JPH08210676A

JPH08210676A - トンネル式のクリーンルーム

Info

Publication number: JPH08210676A
Application number: JP31059595A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mizushima; 茂水島; Seishirou Yoshizaki; 誠司郎吉崎; Kazunori Sugafuji; 和則菅藤
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1996-08-20
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: JP3820609B2

Abstract

(57)【要約】【課題】境界領域に位置する作業員からの発塵を高速
流域に巻き込むことを防止することができるトンネル式
のクリーンルームを提供することにある。【解決手段】垂れ壁により高い清浄度を必要とする高
速流域と低速流域とに区画し、高速流域にファンフィル
タユニットを設け、低速流域に断面円弧状のフィルタダ
クトを設けて成る。高速流域に設けたファンフィルタユ
ニットが、垂れ壁の下端の高さと略等しい高さに位置す
る。高速流域に設けたファンフィルタユニットは、昇降
自在となっている。高速流域に設けたファンフィルタユ
ニットは、軸流型ファン或いは遠心ファンとフィルタと
を備えている。垂れ壁の下方の高速流域と低速流域との
境界部の吹出速が、高速流域と略等速になっている。低
速流域に設けた断面円弧状のフィルタダクトは、作業域
の高速流域と隣り合うエリア部分の吹出速度が高速流領
から離れるに従って低速になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体工場、精密
機械工場、薬品製造工場等の無塵室或いは無菌室に適用
されるトンネル式のクリーンルームに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体工場に於ては、超ＬＳＩ
の高集積化・超微細化に伴なう製造技術の高度化への対
応として超清浄度空間の必要性が増大し、クラス１〜１
００の清浄度を有するトンネル式のクリーンルームが要
求されている。

【０００３】この要求に応えるものとしては、垂直層流
方式のクリーンルームとトンネル方式のクリーンルーム
とがある。処で、垂直層流方式のクリーンルームは、天
井の全面に高性能フィルタを施設すると共に、温湿度を
室全体として制御する必要があり、室内の各生産装置毎
の温度制御の不均衡を起こす虞があった。

【０００４】これに対し、トンネル方式のクリーンルー
ムは、そのエリア分けにより作業部毎に高精度に制御す
ることができる可能性があるという利点を有する。この
トンネル方式のクリンルームとしては、例えば、特開昭
６１−２８２７４２号公報がある。これを図１０により
説明する。

【０００５】図に於て、１はトンネル方式のクリーンル
ームである。このトンネル式のクリーンルーム１には垂
れ壁２により高い清浄度を必要とする高速流域Ａと境界
域Ｃと低速流域Ｂとが区画されている。高速流域Ａに
は、高性能フィルタ３が施設されている。この高性能フ
ィルタ３は、トンネル状室内の天井側に設けた給気チャ
ンバ４に取り付けてある。

【０００６】高性能フィルタ３の下方には、クリンルー
ム１の床５上に配置された生産機械６が位置している。
低速流域Ｂ側の垂れ壁２と天井７との間には、吹出口８
が設けられている。この吹出口８は、２つの高性能フィ
ルタ９，１０と、両高性能フィルタ９，１０に清浄空気
を送る給気チャンバ１１と、給気チャンバ１１内に位置
し垂れ壁２よりの高性能フィルタ９の上部に設けたダン
パ１２とで構成されている。

【０００７】境界域Ｃは、高性能フィルタ９からの吹出
によって形成される。このトンネル式のクリーンルーム
１によれば、高性能フィルタ３を介して高速流域Ａの全
域に亘って清浄空気をほぼ鉛直下向きに０．３〜０．４
m/sec程度の速度で層流状に吹き出し、低速流域Ｂで
は、清浄空気を高性能フィルタ１０を介して拡散的に
０．０５〜０．２m/sec程度の室内平均降下風速になる
ように吹き出している。

【０００８】そして、境界域Ｃに於ては、ダンパ１２を
操作して清浄空気をほぼ鉛直下向きに０．３〜０．４m/
sec程度の速度で吹き出している。この境界域Ｃに於け
る高速流域Ａの気流流れと同じ気流流れを高性能フィル
タ９とダンパ１２によって形成するため、境界域Ｃ側に
位置する作業員からの発塵の巻き込みを防止することが
できる。

【０００９】図１１は、同じく特開昭６１−２８２７４
２号公報に記載されてあるトンネル方式のクリーンルー
ムである。この場合には、高性能フィルタ１３を天井側
に施設し、１つの吹出口１４に境界域用１４ａと低速流
域用１４ｂとを設けたものである。このトンネル式のク
リーンルームに於ても、図１０と同様に境界域Ｃ側に位
置する作業員からの発塵の巻き込みを防止することがで
きる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】処が、図１０に示すト
ンネル式のクリーンルームでは、ダンパ１２によって境
界域Ｃの風速を調整するものであるため、ダンパ１２の
調整に手間取ると共に、高性能フィルタ９，１０が、そ
れぞれ直線で形成され、高性能フィルタ９，１０の為す
角がかなり大きな角度を持つため、高性能フィルタ９，
１０の夫々から吹き出す気流により、新たな境界域がで
きる。それにより、境界域Ｃは、高性能フィルタ９の幅
の分だけ位置がずれただけに過ぎないことになる可能性
が大きい。

【００１１】又、図１１に示すトンネル式のクリーンル
ームでは、高性能フィルタ１３から吹出口１４内に動圧
が掛かるため、清浄空気は横向きの低速流域用１４ｂよ
りも下向きの境界域用１４ａから出やすくなり、高速流
域Ａの流速よりも速くなる可能性がある。その場合に
は、境界域Ｃ側に位置する作業員からの発塵の巻き込み
を防止することができない。

【００１２】本発明は斯かる従来の問題点を解決するた
めに為されたもので、その目的は、境界領域に位置する
作業員からの発塵を高速流域に巻き込むことを防止する
ことができるトンネル式のクリーンルームを提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、垂れ
壁により高い清浄度を必要とする高速流域と低速流域と
に区画し、高速流域にファンフィルタユニットを設け、
低速流域に断面円弧状のフィルタダクトを設けて成るも
のである。

【００１４】請求項２の発明は、高速流域に設けたファ
ンフィルタユニットが、垂れ壁の下端高さと略等しい高
さに位置するものである。請求項３の発明は、高速流域
に設けたファンフィルタユニットは、昇降自在となって
いるものである。請求項４の発明は、高速流域に設けた
ファンフィルタユニットは、軸流型ファン或いは遠心フ
ァンとフィルタとを備えているものである。

【００１５】請求項５の発明は、垂れ壁の下方の高速流
域と低速流域との境界部の吹出速が、高速流域と略等速
になっているものである。請求項６の発明は、低速流域
に設けた断面円弧状のフィルタダクトは、作業域の高速
域と隣り合うエリア部分の吹出速度が高速流領から離れ
るに従って低速になっているものである。

【００１６】（作用）請求項１乃至６の発明に於ては、
高速流域では従来と同様に生産機械に向かって流れる高
速層流を形成し、低速流域と境界域では断面円弧状のフ
ィルタダクトから均一方向を持つ中低速流を形成するこ
とができる。

【００１７】そのため、境界域や室内の隅部に於て、上
昇気流が起こらず、室内が安定した下向きの気流が得ら
れる。請求項２の発明に於ては、生産機械に対する高速
層流による渦領域での圧力場が上昇し、渦中の塵埃濃度
減衰時間を短くすることができる。請求項３の発明に於
ては、高速流域に設けたファンフィルタユニットが、用
途に応じて昇降することができる。

【００１８】請求項４の発明に於ては、高速流を容易に
形成することができる。請求項５及び６の発明に於て
は、高速流域への作業者からの発塵の巻込を防止するこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて説明する。

【００２０】図１は、請求項１、４乃至６に係るトンネ
ル式のクリーンルームの一実施の形態を示す。図に於
て、２１はトンネル方式のクリーンルームである。この
トンネル式のクリーンルーム２１には垂れ壁２２により
高い清浄度を必要とする高速流域Ａと境界域Ｃと低速流
域Ｂとが区画されている。

【００２１】トンネル式のクリーンルーム２１は、天井
２３側にトンネル式のクリーンルーム２１内に清浄空気
を吹き出す高性能フィルタユニット２４が取り付けら
れ、床２５には全面や部分的に穿孔されたパンチングメ
タルが施設されている。そして、天井空間２６と床下空
間２７とは、空調機２８を介して連絡している。床上に
は生産機械２９が配置されている。

【００２２】高速流域Ａには、ファンフィルタユニット
３０が配置されている。このファンフィルタユニット３
０は図３及び図４に示すように、横断面正方形形状で筒
状のユニット本体３１の下端開口部３３には、ＵＬＰＡ
フィルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタ３５が
配置されている。

【００２３】ユニット本体３１の上面３７の中心には、
吸気用開口部３９が形成され、この吸気用開口部３９に
軸流型ファン４１が配置されている。この軸流型ファン
４１は、吸気用開口部３９に嵌挿されるべルマウス４３
を有している。べルマウス４３の中央には、ボス部４５
が配置され、ボス部４５の外周に羽根４７が固定されて
いる。

【００２４】ボス部４５には、モータ４９が連結され、
モータ４９は、ブラケット５１を介してべルマウス４３
に固定されている。そして、ボス部４５には、吸い込み
方向に向けて突出する先端先細り状の気流案内カバー５
３が装着されている。ユニット本体３１の内周の上部に
は、内方に向けて突出し軸流型ファン４１の回転により
発生する旋回流の旋回を抑制する複数の整流板５５が固
定されている。

【００２５】この整流板５５には、グラスウールから成
る吸音材５７が装着されている。ユニット本体３１の軸
流型ファン４１の下方には、遮音板５９が配置されてい
る。この遮音板５９は、正方形状をしており、その中心
が軸流型ファン４１の下方に位置されている。

【００２６】遮音板５９には、グラスウールから成る吸
音材６１が装着されており、遮音板５９は、ブラケット
６３によりユニット本体３１の内面に固定されている。
遮音板５９の中心部には、下方に向けて窪む正方形状の
凹部６５が形成されている。そして、凹部６５の内周面
が、底面側に向けて傾斜する傾斜面６７とされている。

【００２７】ユニット本体３１の遮音板５９の下方に
は、矩形環状の外側遮音板６９が配置されている。この
外側遮音板６９は、その内周部が遮音板５９に重なるよ
うに配置されている。そして、外側遮音板６９には、グ
ラスウールから成る吸音材７１が装着されている。

【００２８】図１に於て、８０は断面円弧状のフィルタ
ダクトを表す。このフィルタダクト８０は、ＵＬＰＡフ
ィルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタを高速流
域Ａと低速流域Ｂの風速比Ｖａ／Ｖｂや、フィルタダク
トの取付ピッチ、距離ｘに応じて断面略１／４縦楕円弧
形状〜断面略１／４円弧形状〜断面略１／４横楕円形状
に変化させて形成したものである。

【００２９】ここで、吹出口８１の曲率を（１／
ρ）₈₁、吹出口８２の曲率を（１／ρ）₈₂とすると、次
のような関数となる。Ｖａ／Ｖｂ×α・１／ｘ∝β×（１／ρ）₈₁／（１／
ρ）₈₂ ここで、α，βは係数である。これは、Ｖａ／Ｖｂが大
きくなるほど、境界域Ｃに多風量を、ｘが大きくなるほ
ど低速流域Ｂに多風量を与えなければならないからであ
る。

【００３０】例えば、Ｖａ／Ｖｂが大でｘ≦２ⁿの場合
は、フィルタダクト８０は低速流域Ｂ側への吹出口８１
が境界域Ｃへの吹出口８２よりも流速を抑えたものとし
てある。そのために、吹出口８１には、パンチング板等
の抵抗体を取り付けるか、或いは高性能フィルタの折り
密度や折り高さを変化させることによって、或いは吹出
口８２より吹出口８１のフィルタの曲率を大きくするこ
とによって、吹出口８２を吹出口８１より濾材面積を増
加させる等の手段が適用される。

【００３１】次に、本実施の形態の作用を説明する。空
調機２８を駆動して清浄空気をファンフィルタユニット
３０，高性能フィルタユニット２４及びフィルタダクト
８０へ供給することによって、トンネル式のクリーンル
ーム２１へ清浄空気を供給する。その際、ファンフィル
タユニット３０では、軸流型ファン４１により吸気用開
口部３９から吸引された空気が、旋回流とされた後、こ
の旋回流が、外周部に於て整流板５５に衝突し抑制さ
れ、下方に向かう流れになり、遮音板５９と外側遮音板
６９との間を通過した後高性能フィルタ３５に達し、高
性能フィルタ３５で浄化された後、高速流域Ａ内に０．
３〜０．４m/sec程度の高速で吹き出される。

【００３２】一方、高性能フィルタユニット２４から
は、０．０５〜０．２m/sec程度の室内平均降下風速に
なるの低速で清浄空気が吹き出される。そして、フィル
タダクト８０では、吹出口が全面フィルタで形成されて
いるので、動圧の影響を受けずに、各部フィルタの圧力
損失の違いにより、吹出風速が異なり、吹出口８２から
は高速流域Ａの速度とほぼ同等の速度で清浄空気を吹き
出すと共に、吹出口８１からは０．０５〜０．２m/sec
程度の室内平均降下風速になるような低速で清浄空気を
吹き出すことができる。

【００３３】そのため、高速流域Ａと境界域Ｃとの間で
は、下向きの安定した気流が形成され、上昇気流が発生
しない。即ち、境界域ｃでの作業者からの発塵を高速流
域Ａ内に巻き込むことがない。而も、従来のように、ダ
ンパを操作するという煩雑な操作を必要としないためト
ンネル式のクリーンルームの管理が容易である。

【００３４】加えて、境界域ｃにフィルタダクト８０を
設置するだけで済むため、構造が簡単である。又、上述
したファンフィルタユニット３０では、軸流型ファン４
１の使用により軸流型ファン４１の外方に向けて旋回流
が発生するが、この旋回流が、外周部に於てユニット本
体３１の内周の上部に配置される複数の整流板５５に衝
突し抑制され、下方に向かう流れになり、高性能フィル
タ３５を介して室内に吹き出されるため、高性能フィル
タ３５からの吐出風速分布を均一にすることができる。

【００３５】又、整流用多孔板等によって気流の方向を
変える必要がなくなるため、吐出抵抗が増大することを
防止できる。更に、軸流型ファン４１と高性能フィルタ
３５との間に配置される遮音板５９により、軸流型ファ
ン４１から発生する騒音を確実に遮音することができ
る。又、上述したファンフィルタユニット３０では、ユ
ニット本体３１を横断面正方形形状にし、その中心に軸
流型ファン４１および正方形状の遮音板５９の中心を配
置したので、高性能フィルタ３５の四方から同一条件で
空気が吐出されることになり、高性能フィルタ３５から
の吐出風速分布をより均一にすることができる。

【００３６】更に、遮音板５９の中心部に下方に向けて
窪む正方形状の凹部６５を形成し、凹部６５の内周面を
底面側に向けて傾斜したので、凹部６５の底面に衝突し
た空気が、傾斜面６７に案内されて外側に向けて円滑に
流れ気流が乱されることがなくなり、高性能フィルタ３
５からの吐出風速分布をより均一にすることができる。
又、上述したファンフィルタユニット３０では、ユニッ
ト本体３１の遮音板５９の下方に、外側遮音板６９の内
周が重なるように配置したので、軸流型ファン４１から
発生する騒音が直接高性能フィルタ３５に達することが
防止され、消音効果を向上することができる。

【００３７】更に、軸流型ファン４１のボス部４５に気
流案内カバー５３を配置したので、空気の流れが円滑に
なり、軸流型ファン４１の騒音を低減し、又、軸流型フ
ァン４１の効率を向上することができる。尚、ファンフ
ィルタユニットは、図示するものに限らず、ファンと高
性能フィルタとが組み合わされたものであれば如何なる
ものでも良い。

【００３８】図５は、図１に示すトンネル式のクリーン
ルームの変形例を示す。本実施の形態では、高性能フィ
ルタユニット２４及びフィルタダクト８０にもファン８
３，８４を設けたものである。

【００３９】本実施の形態も上記実施の形態と同様の作
用効果を奏することができる。図６は、請求項２に係る
トンネル式のクリーンルームの一実施の形態を示す。フ
ァンフィルタユニット３０が、フィルタダクト８０の境
界域Ｃの近傍まで下降されている。図７のようにファン
フィルタユニット３０と生産機械２９との距離Ｌ₁を１
０５０ｍｍに近づけた場合と、図８のようにファンフィ
ルタユニット３０と生産機械２９との距離Ｌ₂を２５５
０ｍｍに遠ざけた場合に於ける生産装置２９上部の渦領
域と塵埃排出能力とについて実験した。

【００４０】塵埃粒径０．０５μｍ、１００，０００個
/minが３０，０００個/minになるまでの塵埃減衰時間
（塵埃濃度が３０％まで低下する時間）を測定した。図
７の場合には６．３１秒、図８の場合は９．９６秒であ
った。以上のように、ファンフィルタユニット３０を生
産機械２９に近づけた方が浄化能力が大きいことが判明
した。

【００４１】これは、生産装置２９近傍にファンフィル
タユニット３０を設けることで、天井面からの圧力損失
が少なくなり、渦領域Ｘでの圧力場が上昇するためであ
る。３次元数値解析（シミュレーション）結果からも塵
埃濃度大の領域が少なくなっている。これも渦領域ｘの
圧力場が上昇するためと思われる。本実施の形態に於て
は、上記実施の形態の作用効果に加えて塵埃減衰時間を
短縮できるという効果がある。

【００４２】図９は、図６に示すトンネル式のクリーン
ルームの変形例を示す。本実施の形態では、高性能フィ
ルタユニット２４及びフィルタダクト８０にもファン８
５，８６を設けたものである。本実施の形態も上記実施
の形態と同様の作用効果を奏することができる。尚、上
記各実施の形態では、トンネル式のクリーンルームの要
部について説明したが、全体的な構成は、例えば、特開
昭６１−２８２７４２号公報の第１図に示されているよ
うなクリーントンネルと同様の形態を為している。

【００４３】又、ファンフィルタユニット３０は、上記
各実施の形態のように所定の箇所に固定されたもので
も、或いは、任意の昇降装置を介して目的に応じて所定
の位置に固定できるようにしても良い（請求項３）。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１乃至６のト
ンネル式のクリーンルームでは、従来のトンネル式のク
リーンルームのように境界域にダンパを設けて低速流域
との流速を調整するという複雑な操作が不要となる。

【００４５】又、ダンパによる切替装置を必要としない
ので、装置が簡単となる。更に、ファンフィルタユニッ
トが、生産装置に近い位置に設けられるので、塵埃減衰
時間が短くなり、即ち、生産装置に発生する渦領域に於
ける塵埃濃度大の領域が小さくなり、浄化能力が大きく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１、４乃至６に係るトンネル式のクリー
ンルームの一実施の形態を示す説明図である。

【図２】図１のトンネル式のクリーンルームの清浄空気
の流れを示す説明図である。

【図３】図１のトンネル式のクリーンルームに用いたフ
ァンフィルタユニットを示す断面図である。

【図４】図３の断面図である。

【図５】請求項１、４乃至６に係るトンネル式のクリー
ンルームの別の実施の形態を示す説明図である。

【図６】請求項２に係るトンネル式のクリーンルームの
一実施の形態を示す説明図である。

【図７】図６のトンネル式のクリーンルームの作用説明
図である。

【図８】図６のトンネル式のクリーンルームの作用説明
図である。

【図９】請求項２に係るトンネル式のクリーンルームの
別の実施の形態を示す説明図である。

【図１０】従来のトンネル式のクリーンルームを示す説
明図である。

【図１１】従来のトンネル式のクリーンルームを示す説
明図である。

【符号の説明】

２１トンネル方式のクリーンルーム２２垂れ壁２３天井２４高性能フィルタユニット２５床２６天井空間２７床下空間２８空調機２９生産機械３０ファンフィルタユニット３１ユニット本体３５高性能フィルタ４１軸流型ファン８０断面円弧状のフィルタダクト８１，８２吹出口Ａ高速流域Ｂ低速流域Ｃ境界域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】垂れ壁により高い清浄度を必要とする高
速流域と低速流域とに区画し、高速流域にファンフィル
タユニットを設け、低速流域に断面円弧状のフィルタダ
クトを設けて成ることを特徴とするトンネル式のクリー
ンルーム。
【請求項２】高速流域に設けたファンフィルタユニッ
トが、垂れ壁の下端高さと略等しい高さに位置すること
を特徴とする請求項１記載のトンネル式のクリーンルー
ム。
【請求項３】高速流域に設けたファンフィルタユニッ
トは、昇降自在となっていることを特徴とする請求項１
記載のトンネル式のクリーンルーム。
【請求項４】高速流域に設けたファンフィルタユニッ
トは、軸流型ファン或いは遠心ファンとフィルタとを備
えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れ
かに記載のトンネル式のクリーンルーム。
【請求項５】垂れ壁の下方の高速流域と低速流域との
境界部の吹出速が、高速流域と略等速になっていること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のト
ンネル式のクリーンルーム。
【請求項６】低速流域に設けた断面円弧状のフィルタ
ダクトは、作業域の高速域と隣り合うエリア部分の吹出
速度が高速流域から離れるに従って低速になっているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の
トンネル式のクリーンルーム。