KR100592208B1 - 클린 벤치 - Google Patents

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KR100592208B1
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알프스 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

개구로부터는 케이스체의 내부를 향하여 대략 입방체의 작업 공간이 구획되어 있다. 또, 하부 개구로부터는 케이스체의 내부를 향하여 대략 입방체의 하부 공간이 구획되어 있다. 작업 공간의 전면 측에는 개구를 덮는 전면 커버가 형성되어 있다. 전면 커버는 예를 들어 투명한 수지 시트로 이루어지고, 횡단 막대에 의해 개구로부터 작업 공간 내로 돌출되도록 단면이 〉형상으로 굴곡된 형태로 유지된다. 간단한 구조로 자유롭게 설치할 수 있으며, 또한 비교적 더러운 환경하에 설치해도 높은 청정도의 환경을 얻을 수 있는 클린 벤치를 제공한다.

Description

클린 벤치{CLEAN BENCH}
도 1 은 본 발명의 클린 벤치를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 클린 벤치를 나타내는 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 검증에 대응한 측정점을 나타내는 설명도이다.
도 4 는 본 발명의 검증 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 검증 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 본 발명의 검증 결과를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1:클린 벤치 11:케이스체
13:개구 15:작업 공간
17:하부 공간 18:전면(前面) 커버
18a:스커트부 22:차양판
24:정류 공간 25:흡기부
26:제 2 보조 필터 27:정류판
30:환류(還流) 덕트 32:제진(除塵) 유닛
33:주(主) 제진 필터 34:제 1 보조 필터
37:배판(背板) 38:조명 장치
본 발명은, 구획된 공간 내를 청정한 환경으로 유지하는 클린 벤치에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 등을 제조하는 클린 룸에서는, HEPA 필터 등을 구비한 공기정화장치를 통하여 청정화된 매우 먼지가 적은 공기를 통기구로부터 보냄으로써 클린 룸 내를 고도한 청정환경으로 유지하고 있다. 이러한 클린 룸의 설치는, 건축물 전체나 구획된 플로어에 제진 장치나 덕트를 설계, 설치하는 대규모 공사를 동반한다.
이러한 대규모 설치 공사를 하지 않고 한정된 범위를 간이적으로 청정환경으로 유지하는 수단으로서, 예를 들어 통상 환경의 실내에 설치하여 사용하는 클린 벤치가 알려져 있다. 이러한 클린 벤치는, 예를 들어 폭 1m, 높이 2m 정도 크기의 벤치 내에 제진 필터 등을 수납한 클린 유닛을 구비하며, 제진된 공기를 클린 벤치의 정화 에어리어 내로 보내어 이 정화 에어리어 내만 청정하게 유지하는 것이다(예를 들어, 일본 공개특허공보 2001-141273호 참조).
그러나, 상기 서술한 바와 같은 클린 벤치는, 어느 정도 청정한 환경에 설치하지 않으면 클린 벤치의 정화 에어리어 내는 충분한 청정환경을 얻을 수 없다는 과제가 있었다. 예를 들어, 종래의 클린 벤치를 제조 현장 등 미스트가 많은 환경에 설치하여 사용하면, 정화 에어리어 내는 소정의 청정레벨에 도달하지 않는 경우도 많다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구조로 자유롭게 설치할 수 있고, 또한 비교적 더러운 환경하에 설치해도 높은 청정도의 환경을 얻는 것이 가능한 클린 벤치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 케이스체의 중앙에 구획되며 내부가 제진된 분위기로 유지되는 작업 공간과, 상기 작업 공간의 상부에 배치되며 작업 공간의 상부로부터 제진된 공기를 작업 공간으로 보내는 제진 유닛과, 상기 작업 공간의 전면에 형성되며 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성하면서 전면을 덮는 전면 커버와, 상기 작업 공간의 하부에 구획되며 작업 공간의 공기가 유입되는 정류 공간과, 상기 정류 공간과 상기 제진 유닛 사이에서 공기를 유통 가능하게 연결하는 환류 덕트와, 외기를 정류 공간 또는 환류 덕트에 도입하는 흡기부를 구비한 클린 벤치가 제공된다.
이러한 클린 벤치에 의하면, 간단한 구성이면서 작업 공간 내를 높은 청정도로 유지할 수 있는 클린 벤치를 실현할 수 있다. 또한, 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성한 상태에서도 작업 공간 내를 높은 청정도로 유지할 수 있기 때문에, 작업성이 매우 높은 클린 벤치를 실현할 수 있다.
상기 제진 유닛은 주제진 필터와 제 1 보조 필터를 구비하면 된다. 이로 인해 주제진 필터의 통기성을 높이고, 또 수명을 연장시킬 수 있다. 상기 작업 공간의 전면측 개구의 하단 가장자리에는 상기 케이스체의 전면에서부터 비스듬하게 아랫방향을 향하여 돌출되는 차양판을 추가로 구비하여도 된다. 이러한 차양판은 작업 공간 전면의 하부 간극에서 외기가 침입하는 것을 저감시켜 작업 공간 내의 청정도 유지에 기여한다.
상기 작업 공간의 배면에는 광투과성 배판이 부착되며, 상기 배판을 통하여 이면(裏面)측으로부터 상기 작업 공간을 조명하는 조명 장치를 추가로 구비하여도 된다. 이러한 조명 장치는 작업 공간 내에 조명 장치를 설치한 경우에 발생하는 청정한 공기의 난류를 회피하여 작업 공간 내의 청정도 유지에 기여한다. 또, 조명 장치 위에 먼지가 퇴적되어도 작업 공간과는 판에 의해 구획됨으로써 작업 공간 내의 청정도는 양호하게 유지된다.
상기 흡기부에는 제 2 보조 필터를 추가로 구비하여도 된다. 제 2 보조 필터는 먼지가 많은 외기를 그대로 클린 벤치 내로 도입하는 것을 방지하여 제진 유닛에서의 주제진 필터의 통기성을 높이고 또한 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 작업 공간의 바닥면에서 상기 정류 공간의 하방으로 연장되는 정류판을 추가로 구비하여도 된다. 또, 상기 정류판에 의해 구획되는 정류 공간의 폭을 상기 환류 덕트의 폭과 거의 동일하게 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 정류판은 천판으로부터 작업 공간에 유입되는 청정한 공기의 흐름을 정류함으로써 작업 공간의 하부 간극으로부터 외기를 빨아들이기 어렵게 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 케이스체의 중앙에 구획되며 내부가 제진된 분위기로 유지되는 작업 공간과, 상기 작업 공간의 상부에 배치 되며 작업 공간의 상부로부터 제진된 공기를 작업 공간으로 보내는 제진 유닛과, 상기 작업 공간의 전면에 형성되며 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성하여 중앙부가 상기 작업 공간 내로 돌출되도록 굴곡하면서 전면을 덮는 전면 커버와, 상기 작업 공간의 하부에 구획되며 작업 공간의 공기가 유입되는 정류 공간과, 상기 정류 공간과 상기 제진 유닛 사이에서 공기를 유통 가능하게 연결하는 환류 덕트와, 외기를 정류 공간 또는 환류 덕트에 도입하는 흡기부를 구비한 클린 벤치가 제공된다.
이러한 클린 벤치에 의하면, 간단한 구성이면서 작업 공간 내를 높은 청정도로 유지할 수 있는 클린 벤치를 실현할 수 있다. 또한, 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성한 상태에서도 작업 공간 내를 높은 청정도로 유지할 수 있기 때문에, 작업성이 매우 높은 클린 벤치를 실현할 수 있다. 그리고, 상기 작업 공간의 전면을 덮는 전면 커버를 중앙부가 상기 작업 공간 내로 돌출되도록 굴곡시킴으로써, 클린 벤치에서 작업하는 작업자는 전면 커버의 굴곡 부분에서 작업 공간 전체를 내려다보듯이 관찰할 수 있다. 이 때문에, 작업자는 작업 공간을 용이하게 관찰하여 효율적으로 작업할 수 있게 된다.
상기 전면 커버의 선단 측에는 상기 간극의 간격을 조절할 수 있는 스커트부가 형성되어 있으면 된다. 이러한 스커트부에 의해 간극의 간격을 자유롭게 조절할 수 있고, 클린 벤치에서 작업하는 작업자의 팔부를 작업 공간 내에 삽입하는 것이 가능해지는 동시에, 작업 시 간극의 간격을 최소한으로 하여 외기가 작업 공간 내로 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또, 스커트부를 유연한 재료로 형성하 면, 간극을 폐쇄하면서 작업자가 팔부만 작업 공간 내에 삽입하여 작업할 수 있다.
상기 작업 공간의 전면 측 개구의 하단 가장자리에는 상기 케이스체의 전면에서부터 비스듬하게 아래방향을 향하여 돌출되는 차양판을 추가로 구비하여도 된다. 이러한 차양판은 간극에서 유출되는 공기의 흐름을 형성하여 간극으로부터 외기가 다량으로 침입하는 것을 방지하여 작업 공간의 청정도를 유지한다.
상기 정류 공간의 전면 측에는, 상기 정류 공간과 구획되며 전면 측이 개방된 하부 공간이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 하부 공간은 클린 벤치의 전면에 앉아 작업하는 작업자의 다리부를 수용하여 클린 벤치 작업자의 작업성을 높이는 역할을 한다.
발명의 실시형태
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 은 본 발명의 클린 벤치의 외관 사시도이고, 도 2 는 그 단면도이다. 클린 벤치(1)는, 수지나 금속으로 형성된, 예를 들어 폭 1m, 높이 2m 정도의 케이스체(11)를 구비하고 있다. 케이스체(11)는, 양측의 측벽(11A, 11A)과, 천장판(11B)과, 측벽(11A, 11A)의 전면 상부 및 천장판(11B)에 접속된 전면벽(11C)과, 배면판(11D)으로 이루어지는 박스형으로 형성되고, 그 전면측 F 의 중반쯤에 개구(13)가 형성되어 있다. 또한, 케이스체(11)에 있어서, 개구(13)의 하측에는 하부 개구(14)가 형성되어 있다. 케이스체(11)의 개구(13)의 상부에는 클린 벤치(1)의 메인 스위치 등이 수용된 스위치반(2)이 형성되어 있다.
개구(13)로부터는 케이스체(11)의 내부를 향하여 대략 입방체의 작업 공간 (15)이 구획되어 있다. 또한, 하부 개구(14)로부터는 케이스체(11)의 내부를 향하여 대략 입방체의 하부 공간(17)이 구획되어 있다. 작업 공간(15)의 전면 측에는 개구(13)를 덮는 전면 커버(18)가 형성되어 있다. 전면 커버(18)는, 예를 들어 투명한 수지 시트 또는 수지 패널로 이루어지고, 횡단 막대(19)에 의해 개구(13)로부터 작업 공간(15) 내로 돌출되도록 단면이 〉형상으로 굴곡된 형태로 유지된다. 또, 이러한 전면 커버(18)는 횡단 막대(19)를 형성하지 않고 경질인 유리판 등을 사용하여 개구(13)로부터 작업 공간(15) 내로 돌출되도록 형성해도 된다.
전면 커버(18)의 하단과 개구(13)의 하단 가장자리 사이에는 일정 간격의 간극(21)이 형성되어 있다. 이 간극(21)은 작업 공간(15) 내와 외기 사이에서 공기를 유통 가능하게 한다. 전면 커버(18)의 하단측에는 간극(21)의 간격을 조절할 수 있는 스커트부(18a)가 형성되어 있다. 이러한 전면 커버(18)의 스커트부(18a)를 상승시켜 간극(21)의 간격을 확대함으로써, 클린 벤치(1)에서 작업하는 작업자 P 의 팔부를 작업 공간(15) 내에 삽입하는 것이 가능해지는 동시에 작업 시 간극(21)의 높이를 최소한으로 할 수 있다.
개구(13)의 하단 가장자리에는 케이스체(11)의 전면 측에서 비스듬하게 아래 방향을 향하여 돌출하도록 차양판(22)이 형성되어 있다. 차양판(22)은 간극(21)에서 유출되는 공기의 흐름을 정류한다. 이로 인해 간극(21) 부근에서 난기류의 발생이 억제되어, 간극(21)으로부터 외기가 잘 침입하지 않게 된다.
작업 공간(15)의 하면에는, 다수의 통기구멍(23a)이 형성된 금속판, 펀칭 메 탈 등으로 이루어지는 통기판(23)이 부착되어 있다. 그리고, 작업 공간(15)의 하측에는, 이 통기판(23)을 사이에 두고 정류 공간(24)이 구획되어 있다. 통기판(23)은, 작업 공간(15)에 각종 기재나 장치를 탑재하는 바닥판인 동시에 작업 공간(15)과 정류 공간(24) 사이에서 공기를 유통 가능하게 한다. 이러한 통기판(23)은, 작업 공간(15)의 간극(21)으로부터 배면측 B 를 향하여 후퇴한 위치에 형성되어 있다. 통기판(23)을 간극(21)으로부터 후퇴시켜 형성함으로써, 간극(21)으로부터 통기판(23)을 사이에 두고 정류 공간(24)을 향해 다량의 외기가 다이렉트로 침입하는 것을 방지한다.
하부 개구(14)로부터 안쪽을 향해 넓어지는 하부 공간(17)은, 예를 들어 클린 벤치(1)의 전면에 앉아 작업하는 작업자 P 의 다리부를 수용하여 작업성을 높이는 역할을 한다. 이러한 하부 공간(17)의 안쪽에, 정류 공간(24)에 면하여 형성되며 작업 공간(15)의 하방에 흡기부(25)를 형성하면, 흡기부(25)의 외부는 작업 공간(15)의 간극에서 배출되어 유하된 공기에 의해 일반적인 외기보다는 청정한 공기로 되어 있다. 그래서, 정류 공간(24) 내로 먼지가 흡입되는 일이 적다고 생각된다.
이러한 흡기부(25)에는 제 2 보조 필터(26)가 부착되어 있다. 제 2 보조 필터(26)는, 외기에 포함되는 비교적 입경이 큰 먼지를 포획하여 일정 레벨의 클린도를 만족한 공기를 정류 공간(24) 내에 도입하는 역할을 한다. 이러한 제 2 보조 필터(26)에 의해, 비교적 입경이 큰 먼지를 제거한 외기를 정류 공간(24) 내로 도입함으로써, 후술하는 제진 유닛(32)의 제 1 보조 필터(34)의 통기성을 높여 수명을 연장시킬 수 있다. 제 2 보조 필터(26)는, 예를 들어 5㎛ 이상의 큰 먼지의 침입을 방지할 수 있도록 300메시 이상, 구체적으로는 300∼600메시의 필터를 적층한 것을 사용하면 된다. 그리고, 본 실시형태에서는 정류 공간(24)에 면하여 흡기부(25)를 형성하였지만, 환류 덕트(30)에 면하여 배면판(11D)이나 천장판(11B)에 형성해도 되며, 한정되는 것은 아니다.
통기판(23)의 저면 측에는 정류 공간(24) 내에 아래로 늘어지는 정류판(27)이 형성되어 있다. 정류판(27)은, 예를 들어 고무판이나 수지판 또는 수지 필름으로 형성되면 되고, 1 장∼복수 장 설치되면 된다.
작업 공간(15)의 상부에는, 천판(12)을 사이에 두고 제진 공간(31)이 구획되어 있다. 작업 공간(15)과 제진 공간(31)을 구획하는 천판(12)에는 다수의 통기구멍(12a)이 형성되어 있고, 이러한 천판(12)을 사이에 두고 작업 공간(15)과 제진 공간(31)은 공기의 유통이 가능해진다.
케이스체(11)의 배면측 B 에는, 이 제진 공간(31)과 정류 공간(24) 사이에서 공기의 유통을 가능하게 하는 환류 덕트(30), 케이스체(11)의 배면판(11D)과 측벽(11A, 11A)과 천장판(11B)과 작업 공간(15)의 배판(37)으로 둘러싸인 형태로 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 제진 공간(31)으로부터 작업 공간(15)을 지나 정류 공간(24)에 도달하고, 다시 환류 덕트(30)로부터 제진 공간(31)으로 되돌아가는 일련의 공기의 유통로가 형성된다. 환류 덕트(30)는, 예를 들어 그 깊이 D1 이, 상기 서술한 정류판(27)의 선단과 정류 공간(24)의 바닥면(24a)과의 간격 D2 와 거의 동일한 사이즈로 형성되는 것이 바람직하다. D1 과 D2 의 사이즈를 거 의 동일하게 함으로써 이동하는 기류의 속도가 거의 동일해져 공기의 순환을 안정화할 수 있기 때문이다.
제진 공간(31)에는 제진 유닛(32)이 설치되어 있다. 제진 유닛(32)은, 천판(12)에 형성된 다수의 통기구멍(12a)을 덮도록 설치되어 있고, 예를 들어 고무 패킹 등에 의해 천판(12)에 밀착되어 있다.
제진 유닛(32)은, 주제진 필터(33), 제 1 보조 필터(34) 및 팬(35)을 구비하여 이루어진다. 제 1 보조 필터(34)는 비교적 입경이 큰 먼지를 포획하여 일정 레벨의 클린도를 만족하는 공기를 주제진 필터(33)에 도입한다. 이러한 제 1 보조 필터(34)는, 예를 들어 1 입방피트 중 5만 개의 먼지를 9천 개 정도까지 저감시키면 된다. 제 1 보조 필터(34)로 비교적 입경이 큰 먼지를 포획하는 프리필터의 역할을 함으로써, 후술하는 주제진 필터(33)가 막히는 것을 경감시켜 주제진 필터(33)의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다.
주제진 필터(33)는, 글래스 울을 주재료로 한 종이형 필터, 예를 들어 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터가 바람직하게 채용된다. HEPA 필터는 집진 효과를 높이기 위하여 넓은 표면적인 것이 굴곡되어 형성되어 있으며, 관성, 확산, 충돌의 필터 3 작용에 의해 1㎛ 이하의 매우 미세한 먼지도 포착할 수 있다.
팬(35)은 제진 공간(31) 내의 공기를 제 1 보조 필터(34)로부터 빼내어 주제진 필터(33)로 보내는 역할을 한다. 이러한 구성의 제진 유닛(32)의 하면으로부터는, 예를 들어 1 입방피트 중 미세한 먼지가 10개 이하인 청정한 공기가 공급 되고, 천판(12)을 사이에 둔 작업 공간(15) 내는 클린도의 기준인 클래스 10 규격을 만족하는 공간으로 유지된다. 또, 주제진 필터(33)에 사용되는 필터재는 상기 서술한 HEPA 필터 이외에도 예를 들어 ULPA(Ultra Low Particulate Air) 필터 등 더 고성능의 제진성을 발휘하는 필터를 사용해도 된다.
작업 공간(15)의 배면측 B 에는 작업 공간(15)과 환류 덕트(30)를 구획하는 배판(37)이 부착되어 있다. 이 배판(37)은 예를 들어, 투명한 수지판으로 구성되어 있으면 된다. 그리고 환류 덕트(30) 중 작업 공간(15)의 상부에 인접하는 부분에는 조명 장치(38)가 설치되어 있다. 또, 배판(37)의 바닥부 측에는 작업 공간(15)의 바닥부에서 하방을 향해 늘어지도록 칸막이판(37A)이 형성되며, 이 칸막이판(37A)의 하단이 후술하는 정류판(27)의 하단과 대략 동일한 높이로 되어 있다.
이러한 조명 장치(38)는, 투명한 수지판으로 구성된 배판(37)을 통하여 작업 공간(15)을 밝게 조명한다. 조명 장치(38)를 환류 덕트(30) 내에 설치하여 배판(37)을 통하여 작업 공간(15)을 조명함으로써, 작업 공간(15) 내에 조명 장치를 설치한 경우에 발생하는 청정한 공기의 난류나 먼지의 침입을 방지할 수 있게 된다.
이상과 같은 구성의 클린 벤치(1)의 공기의 흐름과 작용을 상세하게 서술한다. 제진 공간(31) 내의 공기는, 팬(35)의 회전에 의해 제진 유닛(32)에 도입되어, 제 1 보조 필터(34)에 의해 1 입방피트 중에 9000개 정도까지 먼지가 제거된다. 제 1 보조 필터(34)를 거친 공기는 계속해서 주제진 필터(33)에 도입되고, 여기서 1 입방피트 중에 10개 정도까지 먼지가 제거된다.
이렇게 하여, 제진 유닛(32)으로부터는 1 입방피트 중에 10개 정도까지 먼지가 제거된 매우 청정한 공기가 천판(12)을 사이에 두고 작업 공간(15)을 향해 공급된다. 작업 공간(15)에서는, 천판(12)으로부터 통기판(23)을 향해 청정한 공기의 흐름이 형성되며, 작업 공간(15) 내는 청정도가 클래스 10 을 만족하는 매우 먼지가 적은 환경으로 유지된다. 또, 클린 벤치(1)의 작업 공간(15)을 클래스 10 으로 하기 위해서는, 운전개시 후에 바로 클래스 10 환경이 되는 것은 아니며, 소정 시간 공기를 순환, 제진한 후에 달성할 수 있는 것이다. 또한, 작업 공간(15)을 클래스 10 으로 한 후에는 공기의 순환, 제진을 계속하는 한 클래스 10 을 유지할 수 있다. 또한, 외기가, 예를 들어 0.5㎛의 먼지가 다수 존재하는 일반 환경에서는 환기 회수를 많게 하는 편이 바람직하다. 예를 들어, 600회/1h 이상, 바람직하게는 1000회/1h 이상이라면 청정도를 유지하는 데 효과가 있다.
이러한 작업 공간(15)의 개구(13)를 덮는 전면 커버(18)는, 작업 공간(15) 내로 돌출되도록 단면 〉형상으로 굴곡된 형태로 유지되어 있기 때문에, 클린 벤치(1)에서 작업하는 작업자 P 는 전면 커버(18)의 굴곡부분에서 작업 공간(15) 전체를 내려다보듯이 관찰할 수 있다. 이 때문에, 작업자 P 는 작업 공간(15)을 용이하게 관찰하여 효율적으로 작업할 수 있게 된다.
천판(12)으로부터 공급되는 청정한 기류는, 전면 커버(18)의 굴곡형상에 의해 일단 면밀도가 높아지기 때문에 풍속이 높아진다. 굴곡형상의 정점을 돌아 들어온 청정한 공기류는, 작업 공간(15) 하부의 개구(13)로 흐르도록 할 수 있어, 개구(13)로부터의 외기의 침입을 적게 할 수 있다. 전면 커버(18)의 굴곡형상에 의해 청정한 공기류를 작업 공간(15)에 맞추어 최적화함으로써 작업 공간(15) 내의 청정도를 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 개구(13)의 하단 가장자리로부터 비스듬하게 아래 방향을 향하여 돌출하는 차양판(22)은, 간극(21)에서 유출되는 공기의 흐름을 정류하여 간극(21)에서 외기가 유출함으로 인한 난류의 발생을 억제한다. 그래서 난류에 의해 간극(21)으로부터 작업 공간(15)으로 외기가 침입하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이, 굴곡된 전면 커버(18)와 차양판(22)에 의해, 작업자 P 가 작업 공간(15) 내에서 작업하기 위한 간극(21)이 형성되어 있더라도 작업 공간(15) 내는 매우 청정한 환경으로 유지된다. 또, 통기판(23)을 작업 공간(15)의 간극(21)으로부터 배면측 B 을 향해 후퇴시킨 위치에 형성함으로써, 간극(21)으로부터 통기판(23)을 사이에 두고 정류 공간(24)을 향해 다량의 외기가 다이렉트로 침입하여 작업 공간(15) 내의 청정도가 저하되는 것을 방지한다.
작업 공간(15) 내의 공기는 통기판(23)을 사이에 두고 정류 공간(24) 내로 도입된다. 정류 공간(24) 내에 도입된 공기는 정류판(27)에 의해 정류 공간(24)의 저면 부근까지 내려간 후, 환류 덕트(30)로부터 제진 공간(31)으로 환류된다. 작업 공간(15)으로부터 유출된 공기를 이러한 정류판(27)에 의해 정류 공간(24)의 저면 부근까지 내림으로써, 정류 공간(24)의 하부에 있는 흡기부(25)로부터 제 2 보조 필터(26)를 사이에 두고 제진된 외기를 정류 공간(24) 내의 바닥부측에 도입하기 위한 기류를 형성할 수 있다.
또한, 작업 공간(15)의 간극(21)으로부터 외기가 일부 침입하는 경우도 있으나, 침입한 외기를 일단 정류 공간(24)의 바닥면 부근까지 내림으로써 작업 공간(15) 내의 청정도를 효율적으로 높이는 것이 가능해진다. 또, 정류판(27)의 선단과 정류 공간(24)의 바닥면과의 간격 D2 와 환류 덕트(30)의 지름 D1 을 동일한 사이즈로 형성하면, 작업 공간(15)으로부터 유출되어 정류판(27)을 통과하는 공기와, 흡기부(25)로부터 제 2 보조 필터(26)를 지나 도입되는 외기를 동등한 속도로 환류 덕트(30)를 향해 보내는 것이 가능해져, 클린 벤치(1) 내의 순환을 안정화시킬 수 있다.
이렇게 하여 정류 공간(24)으로부터 유출된 공기는 환류 덕트(30)를 통과하여 다시 제진 공간(31)에 도입된다. 이와 같이, 클린 벤치(1) 내의 공기는 적절히 외기를 도입하면서 그 대부분을 환류시킨다. 이로 인해, 제진 유닛(32)을 동작시키면 작업 공간(15) 내를 단시간에 매우 높은 청정도의 환경으로 할 수 있다.
실시예
본 출원인은, 상기 서술한 바와 같은 구성의 클린 벤치의 기능을 검증하였다. 검증할 때 상기 서술한 실시형태와 동일한 구성의 클린 벤치를 준비하였다. 먼저, 본 발명의 클린 벤치의 정화 성능을 검증하기 위해, 외기의 먼지 수를 파티클 카운터를 사용하여 측정하였다. 그 결과, 0.5㎛ 평균의 먼지가 20000∼25000(파티클/1 입방피트) 존재하는 것을 알았다.
다음에, 도 3 에 나타내는 바와 같이 클린 벤치(1)의 작업 공간(15) 내에 12 곳의 측정점 A∼M 을 설정하고, 각 측정점에서의 먼지 수를 파티클 카운터를 사용하여 측정하였다. 검증에 사용한 클린 벤치(1)의 사이즈는 높이 2.0m, 폭 1.3m, 깊이 0.8m 이고, 작업 공간(15)은 높이 0.6m, 폭 1.2m, 깊이 0.5m 이다. 작업 공간(15)의 바닥부에서 정류 공간(24)을 향해 2장의 정류판(27)을 매달아 설치하고, 도 2 에 나타내는 D1=D2 를 20㎝ 로 하였다. 제진 유닛(32)에서는 제 1 보조 필터(34)로는 300메시의 필터를 사용하고, 제 2 보조 필터(26)로는 300메시의 필터를 사용하였다. 또한, 환기 회수는 1800회/h로 하였다.
측정점 A 및 C 는 통기판(23)의 양측단에서 10㎝, 전단에서 15㎝의 위치에서 통기판(23) 상에 측정점을 설정하였다. 측정점 D 및 F 는 통기판(23)의 양측단에서 10㎝, 후단에서 10㎝의 위치에서 통기판(23) 상에 측정점을 설정하였다. 측정점 B 및 E 는 통기판(23) 상에서 측정점 A-C 의 중간점, 측정점 D-F 의 중간점에 각각 설정하였다. 또, 측정점 G∼M 은 측정점 A∼F 의 각 측정점에서 25㎝ 높은 위치(통기판(23) 상면에서 25㎝ 높은 위치)에 각각 설정하였다.
이들 측정점 A∼M 에서 0.5㎛ 평균의 먼지 수를 파티클 카운터를 사용하여 카운트하였다. 이하, 표 1 에 측정점 A∼M 에서의 0.5㎛ 평균의 먼지 수를 측정한 결과를 나타낸다.
표 1
A점 0.30
B점 0.29
C점 0.00
D점 0.00
E점 0.00
F점 0.00
G점 0.00
H점 0.00
J점 0.00
K점 0.00
L점 0.00
M점 0.00
표 1 에 나타내는 각 측정점 A∼M 에서의 먼지 수 측정결과로부터, 본 발명의 클린 벤치는 작업 공간(15)의 전역에 걸쳐 클린 룸의 규격 레벨로 클래스 10 을 충분히 만족하는 매우 고청정한 환경을 실현하고 있는 것을 나타내고 있다. 본 발명의 클린 벤치에 의하면, 간단한 구조로 매우 고청정한 환경을 얻을 수 있는 것이 실증되었다.
계속해서, 본 발명의 클린 벤치에서의 전면 커버(18)의 하단과 개구(13)의 하단 가장자리와의 간극(21) 사이즈와 작업 공간(15) 청정도의 관계를 검증하였다. 검증할 때 상기 서술한 실시형태와 동일한 구성의 클린 벤치를 준비하고, 간극(21)의 간격 t 를 각각 0㎝, 15㎝, 20㎝, 23㎝, 33㎝ 로 설정하여 상기 서술한 측정점 B 의 위치에서 작업 공간(15)의 청정도를 측정하였다. 측정은, 상기 서술한 각 사이즈의 간극(21)에서의 측정점 B 의 위치에서의 입경이 평균 0.5㎛ 인 먼지 수(1 입방피트당 파티클수:파티클/1 CF)를 파티클 카운터를 사용하여 카운트하였다.
도 4 에 각 간극의 간격 t 에서의 먼지 수를 측정한 결과를 꺾은선그래프로 나타낸다. 도 4 에 나타내는 측정결과에 의하면, 간극을 23㎝ 정도 형성하더라도 먼지 수는 최대로 평균 0.67개 정도이고, 작업 공간(15) 내는 클린 룸의 규격 레벨로 클래스 10 을 만족하는 매우 고청정한 환경을 실현하고 있는 것을 나타내고 있다. 간극을 23㎝ 정도 형성할 수 있으면, 작업자는 팔부를 작업 공간 15 내에 삽입하여 자유롭게 작업할 수 있으며, 높은 청정도와 매우 조작성이 양호한 클린 벤치가 얻어지는 것이 실증되었다.
그리고, 본 발명의 클린 벤치에서의 정류 공간(24) 내에 형성된 정류판(27)(도 2 참조)의 기능을 검증하였다. 검증할 때 상기 서술한 실시형태와 동일한 구성의 클린 벤치를 준비하고, 정류판(27)을 형성한 경우와 정류판(27)을 철거한 경우에서, 측정점 B 위치에서의 작업 공간(15)의 청정도를 측정하였다.
도 5, 6 에 정류판(27)을 형성한 경우와 정류판(27)을 철거한 경우에서, 측정점 B 위치에서의 입경이 평균 0.5㎛ 인 먼지 수의 평균(1 입방피트당 파티클수:파티클/1 CF)을 막대그래프로 나타낸다. 도 5, 6 에 의하면, 정류판(27)을 설치한 경우는, 작업 공간(15) 내 먼지 수의 평균은 최대 9개 이하인 것은 분명하고, 이는 클린 룸의 규격 레벨로 클래스 10 을 만족하는 매우 고청정한 환경을 실현하고 있는 것을 나타내고 있다.
한편, 정류판(27)을 설치하지 않은 경우에도 작업 공간(15) 내 먼지 수의 평균은 9개 이내인 것은 분명하여 클래스 10 을 달성하고 있지만, 정류판(27)이 있는 경우에 비교하여 먼지의 검출빈도가 증가하고 있다. 이상의 결과로부터, 본 발명의 클린 벤치의 정류판(27)은 작업 공간(15) 내의 청정도 향상에 효과가 있는 것이 검증된다.
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 전면 커버(18)를 작업 공간(15) 내를 향해 굴곡시키고 있지만 물론 이것에 한정되는 것은 아니며, 작업 공간의 전면 측 개구를 덮는 평판형 전면 커버이어도 된다. 또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 제진 유닛(32)의 주제진 필터(33)에 의한 제진의 전단층으로서 제 1 및 제 2 보조 필터를 사용하고 있지만 물론 이것에 한정되는 것은 아니며, 각 필터의 제진 성능에 따라 보조 필터의 유무 및 수는 적절히 선택되면 된다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 클린 벤치에 의하면, 간단한 구성이면서 작업 공간 내를 높은 청정도로 유지하는 것이 가능한 클린 벤치를 실현할 수 있다. 또한, 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성한 상태에서도 작업 공간 내를 높은 청정도로 유지할 수 있기 때문에, 작업성이 매우 높은 클린 벤치를 실현할 수 있다.
상기 제진 유닛은, 주제진 필터와 제 1 보조 필터를 구비하고 있으면 된다. 이로 인해, 주제진 필터의 통기성을 높이고, 또 수명을 연장시킬 수 있다. 상기 작업 공간의 전면 측 개구의 하단 가장자리에는 상기 케이스체의 전면으로부터 비스듬하게 아래방향을 향하여 돌출되는 차양판을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이러한 차양판은 작업 공간 전면의 하부 간극으로부터 외기가 침입하는 것을 저감시켜 작업 공간 내의 청정도 유지에 기여한다.
상기 작업 공간의 배면에는 광투과성 배판이 부착되며, 상기 배판을 사이에 두고 이면 측에서 상기 작업 공간을 조명하는 조명 장치를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이러한 조명 장치는, 작업 공간 내에 조명 장치를 설치한 경우에 발생하는 청정한 공기의 난류를 회피하여 작업 공간 내의 청정도 유지에 기여한다. 또한, 조명 장치 위에 먼지가 퇴적되더라도 작업 공간과의 사이에 판으로 구획됨으로써 작업 공간 내의 청정도는 양호하게 유지된다.
상기 흡기부에는 제 2 보조 필터를 추가로 구비하고 있어도 된다. 제 2 보조 필터는 먼지가 많은 외기를 그대로 클린 벤치 내에 도입하는 것을 방지하여 제진 유닛에서의 주제진 필터의 통기성을 높이고, 또 수명을 연장시킬 수 있다.
상기 작업 공간의 바닥면으로부터 상기 정류 공간의 하방으로 연장되는 정류판을 추가로 구비하고 있어도 된다. 또, 상기 정류판으로 구획되는 정류 공간의 폭을 상기 환류 덕트의 폭과 거의 같게 설정하는 것이 바람직하다. 이러한 정류판은, 천판으로부터 작업 공간으로 유입되는 청정한 공기의 흐름을 정류함으로써 작업 공간 하부의 간극으로부터 외기를 빨아들이기 어렵게 한다.
그리고, 상기 작업 공간의 전면을 덮는 전면 커버를 중앙부가 상기 작업 공간 내로 돌출되도록 굴곡시킴으로써, 청정한 기류의 풍속이 일단 높아지고, 굴곡형상의 정점을 돌아 지나온 청정한 공기류를 작업 공간 하부의 개구로 흐르게 할 수 있다. 이로 인해 개구로부터 외기가 침입하는 것을 적게 할 수 있다. 또, 전면 커버의 굴곡형상에 의해, 클린 벤치로 작업하는 작업자는 전면 커버의 굴곡부분에서 작업 공간 전체를 내려다보듯이 관찰할 수 있기 때문에, 작업자는 작업 공간을 용이하게 관찰하여 효율적으로 작업하는 것도 가능하다.
상기 전면 커버의 선단측에는, 상기 간극의 간격을 조절할 수 있는 회전 운동부가 형성되어 있으면 된다. 이러한 회전 운동부에 의해 간극의 간격을 자유롭게 조절할 수 있어, 클린 벤치로 작업하는 작업자의 팔부를 작업 공간 내에 삽입 하는 것이 가능해지는 동시에 작업시 간극의 간격을 최소한으로 하여 외기가 작업 공간 내로 침입하는 것을 억제할 수 있다.
상기 작업 공간의 바닥면에는, 작업 공간의 전면으로부터 하방으로 경사하여 돌출되는 차양판을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이러한 차양판은 간극에서 유출되는 공기의 흐름을 형성하여, 간극에서 외기가 다량으로 침입하는 것을 방지하여 작업 공간의 청정도를 유지한다.
상기 정류 공간의 전면 측에는, 상기 정류 공간과 구획되며 전면측이 개방된 하부 공간이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 하부 공간은 클린 벤치의 전면에 앉아 작업하는 작업자의 다리부를 수용하여 클린 벤치 작업자의 작업성을 높이는 역할을 한다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 간단한 구조로 자유롭게 설치할 수 있으며, 또한 비교적 더러운 환경하에 설치해도 높은 청정도의 환경을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 케이스체의 중앙에 구획되며 내부가 제진된 분위기로 유지되는 작업 공간과, 상기 작업 공간의 상부에 배치되며 작업 공간의 상부로부터 제진된 공기를 작업 공간으로 보내는 제진 유닛과, 상기 작업 공간의 전면에 형성되며 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성하면서 전면을 덮는 전면 커버와, 상기 작업 공간의 하부에 구획되며 작업 공간의 공기가 유입되는 정류 공간과, 상기 정류 공간과 상기 제진 유닛 사이에서 공기를 유통 가능하게 연결하는 환류(還流) 덕트와, 외기를 정류 공간 또는 환류 덕트에 도입하는 흡기부를 구비하고,
    상기 작업 공간의 바닥면으로부터 상기 정류 공간으로 연장되는 정류판을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제진 유닛은 주(主)제진 필터와 제 1 보조 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 작업 공간의 전면 측 개구의 하단 가장자리에는 상기 케이스체의 전면으로부터 비스듬하게 아래 방향을 향하여 돌출되는 차양판을 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 작업 공간의 배면에는 광투과성 배판이 부착되며, 상기 배판을 통하여 이면측으로부터 상기 작업 공간을 조명하는 조명 장치를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 흡기부에는 제 2 보조 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 정류판으로 구획되는 정류 공간의 폭을 상기 환류 덕트의 폭과 거의 동일하게 설정한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  8. 케이스체의 중앙에 구획되며 내부가 제진된 분위기로 유지되는 작업 공간과, 상기 작업 공간의 상부에 배치되며 작업 공간의 상부로부터 제진된 공기를 작업 공간으로 보내는 제진 유닛과, 상기 작업 공간의 전면에 형성되며 작업 공간의 하부에 일정한 간극을 형성하여 중앙부가 상기 작업 공간 내로 돌출되도록 굴곡하면서 전면을 덮는 전면 커버와, 상기 작업 공간의 하부에 구획되며 작업 공간의 공기가 유입되는 정류 공간과, 상기 정류 공간과 상기 제진 유닛 사이에서 공기를 유통 가능하게 연결하는 환류 덕트와, 외기를 정류 공간 또는 환류 덕트에 도입하는 흡기부를 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전면 커버의 선단 측에는 상기 간극의 간격을 조절 할 수 있는 스커트부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 작업 공간의 전면 측 개구의 하단 가장자리에는 상기 케이스체의 전면으로부터 비스듬하게 아래 방향을 향하여 돌출되는 차양판을 구비한 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 정류 공간의 전면 측에는, 상기 정류 공간과 구획되며 전면측이 개방된 하부 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클린 벤치.
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