので、蛇腹部の伸縮及び屈曲性により、各部の寸法及び角度の製造誤差を吸収すると共に組立性を向上させることができる。

１…空気浄化システム、２…室、５…ステップ、６…空気循環ユニット、７…送風ファン・フィルタユニット、８…垂直ダクト、９…水平ダクト、１７…空気吹出口、Ｆ…床面、Ｓ…床下空間、Ｗ…作業床面

Claims

密閉された室に設置して該室内の空気を浄化する空気浄化システムであって、
通気性を有する所定の高さの床板を備え、前記室の床面に敷詰められて前記床板によって作業床面を形成すると共に前記床板と前記床面との間に床下空間を形成する複数のステップと、
前記床下空間に配置され前記床面に固定されて前記床下空間から空気を吸込んで濾過する送風ファン・フィルタユニットと、前記送風ファン・フィルタユニットに接続されて前記作業床面を貫通して前記室の天井付近まで延びる垂直ダクトと、該垂直ダクトに接続され前記室の天井に沿って水平方向に延びて空気吹出口を有する水平ダクトとを一体化した少なくとも１つの空気循環ユニットと、
を備えることを特徴とする空気浄化システム。