JPS63204058A - クリ−ンル−ムの運転制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、省エネルギー運転を目的としたクリーンル
ームの運転制御方式に関する。

〔従来の技術〕

周知のようにクリーンルームは作業環境となる室内空気
の清浄維持を図るものであり、具体的にはクリーンルー
ムに空調機等の空調系を含む空気循環路、および室内空
気吹出し口にＨＥＰＡフィルタしての主フィルタを備え
、クリーンルームと空調系との間で室内空気を循環送風
することにより室内で発しんした粉じんを排除しつつ、
クリーンルーム室内へ主フィルタを通じて清浄空気を給
気送風して室内空気を清浄化する。

一方、クリーンルームにおける室内の浮遊物じん濃度Ｃ
に関して、 （１−ＰＸ　ｒ”）　Ｑｒ＋Ｑｎｒ 但し、Ｐ：主フィルタの塵埃通過率。

Ｐｆ：プレフィルタの塵埃通過率。

Ｑｏ：外気取入量、Ｃｏ：外気塵埃濃度。

Ｍ：室内粉じん発生量、γ：排気再循環率。

Ｑｒｌｉ環風量、　　Ｑｎｒ：自然排気量。

が成立することが知られている。ここで上記（１）式よ
り、室内清浄度維持のための室内粉じん発生量と室内換
気の送風量とは一次的な反比例の関係にあり、室内粉じ
ん濃度Ｃを一定として室内粉じん発生量が少なくなれば
、これに伴って室内換気量。

つまり送風量も少なくて済むことが判る。

この観点からクリーンルームの省エネルギー運転を狙い
として、夜間のようにクリーンルーム内に作業員が不在
で室内での発しん量も殆どない非作業時間帯には空調系
の送風機運転による機械送風量を低減して消費電力量の
節減化を図る方式、あるいはクリーンルーム室内に配備
した粉じん４度センサにより室内の粉じん濃度を監視し
、室内粉じん濃度が目標値以下になれば機械送風量を低
減するように運転制御して節電化を図る省エネルギー運
転方式が従来より公知である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記した従来の省エネルギー運転方式では次記
のような問題点が残る。すなわち、前者の方式では仮に
クリーンルームを２４時間フル操業する場合には減風量
運転の機会がなく、省エネルギー効果を発揮させること
ができない。かかる点後者の方式はクリーンルームを２
４時間フル操業する場合にも対応できる利点がある。し
かして人体より発しんした粉じんはクリーンルーム内で
一様に拡散せず、かつ作業員はクリーンルーム内を自由
に移動することから、仮に作業員が粉じん濃度センサの
設置位置より遠く離れていると正確な粉じん濃度を計測
することができず、この結果として実際には室内の粉じ
ん発生量が多いにもかかわらず判断を誤って減速風量運
転に移行することが起こり得る。つまりこの方式ではセ
ンサ配置分布の限界から室内における局部的な高松じん
濃度を見落とすおそれがある。したがってクリーンルー
ムの室内全域を目標清浄度に維持しつつ、省エネルギー
運転効果を発揮させるには、粉じん濃度センサを室内に
無数に分散配置しない限り充分な対応が不可能である。

この発明の目的は、クリーンルーム室内における発しん
源の最大要因が人体にあることに着目し、クリーンルー
ム内の在室者人数に対応して室内に給気する機械送風量
、つまり空調系による換気送風量を制御することにより
、従来方式のように粉じん濃度センサに鯨ることなしに
室内全域での目標清浄度維持を図りつつ、同時に高い省
エネルギー効果が発揮できるようにしたクリーンルーム
の運転制御方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、この発明はクリーンルー
ムへの作業員の入、退室を検出して在室者人数を集計処
理する在室者監視手段と、空調系の給気送風量制御手段
とを備え、在室者人数の増減に対応して室内へ給気する
空調系の送風量を加減制御しつつ、室内全域の粉じん濃
度を目標値以下に抑えて室内空気を清浄化するものとす
る。

〔作用〕

まず先記した室内粉じん濃度１発しん量、換気送風量と
の間の関係を表す式ｆｉ＋において、主フィルタ、プレ
フィルタの集塵効率は極めて高いことから、ＰＸＰｆＸ
ＱｏＸＣｏ＃０，１−ＰＸｒ＃ｌとして見なし得る。し
たがって（１）式は、Ｑｒ　＋　Ｑｎｒ　　　　Ｑｓ 但し、α：作業者−人当たりの発しん星。

Ｎ：在室作業者人数。

Ｑｓ：室内換気のための機械送風量。

となり、ここで（２）式における室内粉じん濃度Ｃを一
定（目標値）とすれば、在室作業者人数Ｎと室内空気の
清浄維持を図るに必要な機械送風量Ｑｓとは比例の関係
になる。したがって各時点におけるクリーンルーム室内
の在室者数を検出して集計処理し、この集計データを基
に室内粉じん濃度を目標値以下に維持するために要する
送風量を算出して空調系の送風機を運転制御することに
より、室内全域で目標清浄度を維持しつつ、きめ細かで
より効果的な省エネルギー運転を実現することができる
ようになる。

一方、在室者監視手段としては、作業員各人毎に個人識
別コード等の情報を−書き込んだ情報応答器を身に付け
て携帯させるとともに、クリーンルーム、および室内の
各管理エリアの出入口に情報読取器を配備して置き、該
情報応答器と読取器との間で無線式に信号伝達を行うこ
とにより出入口を移動通過する作業員を検出し、かつこ
の読取器で収集した情報信号を中央処理装置で一括集計
処理してクリーンルーム、各管理エリア内の在室者人数
等を確認する。また空調系の給気送風量制御手段には空
調系の送風機を可変速制御する例えばインバータ制御器
を採用し、前記のクリーンルーム在室者人数の集計デー
タを基に算出した最適な送風量を制御信号として送風機
を可変速制御して室内給気送風量を調節する。

〔実施例〕

第１図ないし第３図はこの発明の実施例を示すものであ
り、第１図はクリーンルーム全体の運転制御システム図
、第２図は第１図における在室者を検出、確認する監視
手段のシステム構成図、第３図は第１図によるシステム
の動作フロー図である。

ここで第１図のようにクリーンルーム１は室内に複数の
管理エリア１ａ＋　１ｂ＋　ｌｃが仕切られており、ク
リーンルームの出入口、および各管理エリア相互にまた
がる出入口にはそれぞれ二重の扉２が配備されている。

また室内の各管理エリア毎に天井面の空気吹出し口には
ＨＥＰＡフィルタを含むフィルタユニット３が装備され
、かつ各フィルタユニット３が室外に設置した空調ユニ
ット４に空気ダクト５を介して配管接続されている。な
お空調ユニット４の吸込側と各管理エリアの空気排出口
１ｄとの間も空気ダクトで配管されており、これらでク
リーンルーム１と空調ユニット４との間で空気循環路を
構成している。また図中、４ａは空調ユニット４に内蔵
の送風機、４ｂは送風機の駆動モータを示す。

一方、かかるクリーンルーム１に対し、この発明により
次記のようにクリーンルームおよび室内の各管理エリア
に出入りする作業員を検出して在室者を確認する在室者
監視手段、ならびに在室者人数の増減に対応して空調ユ
ニットの送風量を調節する給気送風量制御手段が装備さ
れている。

ここで在室者監視手段は、第２図のようにクリーンルー
ムに入室する作業具６が各人毎に身に付けて携帯する情
報応答器７と、クリーンルーム。

および室内各管理エリアの出入口に設置して作業員の携
帯する情報応答器７の情報を非接触で読み取る無線式の
情報読取器８と、各情報読取器８で収集した情報信号を
一括して処理する中央処理装置９との組合せからなる。

また前記情報応答器７は、携帯者の識別コード等の個人
情報を書き込んだメモリ、および無線式の信号受送信器
を内蔵したＩＣカードであり、作業者６は例えば作業服
の胸ポケットに入れて身に付けて置く、一方、情報読取
器８は第２図のようにアンテナコイル８ａ＋　送受信器
８ｂ、識別回路８ｃ等を内蔵し、情報応答器７へ向けて
の質問信号Ｑの送信、および情報反応器から応答信号Ａ
の受信を無線式に授受して情報応答器の書込み情報を読
み取る機能を備えたものである。さらに中央処理装置９
は各情報読取器８で取り込んだ情報信号を基にクリーン
ルーム１．各管理エリアへ出入りする作業員の入、退室
判定、在室者人数２氏名等の集計処理、ならびに集計デ
ータを基に各空調ユニット４を通じて室内の各管理エリ
アに給気する最適な送風量を演算決定するものであり、
そのデータ処理結果はキーボード９ａからの指令により
随時ディスプレー９ｂ、プリンタ９０等に出力されて必
要な管理情報を作成する。

一方、中央処理装置９と先記した空調ユニ７）４の送風
機駆動モータ４ｂとの間には送風量制御手段として送風
機の可変速制御用のインバータ制御器１０が介装されて
いる。このインバータ制御器１０は各時点におけるクリ
ーンルーム室内の在室者人数に対応して決定された最適
送風量を制御信号として送風機駆動モータ４ｂの給電電
圧１周波数を可変制御し、これにより空調ユニット４を
通じてクリーンルーム室内を換気する給気送風量を調節
するものである。

次に上記システムの動作を第３図にのフロー図とともに
説明する。まず情報応答器７を携帯した作業員６がクリ
ーンルーム１へ入室すると、その出入口を通過する過程
で情報応答器７が情報読取器８から発信される質問信号
Ｑを受信し、これに反応してあらかじめメモリに書込ま
れている個人識別コード等の情報を応答信号Ａとして自
動的に情報読取器８へ送信する。同様な検出動作は作業
員がクリーンルーム内で各管理エリアの間を移動する際
にも行われる。なお前記の無線式の情報読取方式以外に
も、例えば作業員が出入口を通過する度に携帯している
磁気カードを読取器に挿入して検出する方式で実施する
ことも可能であるが、前記の無線式によれば出入口通過
の際に一切の操作が不要となり、本来の作業活動に支障
を来すことのない利点が得られる。

一方、各情報読取器８で取り込んだ情報信号Ｓは中央処
理装置９に出力され、ここでまず各出入口に付いて２箇
所に設置した情報読取器８からの出力信号の順位１時間
差を基に作業員の通過方向を判別して入室、退室の判定
を行うとともに、その情報内容からクリーンルーム、各
管理エリア内の在室者人数１氏名、ならびに各個人に対
する入室、退室時刻等を確認して一括集計処理し、その
集計結果をディスプレー、プリンタ等に随時出力して日
常業務に必要な管理情報に利用する。また中央処理装置
９は同時に在室者人数の集計データを基に前記（２）式
で述べたクリーンルーム１の目標清浄度の維持を図るに
必要な最適送風量を演算して決定し、これを送風量制御
信号としてインバータ制御器１０へ出力する。

これによりインバータ制御器１０は空調ユニット４の送
風機駆動モータ４ｂをクリーンルーム在室者人数の増減
に応じて可変速制御し、クリーンルームの各管理エリア
へ給気する送風量を自動的に最適風量に調節して省エネ
ルギー運転を行うようになる。

なお第４図はクリーンルームにおける空調ユニットでの
電力消費量の時刻変化をモデル的に示したものであり、
図中実線が上記した本発明の運転制御方式によるもの、
鎖線が送風量増減の運転モードを日中、夜間時の作業、
非作業スケジュールによって切換える従来の運転制御方
式によるものを示している。この図から明らかなように
本発明による運転制御方式ではクリーンルーム内への作
業員立ち入り人数の増減に応じて送風量、したがって消
費電力量がきめ細かに制御されており、これにより従来
のスケジュール切換え方式と比べて省エネルギー運転の
効果が充分に発揮できることか判る。また作業員の室内
移動に関係なくクリーンルーム内の在室者人数を基準に
送風量制御を行うので、室内粉じん濃度をセンサにより
検出して送風量制御を行う別な従来の方式のようにセン
サの配置分布の限界による室内の局部的な高松じん濃度
の見落とし、およびこれに伴う給気送風量不足の事態も
な（なり、室内全域を目標の空気清浄度に安定維持する
ことができるようになる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、クリーンルームへ
の作業員の入、退室を検出して在室者人数を集計処理す
る在室者監視手段と、空調系の給気送風量制御手段とを
備え、在室者人数の増減に対応して室内へ給気する空調
系の送風量を加減制御するように構成したことにより、
目標値に即して室内全域の空気清浄度維持を図りつつ、
きめ細かな送風量制御を行って高い省エネルギー運転効
果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例によるクリーンルーム全体の運転
制御システム図、第２図は第１図における在室者監視手
段のシステム図、第３図は第１図によるシステムの動作
フロー図、第４図は空調ユニットにおける消費電力量の
時刻変化を表したモデル図である。各図において、 １：クリーンルーム、１ａ＋　ｌｂ＋　ｌｃ：室内の管
理エリア、２：出入口の扉、３：フィルタユニット、４
；空調ユニット、４ａ：送風機、４ｂ：送風機駆動モー
タ、６：作業員、７：情報応答器、８：情報読取器、９
：中央処理装置、１０；送風量制御手段としてのインバ
ータ制御器、Ｑｓｉｉ間信号、Ａ：第１図 第４図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）室内へ向け空調系より主フィルタを通じて清浄空気
   を供給して室内空気の清浄維持を図るクリーンルームに
   おいて、クリーンルームへの作業員の入、退室を検出し
   て在室者人数を集計処理する在室者監視手段と、空調系
   の給気送風量制御手段とを備え、在室者人数の増減に対
   応して室内へ給気する空調系の送風量を加減制御するこ
   とを特徴とするクリーンルームの運転制御方式。 ２）特許請求の範囲第１項記載の運転制御方式において
   、在室者監視手段が作業員の携帯する情報応答器と、ク
   リーンルーム、および室内各管理エリア毎にその出入口
   に配備して前記応答器を携帯した作業員の通過移動を検
   出する情報読取器と、各情報読取器で収集した情報信号
   を基に在室者人数の集計処理、ならびに在室者人数に対
   応したクリーンルーム室内への最適送風量を決定する中
   央処理装置とからなることを特徴とするクリーンルーム
   の運転制御方式。 ３）特許請求の範囲第２項記載の運転制御方式において
   、情報応答器および情報読取器が無線式の送受信機能を
   備え、該応答器と読取器との間での信号授受により作業
   員の各出入口の通過を非接触式に検出するものであるこ
   とを特徴とするクリーンルームの運転制御方式。 ４）特許請求の範囲第１項記載の運転制御方式において
   、空調系の給気送風量制御手段がクリーンルーム内の在
   室者人数に対応して与えられる制御信号に基づいて空調
   系の送風機の回転数を可変制御する制御器であることを
   特徴とするクリーンルームの運転制御方式。