JPH0550662B2 - - Google Patents
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- JPH0550662B2 JPH0550662B2 JP61133035A JP13303586A JPH0550662B2 JP H0550662 B2 JPH0550662 B2 JP H0550662B2 JP 61133035 A JP61133035 A JP 61133035A JP 13303586 A JP13303586 A JP 13303586A JP H0550662 B2 JPH0550662 B2 JP H0550662B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
- F24F3/167—Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、流体力学的層流を形成することによ
つて層流式クリーンルームを構成する技術に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a technique for constructing a laminar flow clean room by forming a hydrodynamic laminar flow.
清浄空間を形成するクリーンルームとして水平
層流式または垂直層流式の層流式クリーンルーム
が良く知られている。これまで知られた層流式ク
リーンルームは、例えば垂直層流式を例とすると
天井面に水平に張り渡したHEPAフイルタの面
からこのHEPAフイルタの面積に相当する床面
の吸込面に向けて一様に空気を吹き出すものであ
り、HEPAフイルタの面から均等に空気を吹き
出すこと、吸込面から均等に空気を吸い込むこと
が層流を形成するうえで重要な要素とされてい
た。水平層流の場合も同様であり、一方の壁に垂
直に張り渡したHEPAフイルタの面から対向す
る他方の壁に同等の面積をもつて設けられた吸込
面に水平な層流を形成するものであり、やはり
HEPAフイルタ面から均等に（均圧的に）吹き
出すことと、吸入面から均等に（均圧的に）吸い
込むことが層流を形成するうえで重要な要素とな
つている。
As a clean room that forms a clean space, a horizontal laminar flow type or a vertical laminar flow type laminar flow clean room is well known. In conventional laminar flow clean rooms, for example, in the case of a vertical laminar flow clean room, the flow starts from the surface of a HEPA filter stretched horizontally on the ceiling toward the suction surface on the floor corresponding to the area of the HEPA filter. Air is blown out evenly from the HEPA filter surface, and air is sucked in evenly from the suction surface, which was considered an important element in creating laminar flow. The same is true for horizontal laminar flow, where a horizontal laminar flow is formed from the surface of a HEPA filter stretched vertically on one wall to a suction surface of equal area on the opposite wall. And as expected
Evenly blowing out from the HEPA filter surface (equally pressured) and evenly sucking in from the suction surface are important factors in forming a laminar flow.
従来の層流式クリーンルームでは次のような問
題が付随した。すなわち、吸込面からの均等な吸
い込みもさることながら、HEPAフイルタから
の均等な吹き出しが必要であるが、吹出面に取付
けてあるHEPAフイルタは蛇行面をもつ連続し
たメデアからなつているのが普通であるから、ミ
クロ的に見ると山と谷の部分では吹出流速の高低
が生じて流れに乱れを生じることになる。また、
大きな面積にHEPAフイルタを張り渡す場合に
は、フイルタ枠（フレーム）に小面積のHEPA
フイルタユニツトを隣接させてフイルタ面を形成
するのが通常であるから、このフイルタ枠が存在
する部分では渦流が生じることになり、このため
に層流の流れを乱すことは避けられない。そし
て、天井面に照明器具や各種測定器具類が存在す
る場合にもこれらによつて流れを乱すことにな
る。さらに、HEPAフイルタ面から均等に吹き
出すこと吸込面から均等に吸い込むためには、
HEPAフイルタの背後の給気プレナム内および
吸込面の奥の排気プレナム内に均圧手段などを必
要とし、設備が複雑になる。
Conventional laminar flow clean rooms have the following problems: In other words, in addition to even suction from the suction surface, it is also necessary to have an even blowout from the HEPA filter, but HEPA filters attached to the blowout surface are usually made up of a continuous medium with a meandering surface. Therefore, from a microscopic perspective, the blowout flow velocity varies between peaks and valleys, causing turbulence in the flow. Also,
When installing a HEPA filter over a large area, place a small area of HEPA on the filter frame.
Since filter units are usually placed adjacent to each other to form a filter surface, a vortex is generated in the area where the filter frame is present, which inevitably disrupts the laminar flow. Furthermore, if there are lighting fixtures or various measuring instruments on the ceiling surface, these will also disturb the flow. Furthermore, in order to blow out evenly from the HEPA filter surface and to draw in evenly from the suction surface,
Pressure equalization means is required in the supply air plenum behind the HEPA filter and in the exhaust plenum behind the suction surface, making the equipment complex.
本発明はこのような従来の層流式クリーンルー
ムの問題を流体力学的層流を実現することによつ
て根本的に解決しようとするものである。 The present invention attempts to fundamentally solve the problems of such conventional laminar flow clean rooms by realizing hydrodynamic laminar flow.
本発明は、所定の面積をもつ面内にHEPAフ
イルタを面状に張り渡すと共にこのHEPAフイ
ルタ層の背後に給気プレナムを形成し、この給気
プレナム内から該HEPAフイルタ層を通過して
室内に空気を吹き出すようにしたクリーンルーム
用の空気吹き出し設備において、該HEPAフイ
ルタ層の空気吹き出し側に平板状の通気抵抗体層
をこのHEPAフイルタ層から離して実質上平行
に設置することによりHEPAフイルタ層とこの
通気抵抗体層との間に清浄空気プレナムを形成
し、この平板状の通気抵抗体層として、(a)層の全
面にわたつて実質的に正規性をもつて多数の通気
孔が形成されている多孔物質の層であり、(b)各通
気孔を形成している孔と孔との間に存在する物質
の平面方向の厚みが平均１mm以下であり、そし
て、(c)平均吹き出し流速が0.45ｍ／secのときに
１mmAq以上の通気抵抗を有する、という三つの
要件を満足する通気抵抗体層を使用し、該清浄空
気プレナム内の空気をこの通気抵抗体層を通過さ
せることによつて流体力学的層流を形成させるこ
とを特徴とするクリーンルーム用の空気吹き出し
設備を提供するものである。そのさい、前記の(a)
〜(c)の要件を満足した通気抵抗体層として海綿状
の多孔物質からなるもの、またはハニカム構造体
にメツシユを組み合わせた構造のものを使用する
のが特に便宜である。
In the present invention, a HEPA filter is spread over a plane having a predetermined area, a supply air plenum is formed behind this HEPA filter layer, and the air is passed through the HEPA filter layer from within the supply plenum into the room. In air blowing equipment for a clean room, which blows out air to the HEPA filter layer, a flat ventilation resistor layer is installed on the air blowing side of the HEPA filter layer so as to be spaced apart from the HEPA filter layer and substantially parallel to the HEPA filter layer. A clean air plenum is formed between the layer (a) and the ventilation resistor layer, and a large number of ventilation holes are formed with substantially regularity over the entire surface of the layer (a) as the flat ventilation resistor layer. (b) the average thickness of the material existing between the pores forming each vent hole is 1 mm or less in the plane direction; and (c) the average blowout thickness is 1 mm or less. By using a ventilation resistor layer that satisfies the three requirements of having an airflow resistance of 1 mmAq or more when the flow velocity is 0.45 m/sec, and allowing the air in the clean air plenum to pass through this ventilation resistor layer. Thus, the present invention provides an air blowing facility for a clean room, which is characterized by forming a hydrodynamic laminar flow. In that case, (a) above
It is particularly convenient to use a layer made of a spongy porous material, or a structure in which a honeycomb structure is combined with a mesh, as the ventilation resistor layer that satisfies the requirements (c).
以下に本発明の内容を図面に従つて具体的に説
明する。 The contents of the present invention will be specifically explained below with reference to the drawings.
第１図は本発明のクリーンルーム用空気吹き出
し設備の代表例を図解的に示したものであり、１
はHEPAフイルタ、２は給気プレナム、３は通
気抵抗体層、４は清浄空気プレナムを示してい
る。５は天井スラブである。第１図は本発明に従
つてダウンフロークリーンルームを形成する場合
の例であり、HEPAフイルタ１は天井面に水平
方向に張り渡され、このHEPAフイルタ１の層
と天井スラブ５との間の天井裏空間が給気プレナ
ムとして利用されている。HEPAフイルタ層１
はモジユル化された多数のフイルタユニツトを天
井フレーム６に装着することによつて形成されて
いる。本発明においては、このように面状に張り
渡したHEPAフイルタ層１の空気吹き出し面側
に、平板状の通気抵抗体層３をHEPAフイルタ
層１から離して実質上平行に設置することによつ
て、HEPAフイルタ層１とこの通気抵抗体層３
との間に清浄空気プレナム４を形成する。 FIG. 1 schematically shows a typical example of the air blowing equipment for a clean room according to the present invention.
indicates a HEPA filter, 2 indicates a supply air plenum, 3 indicates a ventilation resistor layer, and 4 indicates a clean air plenum. 5 is a ceiling slab. FIG. 1 shows an example of forming a downflow clean room according to the present invention, in which a HEPA filter 1 is stretched horizontally on the ceiling surface, and a layer of the HEPA filter 1 is placed between the layer of the HEPA filter 1 and a ceiling slab 5. The back space is used as an air supply plenum. HEPA filter layer 1
is formed by attaching a large number of modular filter units to the ceiling frame 6. In the present invention, a flat ventilation resistor layer 3 is installed on the air blowing surface side of the HEPA filter layer 1 stretched in a planar manner so as to be substantially parallel to the HEPA filter layer 1. Then, the HEPA filter layer 1 and this ventilation resistor layer 3
A clean air plenum 4 is formed between the two.
本発明は清浄空気プレナム４からこの通気抵抗
体層３を経て空気が吹き出されるさいに流体力学
的層流を実現しようとするものであるが、この流
体力学的層流を実現するには、本発明者らの多数
の実験からこの通気抵抗体層３は次の三つの要件
を同時に満足することが必要であることが判明し
た。 The present invention attempts to realize a hydrodynamic laminar flow when air is blown out from the clean air plenum 4 through the ventilation resistor layer 3, but in order to realize this hydrodynamic laminar flow, From numerous experiments conducted by the present inventors, it has been found that the ventilation resistor layer 3 needs to simultaneously satisfy the following three requirements.
(a) 層の全面にわたつて実質的に正規性をもつて
多数の通気孔が形成されている多孔物質の層で
あること、
(b) 各通気孔を形成している孔と孔との間に存在
する物質の平面方向の厚みが平均１mm以下であ
ること、そして、
(c) 平均吹き出し流速が0.45ｍ／secのときに１
mmAq以上の通気抵抗を有すること、の三つの
要件を満足しなければならない。(a) It is a layer of porous material in which a large number of vents are formed with substantially regularity over the entire surface of the layer, and (b) The pores forming each vent are (c) 1 when the average blowing flow velocity is 0.45 m/sec.
It must satisfy three requirements: It must have an airflow resistance of mmAq or higher.
この要件を満足する通気抵抗体層３としては、
第２図に示すような海綿状物質からなる層状体が
ある。これは例えばポリエステル系ポリウレタン
フオームから薄膜を除去して三次元骨格網状構造
の多孔体としたもの（例えばブリジストン株式会
社製、商品名エバーライトHR−40）が挙げられ
る。第３図はその三次元骨格網状構造を図解的に
示したものであるが、線状物質７が立体的につな
がつて海綿状の無数の空洞（孔）８を形成してい
る。この物質を本発明の通気抵抗体層３に使用す
る場合には、層の全面にわたつて各孔８が実質上
正規性をもつて分布し且つ線状物質７の平均径が
１mm以下でなければならず、そして、これを通気
抵抗体層３として使用したさいに、平均吹き出し
流速が0.45ｍ／secのときに１mmAq以上の通気抵
抗を有することが必要である。市販の商品名エバ
ーライトHR−40について言えば(a)および(b)の要
件を満足している。そしてこの商品の層の厚さと
通気抵抗との関係は次のとおりである。 The ventilation resistor layer 3 that satisfies this requirement is as follows:
There is a layered body made of spongy material as shown in Figure 2. An example of this is a porous body having a three-dimensional skeleton network structure by removing a thin film from a polyester polyurethane foam (for example, Bridgestone Corporation, trade name Everlite HR-40). FIG. 3 schematically shows the three-dimensional skeletal network structure, in which linear substances 7 are three-dimensionally connected to form countless cavernous cavities (pores) 8. When this material is used in the ventilation resistor layer 3 of the present invention, the pores 8 must be distributed with substantially normality over the entire surface of the layer, and the average diameter of the linear materials 7 must be 1 mm or less. In addition, when this is used as the ventilation resistor layer 3, it is necessary to have ventilation resistance of 1 mmAq or more when the average blowing flow velocity is 0.45 m/sec. Regarding the commercially available product name Everlight HR-40, it satisfies the requirements (a) and (b). The relationship between the layer thickness and ventilation resistance of this product is as follows.
層の厚さ（mm） 通気抵抗（mmAq）
20 2.4
10 1.25
８ 0.81
５ 0.51
３ 0.30
したがつて、この市販品を本発明に適用する場
合には、10mm以上の層厚であれば通気抵抗が１mm
Aq以上となり、前記(c)の要件も満足することが
できる。Layer thickness (mm) Airflow resistance (mmAq) 20 2.4 10 1.25 8 0.81 5 0.51 3 0.30 Therefore, when applying this commercial product to the present invention, if the layer thickness is 10 mm or more, airflow resistance will be 1mm
Aq or more, and the requirement (c) above can also be satisfied.
第４〜５図は本発明に使用できる通気抵抗体層
３の他の例を示している。本例の通気抵抗体層３
はハニカム構造体１０に、横糸１１と縦糸１２と
からなるメツシユを組み合わせた構造を有してい
る。ハニカム構造体１０は外観は平板状を有して
おり、この平板の一方の面から他方の面に多数の
ハニカム構造の連通孔を有している。そして、こ
のハニカム構造体１０に横糸１１と縦糸１２とか
らなるメツシユを重ねることによつて所望の通気
抵抗をもつ通気抵抗体層３を構成している。第６
図は横糸１１と縦糸１２とからなるメツシユをハ
ニカム構造体１０の層内に挟み込んだ構造を有す
るものである。このハニカム構造体とメツシユと
の組み合わせにおいても、ハニカム構造の各連通
孔およびメツシユ目を均等にすることによつて前
記(a)の要件を満たすことができ、またハニカム構
造の連通孔を形成している材料の厚さ（平板方向
の厚さ）を１mm以内とし且つメツシユを構成する
横糸１１と縦糸１２の径を１mm以内とすることに
よつて前記(b)の要件も充足することができる。そ
して、ハニカム構造体１０だけでは前記(c)の要件
を充足することは通常はできないので、メツシユ
目の粗さ（横糸１１と縦糸１２の本数）の調整に
よつて、或いは複数枚のメツシユの重ね合わせ数
によつて前記(c)の通気抵抗１mmAq以上の要件を
充足することができる。 4 and 5 show other examples of the ventilation resistor layer 3 that can be used in the present invention. Ventilation resistor layer 3 of this example
has a structure in which a honeycomb structure 10 is combined with a mesh consisting of weft threads 11 and warp threads 12. The honeycomb structure 10 has a flat plate-like appearance, and has a large number of honeycomb structure communicating holes from one side of the flat plate to the other side. By layering a mesh made of weft threads 11 and warp threads 12 on this honeycomb structure 10, a ventilation resistor layer 3 having a desired ventilation resistance is constructed. 6th
The figure shows a structure in which a mesh consisting of weft threads 11 and warp threads 12 is sandwiched between layers of a honeycomb structure 10. Even in the combination of this honeycomb structure and mesh, the above requirement (a) can be satisfied by making each communication hole of the honeycomb structure and the mesh uniform, and also by forming the communication holes of the honeycomb structure. The above requirement (b) can also be satisfied by making the thickness of the material (thickness in the flat plate direction) within 1 mm and the diameters of the weft threads 11 and warp threads 12 constituting the mesh within 1 mm. . Since it is usually not possible to satisfy the above requirement (c) with the honeycomb structure 10 alone, it is necessary to adjust the coarseness of the mesh (the number of weft threads 11 and warp threads 12) or by adjusting the mesh size of multiple meshes. Depending on the number of overlapping layers, the above-mentioned requirement (c) of ventilation resistance of 1 mmAq or more can be satisfied.
次に本発明で規制する通気抵抗体層３の前記(a)
〜(b)の要件について説明する。 Next, the above (a) of the ventilation resistor layer 3 regulated by the present invention
~(b) requirements will be explained.
まず、本発明で使用する通気抵抗体層は、(a)層
の全面にわたつて実質的に正規性をもつて多数の
通気孔が形成されている多孔物質の層でなければ
ならない。実質的に正規性をもつて通気孔が形成
されているとは、通気孔の大きさや分布が場所に
よつて大きな偏りをもつていてはならないという
ことであり、流体力学的層流を形成しようとする
吹き出し面の全域にわたつて実質上同じ空気抵抗
をもつように通気孔が形成されていなければなら
ないということである。通気抵抗が場所によつて
異なるような非正規性のものでは空気の通過速度
が場所によつて異なることになり、この速度差が
生じる部分で乱流が形成されることになる。した
がつて、この(a)の要件は言い換えれば流体力学的
層流を形成しようとする吹き出し面の全域にわた
つて実質上同じ通気抵抗をもつように通気孔が形
成されている多孔層であるとも言い得る。 First, the ventilation resistor layer used in the present invention must be a layer of a porous material in which a large number of ventilation holes are formed with substantially regularity over the entire surface of layer (a). The fact that the vents are formed with substantially normality means that the size and distribution of the vents should not be significantly biased depending on the location, so that hydrodynamic laminar flow should be formed. This means that the ventilation holes must be formed so that they have substantially the same air resistance over the entire area of the air outlet surface. If the ventilation resistance is non-normal, which varies depending on the location, the air passing speed will vary depending on the location, and turbulent flow will be formed in the area where this speed difference occurs. Therefore, this requirement (a) is, in other words, a porous layer in which ventilation holes are formed so that the ventilation resistance is substantially the same over the entire area of the blowing surface where hydrodynamic laminar flow is to be formed. It can also be said.
次に、本発明で使用する通気抵抗体層は、(b)各
通気孔を形成している孔と孔との間に存在する物
質の平面方向の厚みが平均１mm以下であることが
必要である。従来より整流板として最も普通に使
用されている第７図に示したようなパンチングボ
ード（多孔板）では流体力学的層流は形成するこ
とができない。これは第８図に図解的に示したよ
うに、孔１５を形成している物質材料部分１６
（盲部分）の背後に乱流が生ずるからである。す
なわち、かようなパンチングボードを整流体とし
て使用した場合には、盲部分１６の面積が相対的
に大きいので孔１５と盲部分１６とでは吹き出し
空気の速度差を生じるので流体力学的層流は形成
できない。したがつて、従来の通常のパンチング
ボードは乱流促進体であるとすら言い得るもので
ある。盲部分１６の面積を小さくして、例えば本
発明で規制するように巾が１mm以下となるように
して、パンチングボードを構成することは製造上
非常に困難で且つ強度の面でも問題を生ずるであ
ろうが、仮に製造できたとしても盲部分１６の巾
（ピツチ）が小さいものでは十分な通気抵抗を与
えることは困難となる。したがつて、従来より市
販のパンチングボードは整流機能はあつても流体
力学的な意味での層流を形成することはできな
い。このことは従来より使用されているルーバー
型の整流体についても同様のことが言いえる。も
つとも、各通気孔を形成している孔と孔との間に
存在する物質の平面方向の厚み（巾）が平均１mm
以下であり且つ本発明の(c)の要件を満たすような
パンチングボードまたはルーバーが作成できるの
であれば、これは本発明の要件を満たすことがで
きるから本発明で規制する範囲の通気抵抗体層と
いうことになる。 Next, in the ventilation resistor layer used in the present invention, (b) it is necessary that the average thickness of the material existing between the holes forming each ventilation hole in the planar direction is 1 mm or less; be. A punching board (perforated board) as shown in FIG. 7, which has conventionally been most commonly used as a current plate, cannot form a hydrodynamic laminar flow. This is illustrated diagrammatically in FIG.
This is because turbulence occurs behind the (blind part). That is, when such a punching board is used as a flow regulator, since the area of the blind portion 16 is relatively large, a velocity difference in the blown air is generated between the hole 15 and the blind portion 16, so that hydrodynamic laminar flow is not achieved. Cannot be formed. Therefore, the conventional punching board can even be said to be a turbulence promoter. It would be very difficult to manufacture a punching board by reducing the area of the blind portion 16, for example, to a width of 1 mm or less as regulated by the present invention, and would also cause problems in terms of strength. However, even if it could be manufactured, it would be difficult to provide sufficient ventilation resistance if the width (pitch) of the blind portion 16 is small. Therefore, although conventional punching boards commercially available have a rectifying function, they cannot form a laminar flow in a hydrodynamic sense. The same can be said of the louver-type flow regulators that have been used in the past. However, the average thickness (width) in the plane direction of the material that exists between the holes that form each ventilation hole is 1 mm.
If it is possible to create a punching board or louver that satisfies the requirements of (c) of the present invention, it can satisfy the requirements of the present invention, and therefore the ventilation resistor layer falls within the range regulated by the present invention. It turns out that.
第９図は、空気流れの中に“鈍い（流線型では
ない）物体１７”を置いた場合にこの物体１７の
背後にカルマン流が発生するときのレイノルズ数
との関係を図解的に示したものてある。図では断
面が円形の線体の理想的な鈍い物体を示してい
る。図示のように、レイノズル数が40以上となる
と、鈍い物体１７の背後にカルマン流１８が形成
されて流れが乱れる。本発明で規制するように、
孔と孔との間に存在する物質の平面方向の厚み
（巾）が平均１mm以下であれば、通常のクリーン
ルームの空気吹き出し流速（0.45ｍ／ｓ）におい
ては、
レイノルズ数（Re）＝Ｖ・ｄ／ν
但し
Ｖ＝吹き出し流速、
ｄ＝物質の径（ｍ）
ν＝動粘性係数（＝0.156×10-4）（at.20℃）
Re＝0.45×0.001／0.156×10-4＝28となる。こ
れは前記のレイノルズ数40以下の要件を満足す
る。クリーンルームでの空気吹き出し流速の稼動
可能な上限は0.45ｍ／ｓよりも高いが、物質の厚
みが１mmを超えなければレイノルズ数40以下の要
件を充足することができる。この理由から本発明
では通気抵抗体層３の孔と孔との間に存在する物
質の平面方向の厚み（巾）を平均１mm以下と規制
する。 Figure 9 schematically shows the relationship with the Reynolds number when a Karman flow is generated behind the object 17 when a "sluggish (non-streamlined) object 17" is placed in the air flow. There is. The figure shows an ideal linear object with a circular cross section. As shown in the figure, when the Raynozzle number is 40 or more, a Karman flow 18 is formed behind the blunt object 17 and the flow becomes turbulent. As regulated by this invention,
If the average thickness (width) of the material between the holes in the planar direction is 1 mm or less, then at the normal clean room air blowing velocity (0.45 m/s), Reynolds number (Re) = V・d/ν where V=Blowout velocity, d=Diameter of material (m) ν=Kinematic viscosity coefficient (=0.156×10 -4 ) (at.20℃) Re=0.45×0.001/0.156×10 -4 =28 Become. This satisfies the above-mentioned requirement of a Reynolds number of 40 or less. The upper limit of the air blowing velocity in a clean room that can be operated is higher than 0.45 m/s, but the requirement of a Reynolds number of 40 or less can be met as long as the thickness of the material does not exceed 1 mm. For this reason, in the present invention, the thickness (width) in the planar direction of the material existing between the holes of the ventilation resistor layer 3 is limited to 1 mm or less on average.
しかし、この(a)と(b)の要件だけでは流体力学的
層流を形成することはできない。通気抵抗体層３
は、(c)平均吹き出し流速が0.45ｍ／secのときに
１mmAq以上の通気抵抗を示すものでなければな
らない。 However, requirements (a) and (b) alone cannot form hydrodynamic laminar flow. Ventilation resistor layer 3
(c) Must exhibit ventilation resistance of 1 mmAq or more when the average blowing flow velocity is 0.45 m/sec.
第１０図は、第２〜３図に示した三次元骨格網
状構造の多孔体（ポリエステル系ポリウレタンフ
オームから薄膜を除去したもの、ブリジストン株
式会社製の商品名エバーライトHR−40）を通気
抵抗体層に使用して本発明者らが実験した結果
を、この通気抵抗体層の通気抵抗と乱れ強さの関
係で整理したものである。三次元骨格網状構造の
多孔体を構成している線状物質の線径は平均0.5
mmでであり、通気抵抗はその層厚を変えることに
よつて変化させた。 Figure 10 shows a porous material with a three-dimensional skeletal network structure shown in Figures 2 and 3 (polyester-based polyurethane foam with a thin film removed, trade name Everlite HR-40 manufactured by Bridgestone Corporation) as a ventilation resistor. The results of experiments conducted by the present inventors using this material as a layer are summarized in terms of the relationship between ventilation resistance and turbulence strength of this ventilation resistor layer. The average wire diameter of the linear material that makes up the porous body with a three-dimensional skeletal network structure is 0.5
mm, and the airflow resistance was varied by changing the layer thickness.
ここで、乱れ強さは、流速の変動成分（U′）
の実効値（√′）と平均流速(V)との比√′／Ｖ
で表したものである。流速の変動成分（U′）は
第１１図に示したように、流速ｕの時間変化を調
べたときに平均流速Ｖからの偏位量で表される。 Here, the turbulence strength is the fluctuation component of the flow velocity (U′)
The ratio between the effective value (√′) and the average flow velocity (V) √′/V
It is expressed as As shown in FIG. 11, the fluctuation component (U') of the flow velocity is expressed by the amount of deviation from the average flow velocity V when the time change of the flow velocity u is investigated.
実験は巾60mmのフレーム（第１図の符号６で示
されるもの）を中央に位置させてその両側に各々
200mm×460mmのHEPAフイルタを装着させ、
HEPAフイルタ層１から下流側200mmの位置に各
種の層厚をもつ（通気抵抗の異なる）通気抵抗体
層を平行に設置し、いずれも0.45ｍ／secの吹き
出し風速のもとで、通気抵抗体層から下流側300
mmの位置で、可視化用トレーサーによる流脈の目
視観察並びに熱線流速計による流速並びに流速の
変動成分の実効値の計測を行なつた。この実験に
基づき通気抵抗体層の通気抵抗と乱れ強さの関係
をブロツトしたのが第１０図である。第１０図の
結果から、通気抵抗体層の通気抵抗が１mmAq以
上で乱れ強さが１％以下となることがわかる。つ
まり、通気抵抗が１mmAq以上において、乱れ強
さ＝流速の変動成分（U′）の実効値（√′）と
平均流速(V)との比√′／Ｖが１％以下であるこ
とは、通気抵抗体層の下流側に乱れのない流体力
学的層流が実現されたことを意味している。特
に、流れに欠損を与えるフレームが存在しても流
体力学的層流が形成されたことは特筆される。 In the experiment, a frame with a width of 60 mm (indicated by number 6 in Figure 1) was placed in the center, and each side of the frame was
Attach a 200mm x 460mm HEPA filter,
Ventilation resistor layers with various thicknesses (different ventilation resistances) were installed in parallel at a position 200 mm downstream from HEPA filter layer 1, and the ventilation resistor layers were 300 downstream from layer
At a position of mm, visual observation of flow veins was performed using a visualization tracer, and effective values of flow velocity and fluctuation components of flow velocity were measured using a hot wire anemometer. Based on this experiment, FIG. 10 is a plot of the relationship between the ventilation resistance of the ventilation resistor layer and the turbulence strength. From the results shown in FIG. 10, it can be seen that when the ventilation resistance of the ventilation resistor layer is 1 mmAq or more, the turbulence strength is 1% or less. In other words, when the ventilation resistance is 1 mmAq or more, the ratio √'/V of the effective value (√') of the fluctuation component (U') of turbulence strength = flow velocity and the average flow velocity (V) is 1% or less. This means that an undisturbed hydrodynamic laminar flow was achieved downstream of the ventilation resistor layer. In particular, it is noteworthy that hydrodynamic laminar flow was formed even in the presence of a frame that caused defects in the flow.
なお、この実験は0.45ｍ／secの吹き出し風速
のもとで行つたが、本発明の設備はこの吹き出し
風速で稼動することに限られるものではない。す
なわち要件(c)における「0.45ｍ／secのときに１
mmAq以上の通気抵抗」とは、本発明の目的を達
成するのに必要な通気抵抗体層３の通気抵抗の大
きさを定めるために規制するものであり、吹き出
し風速0.45ｍ／secというのはその風速で本発明
設備を稼動することを意味しない。本発明設備を
稼動する場合の実際の吹き出し風速は自由な値を
取り得る（例えば吹き出し風速0.1〜0.5ｍ／secの
範囲）のであり、このような通常のクリーンルー
ムの吹き出し風速を採用する場合において吹き出
し風速が0.45ｍ／secのときに１mmAq以上の通気
抵抗をもつ”通気抵抗体層３を使用するならば本
発明の目的は達成されるのである。 Although this experiment was conducted at a blowing wind speed of 0.45 m/sec, the equipment of the present invention is not limited to operating at this blowing wind speed. In other words, "1 at 0.45m/sec" in requirement (c)
"Airflow resistance of mmAq or more" is regulated to determine the level of airflow resistance of the airflow resistance layer 3 necessary to achieve the purpose of the present invention, and the blowing wind speed of 0.45 m/sec is It does not imply that the equipment of the present invention will be operated at that wind speed. The actual blowing wind speed when operating the equipment of the present invention can take any value (for example, the blowing wind speed is in the range of 0.1 to 0.5 m/sec). The object of the present invention can be achieved if a ventilation resistor layer 3 having a ventilation resistance of 1 mmAq or more when the wind speed is 0.45 m/sec is used.
以上の事実から、HEPAフイルタ層１から所
定の間隔をあけて前記の(a)〜(c)の要件を満足する
通気抵抗体層３を設置してHEPAフイルタ層１
と通気抵抗体層３との間に清浄空気プレナム４を
形成するならば、HEPAフイルタ層１からの吹
き出し流れに乱れが存在しても流体力学的層流を
もつクリーンルーム気流を得ることができる。 Based on the above facts, the ventilation resistor layer 3 that satisfies the requirements (a) to (c) above is installed at a predetermined interval from the HEPA filter layer 1.
If a clean air plenum 4 is formed between the HEPA filter layer 1 and the ventilation resistor layer 3, a clean room airflow with hydrodynamic laminar flow can be obtained even if there is turbulence in the blowout flow from the HEPA filter layer 1.
第１２図は本発明を適用したクリーンルームの
他の例を示している。本例ではHEPAフイルタ
１と盲板２０とが天井フレーム６に取付けられ、
HEPAフイルタ層が非連続である。このように
して非連続なHEPAフイルタ層を天井面に形成
した場合でも前記の(a)〜(c)の要件を満足する通気
抵抗体層３と清浄空気プレナム４を設けることに
よつて流体力学的層流を形成することができる。
この場合、図示のように、通気抵抗体層３の設置
位置を選定することによつてクリーンルーム内で
層流域２１や乱流域２２を自由に形成することが
できる。すなわち通気抵抗体層３を形成する部分
と形成しない部分（盲板２３を設置する部分）と
を区分けすることによつてクリーンルーム内の必
要な箇所に層流域２１を形成することができる。
そのさい層流域２１を乱流域２３から区分する垂
直な垂れ壁（アイリツド）２４を取付けるのが好
ましい。なお、２５は照明器具を示している。本
例では、通気抵抗体層３と盲板２３との組み合わ
せを選定するだけでクリーンルーム内の作業のレ
イアウトの変更に応じて必要な清浄度の清浄域を
自由に変更できるものであり、天井部のHEPA
フイルタの配置変えなどを要しない点で、また
HEPAフイルタの面積が節約できる点で、従来
の層流式クリーンルームでは得られない利点があ
る。そのさい、通気抵抗体層３と盲板２３との相
対面積比の調節や通気抵抗体層３の本発明で規制
する範囲内での通気抵抗値の選定により吹き出し
流速の調整ができる点でも有利である。 FIG. 12 shows another example of a clean room to which the present invention is applied. In this example, a HEPA filter 1 and a blind plate 20 are attached to a ceiling frame 6,
HEPA filter layer is discontinuous. Even when a discontinuous HEPA filter layer is formed on the ceiling surface in this way, fluid dynamics can be achieved by providing the ventilation resistor layer 3 and the clean air plenum 4 that satisfy the requirements (a) to (c) above. A laminar flow can be formed.
In this case, as shown in the figure, by selecting the installation position of the ventilation resistor layer 3, a laminar region 21 and a turbulent region 22 can be freely formed in the clean room. That is, by separating the part where the ventilation resistor layer 3 is formed and the part where it is not formed (the part where the blind plate 23 is installed), the laminar region 21 can be formed at a necessary location in the clean room.
Preferably, a vertical hanging wall (eyelid) 24 separating the laminar region 21 from the turbulent region 23 is installed. Note that 25 indicates a lighting fixture. In this example, by simply selecting the combination of the ventilation resistor layer 3 and the blind plate 23, the cleanliness area with the required cleanliness can be freely changed according to changes in the work layout in the clean room. HEPA
Also, it does not require changing the arrangement of filters.
This has an advantage over conventional laminar flow clean rooms in that it saves space for HEPA filters. At this time, it is also advantageous in that the blowing flow velocity can be adjusted by adjusting the relative area ratio of the ventilation resistor layer 3 and the blind plate 23 and by selecting the ventilation resistance value of the ventilation resistor layer 3 within the range regulated by the present invention. It is.
第１３図は、HEPAフイルタ１をケーシング
２６内に装着し、このケーシング２６内に給気ダ
クト２７から給気を供給するようにしたものであ
り、ケーシング２６内において給気プレナムを形
成した以外は実質上第１２図と同様の構成を示し
ている。この場合に、ケーシング２６内にフアン
２８を取付けることも可能である。本例でも第１
２図で説明したのと同様に、従来のクリーンルー
ムでは得られない効果が発揮できる。なお、第１
３図に示した給気ダクト２７を設けず天井裏空間
の空気を直接ケーシング２６内に取り入れる場合
にも同様の効果が得られることは勿論である。 In FIG. 13, the HEPA filter 1 is mounted inside a casing 26, and supply air is supplied into the casing 26 from an air supply duct 27, except that an air supply plenum is formed inside the casing 26. This shows substantially the same configuration as FIG. 12. In this case, it is also possible to install the fan 28 inside the casing 26. In this example, the first
As explained in Figure 2, effects that cannot be obtained in conventional clean rooms can be achieved. In addition, the first
Of course, the same effect can be obtained even when the air in the attic space is taken directly into the casing 26 without providing the air supply duct 27 shown in FIG.
第１図は本発明に従うクリーンルーム用空気吹
き出し設備の代表例を示す略断面図、第２図は本
発明設備で使用できる通気抵抗体層の例を示す部
分断面図、第３図は第２図の通気抵抗体層の部分
拡大図、第４図は本発明設備で使用できる通気抵
抗体層の他の例を示す部分平面図、第５図は第４
図のＶ−Ｖ線矢視断面図、第６図は同じく通気抵
抗体層の他の例を示す第５図同様の断面図、第７
図は従来の整流体の代表例を示したパンチングボ
ードの部分平面図、第８図は第７図の整流体使用
時の気流の流れ状態を示す第７図のＸ−Ｘ線矢視
拡大断面図、第９図はカルマン渦の発生とレイノ
ルズ数との関係を説明するための気流模式図、第
１０図は本発明設備における通気抵抗体層の通気
抵抗と乱れ強さとの関係を示す実験結果図、第１
１図は流速の変動成分（U′）を説明するための
流速の経時変化図、第１２図は本発明に従うクリ
ーンルーム用空気吹き出し設備の他の例を示す略
断面図、第１３図は同じく本発明に従うクリーン
ルーム用空気吹き出し設備のさらに他に例を示す
略断面図である。
１……HEPAフイルタ、２……給気プレナム、
３……通気抵抗体層、４……清浄空気プレナム、
５……天井スラブ、６……天井フレーム。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a typical example of air blowing equipment for clean rooms according to the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of a ventilation resistor layer that can be used in the equipment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a partial plan view showing another example of the ventilation resistor layer that can be used in the equipment of the present invention, and FIG.
6 is a sectional view taken along the line V-V in the figure, FIG. 6 is a sectional view similar to FIG. 5 showing another example of the ventilation resistor layer, and FIG.
The figure is a partial plan view of a punching board showing a typical example of a conventional flow regulator, and Figure 8 is an enlarged cross-section taken along the line X-X in Figure 7, showing the state of airflow when using the fluid regulator in Figure 7. Figure 9 is a schematic diagram of the airflow to explain the relationship between the generation of Karman vortices and the Reynolds number, and Figure 10 is the experimental result showing the relationship between the ventilation resistance of the ventilation resistance layer and the turbulence strength in the equipment of the present invention. Figure, 1st
Fig. 1 is a flow velocity change diagram over time for explaining the flow velocity fluctuation component (U'), Fig. 12 is a schematic sectional view showing another example of the air blowing equipment for a clean room according to the present invention, and Fig. 13 is also shown in this book. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing still another example of the air blowing equipment for a clean room according to the invention. 1...HEPA filter, 2...Air supply plenum,
3... Ventilation resistor layer, 4... Clean air plenum,
5...Ceiling slab, 6...Ceiling frame.
Claims (1)
面状に張り渡すと共にこのHEPAフイルタ層の
背後に給気プレナムを形成し、この給気プレナム
内から該HEPAフイルタ層を通過して室内に空
気を吹き出すようにしたクリーンルーム用の空気
吹き出し設備において、 該HEPAフイルタ層の空気吹き出し側に平板
状の通気抵抗体層をこのHEPAフイルタ層から
離して実質上平行に設置することによりHEPA
フイルタ層とこの通気抵抗体層との間に清浄空気
プレナムを形成し、 この平板状の通気抵抗体層として、(a)層の全面
にわたつて実質的に正規性をもつて多数の通気孔
が形成されている多孔物質の層であり、(b)各通気
孔を形成している孔と孔との間に存在する物質の
平面方向の厚みが平均１mm以下であり、そして、
(c)平均吹き出し流速が0.45ｍ／secのときに１mm
Aq以上の通気抵抗を有する、通気抵抗体層を使
用し、 該清浄空気プレナム内の空気をこの通気抵抗体
層を通過させることによつて流体力学的層流を形
成させることを特徴とするクリーンルーム用の空
気吹き出し設備。 ２ 通気抵抗体層は海綿状の多孔物質からなる特
許請求の範囲第１項記載のクリーンルーム用の空
気吹き出し設備。 ３ 通気抵抗体層はハニカム構造体にメツシユを
組み合わせた構造を有する特許請求の範囲第１項
記載のクリーンルーム用の空気吹き出し設備。[Claims] 1. A HEPA filter is spread across a plane having a predetermined area, and an air supply plenum is formed behind this HEPA filter layer, and air passes through the HEPA filter layer from within this air supply plenum. In air blowing equipment for clean rooms that blows air into the room, a flat ventilation resistor layer is installed on the air blowing side of the HEPA filter layer, away from the HEPA filter layer and substantially parallel to it. HEPA
A clean air plenum is formed between the filter layer and this ventilation resistor layer, and the flat ventilation resistor layer has a large number of ventilation holes with substantially regularity over the entire surface of the layer (a). (b) the average thickness of the material existing between the pores forming each ventilation hole in the planar direction is 1 mm or less, and
(c) 1mm when the average blowout flow velocity is 0.45m/sec
A clean room characterized by using a ventilation resistor layer having an ventilation resistance of Aq or more, and forming a hydrodynamic laminar flow by passing the air in the clean air plenum through the ventilation resistor layer. Air blowing equipment for. 2. The air blowing equipment for a clean room according to claim 1, wherein the ventilation resistor layer is made of a spongy porous material. 3. The air blowing equipment for a clean room according to claim 1, wherein the ventilation resistor layer has a structure in which a honeycomb structure is combined with a mesh.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133035A JPS62288433A (en) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | Air blow-off facilities for clean room |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133035A JPS62288433A (en) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | Air blow-off facilities for clean room |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62288433A JPS62288433A (en) | 1987-12-15 |
| JPH0550662B2 true JPH0550662B2 (en) | 1993-07-29 |
Family
ID=15095287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61133035A Granted JPS62288433A (en) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | Air blow-off facilities for clean room |
Country Status (1)
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