JPH0373785B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIや超精密機械部品の製造、ある
いは、薬品の製造等、種々の清浄作業用途に用い
るクリーンルームに関し、詳しくは、室内におけ
る高度清浄域に対し、その全域にわたつて清浄気
体をほぼ鉛直下方向きで層流状に吹出す吹出口を
設け、室内床部において前記高度清浄域の周部
に、複数の排気口を夫々が設定風量比率で排気作
用するように分散配置し、LSI等の清浄維持必要
物を位置させる高度清浄域が、作業者が位置する
低度清浄域や室壁等、高度清浄域周部からの浸入
塵埃によて汚染されることを、その高度清浄域内
における吹出口から周部排気口への清浄気体流動
により防止するよにしたクリーンルームに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、上記の如きクリーンルームにおいては、
高度清浄域の周部に分散配置した床部排気口夫々
の排気風量比率を常時一定に維持しており、例え
ば、第５図に示す如きクリーントンネルの場合、
高度清浄域Ａに対して第１吹出口１からQ₁m³／
ｈの清浄空気を鉛直下方向きで層流状に吹出供給
し、かつ、作業者域としての低度清浄域Ｂに対し
て第２吹出口４からQ₂m³／ｈの清浄空気のうち
吹出供給するのに対し、高度清浄域周部のうち室
壁８側に設けた床部排気口９からQ₃m³／ｈを、
かつ、低度清浄域Ｂ側に設けた床部排気口１０か
らQ₄m³／ｈ（Q₄＝Q₂＋Q₁−Q₃）を夫々常時排気
するようにし、それによつて、室壁８からの発塵
による汚染、並びに、低度清浄域Ｂからの浸入塵
埃による汚染を防止するようにしていた。

すなわち、高度清浄域Ａへの吹出供給風（Q₁
m³／ｈ）に対する両排気口９，１０の排気風量比
（Q₃：Q₁−Q₃）を常時一定に維持していた。

図中２及び５は、第１吹出口１及び第２吹出口
４に装備した高性能フイルター、１２は、室壁側
排気口９からの排気空気を第１吹出口１に循環供
給する循環フアン、７は空調器からの給気ダク
ト、１４は、低度清浄域側排気口１０からの排気
空気を空調器に戻すと共に一部を系外に排出する
還気・排気ダクトであり、又、１６は、高度清浄
域内に設置した清浄作業用作業台である。（文献
を示すことができない。） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、気流に対する外乱要件が無く高度清浄
域における清浄気体流動状態が安定な定常状態で
あれば高度清浄域の清浄度は十分に維持される
が、低度清浄域における作業者や作業ロボツト等
の作業体が高度清浄域に近接すると、その近接作
業体の存在によつて高度清浄域と低度清浄域との
境界部で激しい過流が生じ、又、作業体から多量
の塵埃が発生するために、高度清浄域が汚染され
てしまう問題があつた。

他面、高度清浄域に体する清浄気体吹出供給
量、並びに、周部排気口からの排気風量を大きく
設定して高度清浄域における域内清浄気体流動量
を大きくすれば、すなわち、高度清浄域の域内清
浄気体流動量に大きな安全率を設定すれば、高度
清浄域への作業体付近接に伴う汚染を防止できる
ものの、空調器並びに給排気装置に大きな能力の
ものが必要となり、又、送風動力も大となるため
に、設備費並びに運転経費が高価となる問題が生
じる 又、高度清浄域に対して作業体が近接状態にあ
るときのみ高度清浄域における域内清浄気体流動
量を大きくするような制御を行うことも考えられ
るが、送風動力の増大が抑制されるだけで設備費
並びに運転経費が高価となることは避けられな
い。

本発明の目的は、高度清浄域における清浄気体
流動量を極力小さくしながらも、作業体近接に起
因した高度清浄域の汚染を効果的に防止できるよ
うにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるクリーンルームの特徴構成は、吹
出口からほぼ鉛直下方向きで層流状に清浄気体の
吹出供給を受ける高度清浄域に対して室内床部で
周部に分散配置した複数の排気口どうしの排気風
量比を変更する手段を設け、前記高度洗浄域に隣
り合う室内低度洗浄域において作業体が前記高度
洗浄域に対して近接状態か否かを検出するセンサ
ーを設け、そのセンサーからの情報に基づいて、
前記作業体が近接した側に位置する前記排気口の
排気風量比率を前記作業体が近接状態にあるとき
に設定風量比率よりも大とし、かつ、近接状態解
除に伴い前記設定風量比率に戻すように、前記風
量比変更手段を自動操作する制御手段を設けたこ
とにあり、その作用・効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、高度清浄域の近くに作業者や作業ロボ
ツト等の作業体が存在しないときには、周部排気
口の夫々を、それらの排気風量比率を設定比率に
維持した状態で排気作用させて、高度清浄域にお
ける清浄気体流動状態を所定の定常状態に維持す
ることにより、安全率の小さな極力少量の域内清
浄気体流動量で高度清浄域の清浄度を確実に維持
する。

そして、センサーの検出情報に基づいた自動制
御で、作業体が高度清浄域に対して近接状態にあ
るときのみ、周部排気口のうち作業体が近接した
側の排気口の排気風量比率を前記の設定比率より
も大として、高度清浄域における清浄気体流動状
態を、高度清浄域のうち近接作業体側部分の清浄
気体流動量が前記所定定常状態のときよりも大と
なるように変更することにより、すなわち、高度
清浄域のうち近接作業体側部分以外の部分におけ
る清浄気体流動量の安全率分を近接作業体側部分
に補充する状態で近接作業体側部分の清浄気体流
動量を増大させることにより、作業体の近接に起
因した高度清浄域の汚染を防止する。

したがつて、高度清浄域における全体としての
清浄気体流動量に大きな安全率を設定して大量の
清浄気体を流動させずとも、高度清浄域の清浄度
を作業体の近接にかかわらず高く維持することが
できる。

尚、蛇足ではあるが、作業体が近接した側に位
置する排気口の排気風量比率を大として高度清浄
域のうち近接作業体側部分にそれ以外の部分にお
ける清浄気体流動量の安全率分を補充する状態
で、近接作業体側部分の清浄気体流動量を増大さ
せるにあたり、その補充量が安全率分を超えない
ように排気風量比率の増大巾を適宜設定しておく
ことにより、高度清浄域における近接作業体側部
分以外の部分での清浄度も、その部分で不測の外
乱要件が生じないかぎり確実に維持される。

〔発明の効果〕

上述の結果、作業者や作業ロボツト等、作業体
の近接にかかわらず高度清浄域の清浄度を高く維
持できることから、LSIや超精密機械部品等の製
品品質を向上できると共に、不良製造品の発生を
大巾に軽減でき、しかも、高速清浄域に対する清
浄気体供給量、並びに、排気口からの全体排気風
量が常時少量で良いことから、空調器並びに給排
気装置を能力的に小型化でき、又、送風動力も大
巾に節減できて、設備費並びに運転経費面におい
ても有利なクリーンルームにできた。

〔第１実施例〕 次に本発明の第１実施例の図面に基づいて説明
する。

第１図及び第２図は、LSIや超精密機械部品等
の製造ラインを形成する所謂クリートンネルを示
し、トンネル形状の室内において、製造品を位置
させる高度清浄域Ａをトンネル巾方向の両端側
に、かつ、作業者通路域としての低度清浄域Ｂを
トンネル巾方向の中央部に配置し、それら両域
Ａ，Ｂをトンネル長手方向に延設してある。

高度清浄域Ａの全域にわたつて清浄空気をほぼ
鉛直下方向きで層流状に吹出す第１吹出口１を高
性能フイルター２の吐出側開口をもつて構成し、
その第１吹出口１、及び、それに対する第１給気
チヤンバー３を、トンネル状室内において高度清
浄域Ａの上方でトンネル長手方向に延設してあ
る。

低度清浄域Ｂに対して清浄空気を拡散的に吹出
す高性能フイルター５内装型の第２給気チヤンバ
ー６を、トンネル長手方向に分散配置してトンネ
ル状室の天井部に設け、前記の第１給気チヤンバ
ー３、及び、第２給気チヤンバー６の夫々に対し
て空調器からの給器ダクト７を接続してある。

高度清浄域Ａに接する室壁８の下端部に第１排
気口９を、かつ、低度清浄域Ｂに対応位置する室
内床部に格子状の第２排気口１０を夫々トンネル
長手方向に延設する状態に設け、第１排気口９か
らの排気空気を第１給気チヤンバー３に循環供給
するように、第１排気口９と第１給気チヤンバー
３とを二重壁構成の循環風路１１を介して接続す
ると共に、その循環風路１１に対して循環フアン
１２を装備し、更に、第２排気口１０から床部排
気チヤンバー１３に回収された排気空気の一部を
空調器に還気ないし系外に排出するように、床部
排気チヤンバー１３を還気・排気ダクト１４に接
続すると共に、床部排気チヤンバー１３に回収さ
れた排気空気の残部を第１排気口９からの排気空
気と共に第１給気チヤンバー３に循環供給するよ
うに、床部排気チヤンバー１３と前記の循環風路
１１とをバイパス開口１５を介して連通してあ
る。

つまり、高性能フイルター２により浄化した清
浄空気を高度清浄域Ａに対して下方向き層流状に
吹出供給するのに対し、その高度清浄域Ａへの供
給清浄空気の一部を高度清浄域Ａ周部のうち室壁
８側の床部に配置した第１排気口９か排気するこ
とにより、室壁８からの発塵に起因した高度清浄
域Ａの汚染を防止し、かつ、高度清浄域Ａへの供
給空気の残部を高度清浄域Ａ周部のうち低度清浄
域Ｂ側の床部に配置した第２排気口１０から低度
清浄域Ｂへの高級清浄空気と共に排気することに
より、低度清浄域Ｂから高度清浄域Ａへの塵埃浸
入を回避して、その塵埃浸入に起因した高度清浄
域Ａの汚染を防止するようにしてある。

又、第１排気口からの排気空気の全量、並び
に、第２排気口１０からの排気空気の一部を高性
能フイルター２で浄化して高度清浄域Ａに対し循
環供給するようにしたことで、空調器側における
処理風量を極力軽減して設備構成のコンパクト化
を図りながら、高度清浄域Ａの清浄度維持のため
に大風量の清浄空気を高度清浄域Ａに供給できる
ようにしてある。

図中１６は、LSIや超精密機械部品の製造のた
めの作業台である。

第１給気チヤンバー３、及び、第２給気チヤン
バー６に対して空調器から夫々設定風量Q_A，Q_B
の空調空気を継続供給し、かつ、床部排気チヤン
バー１３から還気・排気ダクト１４へ設定風量
（Q_C＝Q_A＋Q_B）の排気空気を継続送出し、更に、
循環フアン１２により設定風量Q_Dの排気空気を
第１給気チヤンバー３に継続供給するように、全
体送風設備尾を構成及び調整するのに対し、第１
排気口９に排気風量変更用の自動ダンパー１７を
付設し、そのダンパー１７の開度調整操作によ
り、第１給気チヤンバー３への循環排気空気
（Q_D＝const）中における第１排気口９からの排
気空気量Q_Eとバイパス開口１５からの排気空気
量（Q_F＝Q_D−Q_E）との比を変化させて、トンネ
ル状室内に対する、第１排気口９からの排気風量
Q_Eと第２排気口１０からの排気風量（Q_G＝Q_F＋
Q_C＝Q_A＋Q_B＋Q_D−Q_E）とを背反的に変化させる
ように、換言すれば、高度清浄域Ａへの吹出供給
空気（Q_H＝Q_A＋Q_D＝const）に対する各排気口
９，１０の排気風量比（Q_E：Q_G−Q_B＝Q_E：Q_H−
Q_E）を自動ダンパー１７の開度調整操作で変更
するように構成してある。

そして、低度清浄域Ｂに位置する作業者や自走
式作業ロボツトが高度清浄域Ａに近接したことを
検出する踏み板式センサー１８を設け、更に、そ
のセンサー１８からの情報に基づいて、高度清浄
域Ａに対し作業者等が近接していない状態（第２
図イ）参照においては、高度清浄域Ａへの吹出供
給空気に対する各排気口９，１０夫々の排気風量
比率（Q_E／Q_H）、（（Q_H−Q_E）／Q_H）を予め設定
した定常比率（Q_E／Q_H＝K₁）、（Q_H−Q_E）／Q_H＝
K₂）に維持し、かつ、高度清浄域Ａに対し作業
者が近接した状態（第２図ロ参照）において、高
度清浄域Ａへの吹出供給空気に対する第２排気口
１０の排気風量比率（Q_H−Q_E）／Q_H）を前記の
定常比率K₂よりも設定巾△K₂だけ大きい値（K₂
＋△K₂）とすると共に第１排気口の排気風量比
率（Q_E／Q_H）を前記の定常比率K₁よりも設定巾
△K₁だけ小さい値（K₁−△K₁）とするように、
前記ダンパー１７を自動操作して高度清浄域Ａへ
の吹出供給空気に対する各排気口９，１０の排気
風量比（Q_E：Q_H−Q_E）を変更する制御装置１９
を設けてある。

つまり、高度清浄域Ａの近くに作業者等が存在
しないときには、第２図イに示す如く、高度清浄
域Ａに対して室壁８側に配置した第１排気口９と
低度清浄域Ｂ側に配置した第２排気口１０とを、
高度清浄域Ａへの吹出供給空気Q_Hに対する夫々
の排気風量比を設定定常比率K₁，K₂に維持した
状態で排気作用させて、高度清浄域Ａにおける清
浄空気層流流動状態を所定の定常状態に安定的に
維持することにより、高度清浄域Ａにおける清浄
空気の必要流動量Q_Hを極力節減しながらも、室
壁８からの発塵及び低度清浄域Ｂからの塵埃浸入
の両方に対して所定の安全率がある状態で高度清
浄域Ａの清浄度を高く維持するように、又、低度
清浄域Ｂに位置する作業者等が高度清浄域Ａに対
して近接状態にあるときには、第２図ロに示す如
く、作業者等が近接する側に位置する第２排気口
１０を、高度清浄域Ａへの吹出供給空気Q_Hに対
する排気風量比率を前記の設定定常比率K₂より
も大きく（K₂＋△K₂）した状態で排気作用させ
て、高度清浄域Ａにおける清浄空気流動状態を、
高度清浄域Ａのうち低度清浄域Ｂ側に臨む部分の
清浄空気流動量が前記所定定常状態のときより大
となるように変更することにより、換言すれば、
高度清浄域Ａのうち室壁８側に臨む部分における
清浄空気流動量の安全率分を低度清浄域Ｂ側に臨
む部分に補充する状態で低度清浄域Ｂ側に臨む部
分の清浄空気流動量を増大させることにより、作
業者等の近接に起因した激しい過流の発生、並び
に、近接作業者等からの多量の塵埃発生にかかわ
らず、高度清浄域Ａへの清浄空気吹出供給量Q_H
を一定に維持したままで高度清浄域Ａの清浄度を
維持するようにしてある。

尚、第２排気口１０の排気風量比率を大として
高度清浄域Ａのうち低度清浄域Ｂ側に臨む部分へ
室壁８側に臨む部分における清浄空気流動量の安
全率分を補充する状態で、低度清浄域Ｂ側に臨む
清浄空気流動量を増大させるにあたり、その補充
量が安全率分を超えないように、第１及び第２排
気口９，１０の排気風量比率変更巾△K₁，△K₂
を設定してあり、それによつて、第２排気口１０
の排気風量比率を増大させた時にも室壁８からの
発塵に起因した高度清浄域Ａの汚染を十分に防止
できるようにしてある。

〔第２実施例〕 次に本発明の第２実施例を第３図及び第４図に
基づいて説明する。

清浄維持必要物を位置させる高度清浄域Ａをク
リーンルームの室内中央部に、かつ、作業域とし
ての低度清浄域Ｂをクリーンルーム室内で高度清
浄域Ａの周部に配置し、高度清浄域Ａの全域に対
して高性能フイルター２により浄化した清浄空気
を鉛直下方向きで層流状に吹出し供給する吹出口
１を室内天井部に設けると共に、室内床部におい
て、高度清浄域Ａの四方周部に第１ないし第４の
排気口１０Ａ〜１０Ｄを分散配置し、もつて、吹
出口１から各排気口１０Ａ〜１０Ｄへ向かう清浄
空気流動により、低度清浄域Ｂから高度清浄域Ａ
への塵埃浸入を阻止して高度清浄域Ｂの清浄度を
高く維持するようにしてある。

図中１３は各排気口１０Ａ〜１０Ｄに連通する
排気チヤンバーであり、又、１６は清浄維持必要
物を載置する作業台である。

第１ないし第４排気口１０Ａ〜１０Ｄの夫々
に、それら排気口からの排気風量を各別に変更す
る自動ダンパー１７Ａ〜１７Ｄを付設し、他方、
高度清浄域Ａの四方周部夫々に、作業者が作業台
１６に近接した状態か否かを検出する赤外線セン
サー１８Ａ〜１８Ｄを設けてある。

そして、それらセンサー１８Ａ〜１８Ｄからの
情報に基づいて、高度清浄域Ａの四方周部のいず
れの側においても作業者が作業台１６に近接して
いない状態（第３図イ参照）においては、第１な
いし第４排気口１０Ａ〜１０Ｄ夫々の排気風量を
均等Ｑに維持するように、かつ、高度清浄域Ａの
四方周部のいずれかの側において作業者が作業台
１６に近接した状態（第３図ロ参照）において
は、作業者が近接していない側に位置する排気口
１０Ｂ〜１０Ｄの排気風量を前記均等状態から
夫々設定風量△Ｑだけ減少させると共に、それら
減少設定風量△Ｑの和に等しい量３△Ｑだけ、作
業者が近接した側に位置する排気口１０Ａの排気
風量を前記の均等状態から増加させるように自動
ダンパー１７Ａ〜１７Ｄの夫々を自動操作する制
御装置１９を設けてある。

つまり、高度清浄域Ａのうち作業者が近接して
いない側の部分における清浄空気流動量の安全率
分を作業者が近接した側の部分へ補充する状態
で、作業者が近接した側の部分における清浄空気
流動量を増大させ、それによつて、作業者の近接
に起因した高度清浄域Ａの汚染を、高度清浄域Ａ
への清浄空気吹出供給量を増大させること無く効
果的に防止できるようにしてある。

尚、上述説明においては、第１排気口１０Ａが
位置する側において作業者が作業台１６に近接し
た場合を示したが、例えば、第２排気口１０Ｂが
位置する側において作業者が作業台１６に近接し
た場合には、第１、第３、第４排気口１０Ａ，１
０Ｃ，１０Ｄの排気風量を減少させて第２排気口
１０Ｂほ排気風量を増大させるようにセンサー１
８Ａ〜１８Ｄからの情報に基づいて自動制御が行
われるのであり、高度清浄域Ａの四方周部のいず
れの側に作業者が近接した場合にも対処できるよ
うに構成してある。

又、高度清浄域Ａの四方周部のうち二方におい
て作業者が作業台１６に近接した場合には、他の
二方側に位置する排気口の排気風量を夫々設定風
量△Ｑだけ減少させて作業者が近接した側の二方
に位置する排気口の排気風量を夫々前記設定風量
△Ｑだけ増大させるように制御装置１９を構成し
てある。

〔別実施例〕

次に本発明の別実施例を列記する。

室内床部において高度清浄域Ａの周部に分散配
置する複数排気口９，１０の具体的配置形態は、
清浄作業状態や室の形態等に応じて種々の構成変
更が可能である。

周部排気口９，１０どうしの排気風量比を変更
するための具体構成としては、前述実施例の如き
自動ダンパーを適用するに代えて、従来周知の
種々の型式の風量制御構成を適用でき、それらを
総称して排気風量比変更手段１７と称する。

作業者等の作業体が高度清浄域Ａに近接した状
態か否かを検出するセンサー１８としては、接触
式や非接触式の各種型式のセンサーを適用でき、
又、実質的に１つのセンサー１８で作業体の近接
の有無とその近接位置との両方を検出するように
しても良い。

前記センサー１８かの情報に基づいて前記風量
比変更手段１７を自動操作する制御手段１９を構
成するに、マイクロコンピユータを適用したり、
又、シーケンス回路で構成する等、具体構成は
種々の構成変更が可能である。

又、高度清浄域Ａの周部に分散配置した排気口
９，１０夫々の定常時における排気風量比率、並
びに、作業体が近接した側に位置する排気口９，
１０の排気風量比率増大巾は適宜設定すれぼ良
い。

本発明は、種々の室形状のクリーンルームに適
用でき、又、クリーンルームの具体的用途も不問
である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示
し、第１図は破断斜視図、第２図イ，ロは清浄気
体流動状態を示す拡大断面図である。第３図及び
第４図は本発明の第２実施例を示し、第３図イ，
ロは清浄気体流動状態を示す断面図、第４図は概
略平面図である。第５図は従来例を示す一部略断
面図である。 Ａ……高度清浄域、Ｂ……低度清浄域、１……
吹出口、９，１０……排気口、１７……排気風量
比変更手段、１８……センサー、１９……制御手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室内における高度清浄域Ａに対し、その全域
   にわたつて清浄気体をほぼ鉛直下方向きで層流状
   に吹出す吹出口１を設け、室内床部において前記
   高度清浄域Ａの周部に、複数の排気口９，１０を
   夫々が設定風量比率で排気作用するように分散配
   置したクリーンルームであつて、前記排気口９，
   １０どうしの排気風量比を変更する手段１７を設
   け、前記高度洗浄域Ａに隣り合う室内低度清浄域
   Ｂにおいて作業体が前記高度清浄域Ａに対して近
   接状態か否かを検出するセンサー１８を設け、そ
   のセンサー１８からの情報に基づいて、前記作業
   体が近接した側に位置する前記排気口９，１０の
   排気風量比率を前記作業体が近接状態にあるとき
   に前記設定風量比率よりも大とし、かつ、近接状
   態解除に伴い前記設定風量比率に戻すように、前
   記風量比変更手段１７を自動操作する制御手段１
   ９を設けたクリーンルーム。