JPH08210679A

JPH08210679A - トンネル式クリーンルーム空調システム

Info

Publication number: JPH08210679A
Application number: JP7310599A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mizushima; 茂水島; Akira Kato; 彰加藤; 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: JP3555793B2

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と共に、トンネル式クリ
ーンルーム内に部分的に発生する熱負荷に有効に対応す
る。【解決手段】トンネル式クリーンルームと、このトン
ネル式クリーンルームを垂れ壁により区画して形成され
た高い清浄度を必要とする高速流域と低速流域と、高速
流域に設けられたファンフィルタユニットと、低速流域
に設けられた短径方向に切断した断面ほぼ半楕円形状を
為すクリーンルーム用エアフィルタユニットと、高速流
域に設置された生産装置と、ファンフィルタユニット及
びクリーンルーム用エアフィルタユニットを介してトン
ネル式クリーンルームに清浄空気を送る空調機と、気液
相変化する冷媒が流通されるコイルと、このコイル内の
冷媒を冷却又は加熱する熱交換器ユニットとを有し、コ
イルは、生産装置の位置するファンフィルタユニットに
配置され、熱交換器ユニットは、トンネル式クリーンル
ームの外部に配置されているものである。

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
されるトンネル式クリーンルームの空調システムに関す
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の清浄度を有するクリーンルームが要求されてい
る。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式クリーンルームとがある。

【０００３】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、室内の生産装置毎
の温度制御の不均衡を起こす虞があった。これに対し、
トンネル式クリーンルームは、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。

【０００４】このトンネル式クリーンルームとしては、
例えば、特開昭６１−２８２７４２号公報に記載されて
いるものが知られている。これを図１９により説明す
る。図に於て、１はトンネル式クリーンルームである。
このトンネル式クリーンルーム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。

【０００５】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。高
性能フィルタ３の下方には、トンネル式クリーンルーム
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。

【０００６】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０．３〜０．４m/
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０．０
５〜０．２m/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。

【０００７】そして、境界域Ｃに於ては、水平に取り付
けた高性能フィルタから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。

【０００８】図２０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式クリーンルームで
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。このトンネル式クリーン
ルームに於ても、図１９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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】処が、図１９に示すト
ンネル式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の為す角度
がかなり大きな角度を持つため、高性能フィルタ９，１
０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に過ぎないことになる可能性が大き
い。

【００１０】又、図２０に示すトンネル式クリーンルー
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。

【００１１】一方、従来のトンネル式クリーンルーム空
調システムとしては、図２１に示すものが知られてい
る。このシステムでは、高速流域Ａの給気チャンバ４と
低速流域Ｂの給気チャンバ１１と床下空間１５とが配管
１６により空調機（図示せず）に連絡され、床下空間１
５内の空気を、空調機の冷温水コイル及びファンに導い
た後、空調された空気を高速流域Ａの給気チャンバ４と
低速流域Ｂの給気チャンバ１１に供給し、フィルタ３及
び吹出口９，１０からトンネル式クリーンルーム１内に
吹き出させることによりトンネル式クリーンルーム１内
の空気の空調及び浄化が行われている。

【００１２】然し乍ら、このような従来のトンネル式ク
リーンルーム空調システムでは、一台の空調機によりト
ンネル式クリーンルーム１内の空調を行っているため、
トンネル式クリーンルーム１内に部分的に発生する熱負
荷に有効に対応することが困難であるという問題があっ
た。一方、クリーンルームとしては、例えば、実公平５
−３８８２１号公報の第３図に示されている全面ラミナ
ーフロー方式や同じく第４図に示されているコンベンシ
ョナル方式が知られている。

【００１３】然し、全面ラミナーフロー方式のもので
は、整った層流となるが、天井チャンバーやフィルタ全
面設置を必要とし、天井が低く、高価となるという欠点
がある。又、コンベンショナル方式のものは、清浄空気
の吹出が一方向で局部的であるため、フィルタ側方に渦
流が発生し停滞して循環できず、清浄化できないという
欠点がある。

【００１４】そこで、これらの問題点を解決するものと
して、実公平５−３８８２１号公報に記載される断面ほ
ぼ半円形状のクリーンルーム用エアフィルタや実開昭６
３−４３６２０号公報に記載されるほぼ円弧状のクリー
ンルーム用エアフィルタのように、クリーンルーム用エ
アフィルタ面から放射状に気流を吹き出すものが提案さ
れている。

【００１５】処で、断面ほぼ半円形状やほぼ円弧状のク
リーンルーム用エアフィルタから吹き出される気流は、
図２２及び図２３のように、フィルタ面１７から矢印で
示すように放射線方向へ均等に吹き出される。速度をベ
クトルで表すと、フィルタ面１７を出た直後のベクトル
の絶対長はどの位置も同一であり、フィルタ面１７での
ベクトル密度もどの部位も同じである。

【００１６】尚、図２２は断面１／４半円クリーンルー
ム用エアフィルタを示し、図２３は断面ほぼ半円形状ク
リーンルーム用エアフィルタを示す。ここで、図２４に
示すように、このフィルタユニット１８をクリーンルー
ム１９に用い、気流分布を良好にする目的で床２０には
全面パンチングパネル等が設けられて全面均一吸込とさ
れている。

【００１７】クリーンルーム１９の天井２１には、フィ
ルタユニット１８が取り付けられている。クリーンルー
ム１９には、空調装置２３がフィルタユニット１８のサ
プライチャンバ２２と床下空間２４とを連絡し、清浄空
気を循環するようになっている。又、クリーンルーム１
９は、経済性のため、フィルタユニット１８のフィルタ
列の設置ピッチを大きく取りたいので、図２５のように
横長の室内に空気を送ることになる。

【００１８】よって、壁２５とフィルタユニット１８の
中心位置までの距離Ｗがクリーンルーム１９の高さＨよ
りも大きく設定されている。図２５は、一点鎖線を対称
軸とみなし、壁の条件をなくして、鏡面展開すると、図
２１と同義となる。以下、対称軸の右側だけを表示する
図２２に基づいて説明する。

【００１９】図２６に於て、フィルタユニット１８下方
の鉛直方向（−Ｚ方向）では、風速は、図２７に示すよ
うに、吹出点２６から離れるに従いその流体の部分（流
体要素）２７が空間の拡がりと共に拡がり連続の式によ
り風速は減少する。然し、ある程度下方に進むと、床２
０の吸い込みにより隣り合った要素も下向きベクトルと
なり、流体要素２７は拡大せず、一定速度となり床２０
まで達する。

【００２０】これに対し、Ｘ軸方向は図２８に示すとお
りとなる。先ず、最初に吹き出した流体要素２８は、水
平方向（＋Ｘ方向）には、境界層を別としても空間の拡
がりと共に拡がり、連続の式により風速は減少する。
又、境界層からの粘性の影響も少なからず受け、風速は
更に減少する。又、隣り合った流体要素２８は、吸込条
件により−Ｚ方向への力を受け、Ｘ軸方向に進むと壁２
５に当たって、吸込方向、−Ｚ方向へ流れ、ベクトル方
向が変わる。

【００２１】これにより、水平方向に進んでいる流体要
素２８は、壁２５面で下方に引かれ、速度も又非常に減
少しているので、図２８に示すように負圧２９となる。
これが渦３０の核となり、天井２１と壁２５との隅部に
発生してしまう。これにより、水平方向の壁２５ぎわの
流体要素２８Ａでは、図２９に示すように、天井２１に
沿って−Ｘ方向にベクトルが発生し、更に水平方向の風
速減少に勢いを付けて渦３０の成長を促している。

【００２２】これらの要因により、天井２１と壁２５の
隅部に渦３０が大きく成長してしまい、定常的に存在す
ることになる。この渦３０により、この中に入り込んだ
塵埃がなかなか排出されず、清浄化しずらくなる。

【００２３】又、この渦３０の成長に伴い、吹き出され
た風速ベクトルのかなりの部分のＸ成分が渦運動のエネ
ルギーとして使われてしまい、壁２５にぶつかったＸ→
−Ｚ成分に変化するベクトル量も減少する。その結果、
図３０に示すように、壁２５に近いエリアの−Ｚ方向ベ
クトル量も減少し、このエリアの風速が遅くなり、クリ
ーンルーム１９で必要な床上１５００ｍｍまでの−Ｚ方
向ベクトル量分布が部屋全体として悪くなる。

【００２４】即ち、図３０に於ける領域３１の風速が遅
くなる。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と共
に、トンネル式クリーンルーム内に部分的に発生する熱
負荷に有効に対応することができるトンネル式クリーン
ルーム空調システムを提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、トン
ネル式クリーンルームと、このトンネル式クリーンルー
ムを垂れ壁により区画して形成された高い清浄度を必要
とする高速流域と低速流域と、高速流域に設けられたフ
ァンフィルタユニットと、低速流域に設けられた短径方
向に切断した断面ほぼ半楕円形状を為すクリーンルーム
用エアフィルタユニットと、高速流域に設置された生産
装置と、ファンフィルタユニット及びクリーンルーム用
エアフィルタユニットを介してトンネル式クリーンルー
ムに清浄空気を送る空調機と、気液相変化する冷媒が流
通されるコイルと、このコイル内の冷媒を冷却又は加熱
する熱交換器ユニットとを有し、コイルは、生産装置の
位置するファンフィルタユニットに配置され、熱交換器
ユニットは、トンネル式クリーンルームの外部に配置さ
れているものである。

【００２６】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、フィルタダクトと垂れ壁の下端
とほぼ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、軸
流型ファンとフィルタとを備えているものである。

【００２７】請求項４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ほぼ等速になってい
るものである。請求項５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、作業域の高速流域と隣り
合うエリア部の吹出速度が高速流域から離れるに従って
低速になっているものである。

【００２８】（作用）請求項１乃至請求項５の発明に於
ては、熱交換器ユニットで冷却された気液相変化する冷
媒が、ファンフィルタユニットの上面に配置されるコイ
ルに循環され、このコイルで冷却された空気が、ファン
フィルタユニットにより高性能フィルタからトンネル式
クリーンルームの高速流域内に流入される。

【００２９】又、請求項１乃至請求項５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
る高速層流を形成する。一方、低速流域と境界域では、
短径方向に切断した断面ほぼ半楕円形状を為すクリーン
ルーム用エアフィルタを備えたクリーンルーム用フィル
タユニットが、水平方向に対する曲率が垂直方向の曲率
より小さくなるため、水平方向の空間の拡がりに対し受
け持つ流体要素を増やすことができ、これにより、水平
方向に対する流体要素の空間への拡がりが少なくなり、
吹出からかなり遠くまで風速を持って負圧の発生が抑え
られる。

【００３０】又、垂直方向では、断面ほぼ半楕円形状を
為すクリーンルーム用エアフィルタを備えたクリーンル
ーム用フィルタユニットが、下からの吸い込みがあるた
め、流体要素に対する空間の拡がりが少なく、ある程度
進むと、それ以上拡がらなくなるため、この部分は風速
を維持し易く、空間の他の部分に比べて早くなる傾向が
ある。そこで、他の部分と同じような空間の拡がりを持
たせるため、クリーンルーム用エアフィルタのフィルタ
面の曲率を大きくする。

【００３１】以上により、低速流域と境界域では短径方
向に切断した断面ほぼ半楕円形状を為すクリーンルーム
用エアフィルタを備えたクリーンルーム用フィルタユニ
ットから均一な低速流を形成することができる。又、フ
ィルタユニット短径部分に多くの濾材面積を割り当てた
ので、境界域は他の低速域に比べて多風量を与えること
ができる。又、濾材を短径部で漸増させ放射状に気流吹
き出しをしているので、境界域では自然に高速流域から
離れるに従って高速流域と隣り合うエリア部分の吹出風
量が低速になっている。

【００３２】そのため、境界域に於て、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。

【００３３】

【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。

【００３４】図１は、請求項１乃至請求項５に係るトン
ネル式クリーンルーム空調システムの一実施の形態を示
す。図に於て、４１はトンネル式クリーンルームであ
る。このトンネル式クリーンルーム４１には垂れ壁４２
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。

【００３５】トンネル式のクリーンルーム４１は、低速
流域Ｂの天井４３側にトンネル式クリーンルーム４１内
に清浄空気を吹き出すクリーンルーム用フィルタユニッ
ト４９が取り付けられ、床４４には全面に穿孔されたパ
ンチングメタルが施設されている。そして、天井空間４
６と床下空間４５とは、空調機４７を介して連絡してい
る。床上には生産機械４８が配置されている。

【００３６】クリーンルーム用フィルタユニット４９
は、図４に示すように、短径方向に切断した断面ほぼ半
楕円形状を為すクリーンルーム用エアフィルタ５０と、
サプライヤチャンバ５１とで構成されている。又、サプ
ライヤチャンバ５１には、モータファン５２が配設され
ている。高速流域Ａには、ファンフィルタユニット５３
が配置されている。このファンフィルタユニット５３
は、図５及び図６に示すように、横断面正方形形状で筒
状のユニット本体５４の下端開口部５５には、ＵＬＰＡ
フィルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタ５６が
配置されている。

【００３７】ユニット本体５４の上面５７の中心には、
吸気用開口部５９が形成され、この吸気用開口部５９に
軸流型ファン６０が配置されている。この軸流型ファン
６０は、吸気用開口部５９に嵌挿されるべルマウス６１
を有している。べルマウス６１の中央には、ボス部６２
が配置され、ボス部６２の外周に羽根６３が固定されて
いる。

【００３８】ボス部６２には、モータ６４が連結され、
モータ６４は、ブラケット６５を介してべルマウス６１
に固定されている。そして、ボス部６２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６
６が装着されている。ユニット本体５４の内周の上部に
は、内方に向けて突出し軸流型ファン６０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６７が固
定されている。

【００３９】この整流板６７には、グラスウールから成
る吸音材６８が装着されている。ユニット本体５４の軸
流型ファン６０の下方には、遮音板６９が配置されてい
る。この遮音板６９は、正方形状をしており、その中心
が軸流型ファン６０の下方に位置されている。

【００４０】遮音板６９には、グラスウールから成る吸
音材７０が装着されており、遮音板６９は、ブラケット
７２によりユニット本体５４の内面に固定されている。
遮音板６９の中心部には、下方に向けて窪む正方形状の
凹部７３が形成されている。そして、凹部７３の内周面
が、底面側に向けて傾斜する傾斜面７４とされている。

【００４１】ユニット本体５４の遮音板６９の下方に
は、矩形環状の外側遮音板７５が配置されている。この
外側遮音板７５は、その内周部が遮音板６９に重なるよ
うに配置されている。そして、外側遮音板７５には、グ
ラスウールから成る吸音材７６が装着されている。

【００４２】図１に於て、コイル７７と熱交換器ユニッ
ト７８とから成る、本出願人が先に完成させた、冷媒循
環マルチシステム（ＲＣＭ）が装置されている。この冷
媒循環マルチシステムは、冷房時に蒸発器、暖房時に凝
縮器として働くコイル７７を上方に、冷房時に凝縮器、
暖房時に蒸発器として働く熱交換器７９と循環ポンプ８
０を組み込んだ熱交換器ユニット７８を下方に配置し
て、これ等を循環配管８１，８２で結び、気液相変化す
る冷媒を封入して構成されている。

【００４３】そして、このシステムでは、冷房時には、
図７に示したように、冷媒液が循環ポンプ８０を用いて
強制的にコイル７７に供給され、コイル７７で蒸発した
冷媒がガスとなり、蒸発圧力と凝縮圧力の差圧により熱
交換ユニット７８の熱交換器７９に戻され、冷水と熱交
換され凝縮される。そして、本実施の形態では、生産装
置４８の位置するファンフィルタユニット５３の上面に
は、図１に示した冷媒循環マルチシステムの気液相変化
する冷媒が流通されるコイル７７が配置されている。こ
のコイル７７で冷却された空気は、ファンフィルタユニ
ット５３の軸流型ファン６０からトンネル式クリーンル
ーム４１内に流入させるようになっている。

【００４４】又、トンネル式クリーンルーム４１の外部
には、図１に示した冷媒循環マルチシステムの熱交換器
ユニット７８、即ち、気液相変化する冷媒を冷却する熱
交換器ユニット７９が配置されている。循環配管８２に
は、流量調整弁８３が配置されており、この流量調整弁
８３は、生産装置４８に配置される温度検出器８４から
の信号を入力する制御装置８５により弁の開度が制御さ
れる。

【００４５】尚、本実施の形態では、生産装置４８から
発生する熱負荷を取り除くために冷媒循環マルチシステ
ムを用いるものであるから、暖房サイクルでの使用はな
い。次に、本実施の形態の作用を説明する。空調機４７
を駆動して清浄空気をファンフィルタダクト５３及びク
リーンルーム用フィルタユニット４９へ供給することに
よって、トンネル式クリーンルーム４１へ清浄空気を供
給する。

【００４６】その際、ファンフィルタユニット５３で
は、軸流型ファン６０により吸気用開口部５９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６７に衝突し抑制され、下方に向かう流れ
になり、遮音板６９と外側遮音板７５との間を通過した
後、高性能フィルタ５６に達し、高性能フィルタ５６で
浄化された後、高速流域Ａ内に０．３〜０．４m/secの
高速で吹き出される。

【００４７】一方、クリーンルーム用エアフィルタユニ
ット４９からは、０．０５〜０．２m/secの低速で清浄
空気が吹き出される。ここで、クリーンルーム用エアフ
ィルタユニット４９の作用を、図８乃至図１５により詳
述する。上述した図２７に示す従来例に於けるＸ方向の
流体要素の距離による変化に着目し、図９に示すよう
に、クリーンルーム用フィルタユニット４９のクリーン
ルーム用エアフィルタ５０の短径方向に吹き出す領域５
０Ａのフィルタ面５０ａの曲率を、従来の断面半円形状
のクリーンルーム用エアフィルタの曲率より小さくする
ことにより、即ち、−Ｚ方向に並ぶ流体要素のベクトル
方向の−Ｚ成分を半円断面より少しずつ増やすことで、
Ｘ方向の空間の拡がりに対し受け持つ流体要素８７を増
やした。

【００４８】これにより、Ｘ方向に対する流体要素８７
の空間への拡がりが少なくなり、吹出からかなり遠くま
で風速を持って負圧の発生が抑えられる。一方、図１０
に示すように、−Ｚ方向でクリーンルーム用フィルタユ
ニット４９のクリーンルーム用エアフィルタ５０の直下
の長径方向に吹き出す領域５０Ｂは、床４４からの吸い
込みがあるため、流体要素８８に対する空間の拡がりが
少なく、−Ｚ方向にある程度進むと、それ以上拡がらな
くなる。

【００４９】よって、この部分は風速を維持し易く、空
間の他の部分に比べて早くなる傾向がある。そこで、他
の部分と同じような空間の拡がりを持たせるため、クリ
ーンルーム用フィルタユニット４９のクリーンルーム用
エアフィルタ５０の直下の長径方向に吹き出す領域５０
Ｂのフィルタ面５０ｂの曲率を大きくする。これらの曲
率を満たすための形状は、図１１に示すように、短径の
半径ａ＜長径の半径ｂの縦長楕円形状が当てはまる。

【００５０】曲率１／ρの夫々の大きさの関係を図１１
及び図１２により説明する。図１１は、本実施の形態に
係るクリーンルーム用エアフィルタユニット４９のクリ
ーンルーム用エアフィルタ５０の基本構成を示す。図１
２は従来の断面半円径形状のクリーンルーム用エアフィ
ルタユニットを示す。図１１及び図１２に於て、短径の
半径をａ、長径の半径をｂ、曲率を１／ρ、短径と楕円
曲線との交点、即ち、クリーンルーム用エアフィルタ５
０の短径方向に吹き出す領域５０Ａを（１／ρ）ｄ、長
径と楕円曲線との交点、即ち、クリーンルーム用エアフ
ィルタ５０の直下の長径方向に吹き出す領域５０Ｂを
（１／ρ）ｃ、半円形状のクリーンルーム用エアフィル
タ１７の半径をｒ、半円形状のクリーンルーム用エアフ
ィルタ１７の真下の吹出を（１／ρ）ａ、天井２１と半
円形状クリーンルーム用エアフィルタ１７の交点を（１
／ρ）ｂとすると、本実施の形態に係るクリーンルーム
用エアフィルタユニット４９のクリーンルーム用エアフ
ィルタ５０の縦長楕円形状は、（１／ρ）ｃ＞（１／
ρ）ａ＞（１／ρ）ｄ、且つａ＜ｂとなる。

【００５１】この形状でクリーンルーム用エアフィルタ
ユニット４９のクリーンルーム用エアフィルタ５０の断
面を形成すれば、均等吹出、均等吸込の条件で低速域に
於て良好な気流分布を得ることができる。又、図１６〜
図１８に示すように、クリーンルーム用エアフィルタ５
０の短径方向に吹き出す領域５０Ａの濾材面積を増やし
たことで、境界域Ｃに多風量を与えている。これと放射
状に気流を吹き出していることで、境界域Ｃを低速域→
高速域にかけて風速を漸増させている。

【００５２】即ち、図１６では、クリーンルーム用エア
フィルタ５０の短径方向に吹き出す領域５０Ａを直線状
としている。図１７では、クリーンルーム用エアフィル
タ５０の短径方向に吹き出す領域５０Ａの濾材の密度５
０Ａ１が他の濾材の密度５０Ａ２より密になっている。
図１８では、クリーンルーム用エアフィルタ５０の短径
方向に吹き出す領域５０Ａの濾材の折り高さ５０Ａ３が
他の濾材の折り高さ５０Ａ４より高くしてある。

【００５３】これにより、垂れ壁下方の高速流域と低速
流域との境界部の吹出速が、ほぼ等速となり、境界域Ｃ
での乱れによる渦は殆ど発生しなくなる。以上のよう
に、クリーンルーム用フィルタユニット４９のクリーン
ルーム用エアフィルタ５０から吹き出された清浄空気
は、垂れ壁４２に流体要素８７で表される気流がぶつか
ると、高速流域Ａの速度とほぼ同等或いはやや遅めの速
度となって、図９のように、垂れ壁４２に沿って境界域
Ｃへ降下するため、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。

【００５４】即ち、フィルタユニットと天井に所定間隔
で配置した乱流方式や、図１９及び図２０に示す局所方
式に比べて、天井４３近傍での渦発生がなく、清浄機能
の向上を図ることができる。又、曲率を工夫することに
より、高速流域と隣り合う作業域エリアの一部風速を、
高速流域から離れるに従い徐々に低速流になるように分
布させることもできる。これにより、境界域Ｃでの乱れ
による渦は殆ど大きくなる。

【００５５】従って、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。
又、上述したファンフィルタユニット５３では、軸流型
ファン６０の使用により軸流型ファン６０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５４の内周の上部に配置される複数の整流板
６７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５６を介して室内に吹き出されるため、高性
能フィルタ５６からの吐出風速分布を均一にすることが
できる。

【００５６】又、整流用多孔板等により整流する必要が
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６０と高性能フィルタ５６との間に
配置される遮音板６９により、軸流型ファン６０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５３では、ユニット本体５４
を横断面正方形形状にし、その中心に軸流型ファン６０
及び正方形状の遮音板６９の中心を配置したので、高性
能フィルタ５６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５６からの吐出風速分布を
より均一にすることができる。

【００５７】更に、遮音板６９の中心部に下方に向けて
窪む正方形状の凹部７３を形成し、凹部７３の内周面を
底面側に向けて傾斜したので、凹部７３の底面に衝突し
た空気が、傾斜面７４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５
６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５３では、ユニッ
ト本体５４の遮音板６９の下方に、外側遮音板７５の内
周が重なるように配置したので、軸流型ファン６０から
発生する騒音が直接高性能フィルタ５６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。

【００５８】更に、軸流型ファン６０のボス部６２に気
流案内カバー３６を配置したので、空気の流れが円滑に
なり、軸流型ファン６０の騒音を低減し、又、軸流型フ
ァン６０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。

【００５９】又、上述したトンネル式クリーンルーム空
調システムでは、床下空間４５内の空気を、循環ダクト
８６により天井空間４６に導びき、天井空間４６からフ
ァンフィルタユニット５３に導びいた後、軸流型ファン
６０により高性能フィルタ５６から高速流域Ａ内に供給
すると共に、生産装置４８が配置されている箇所に於て
は、冷媒循環マルチシステムの気液相変化する冷媒が流
通されるコイル７７が配置されており、コイル７７によ
り冷却された空気を、ファンフィルタユニット５３によ
り高性能フィルタ５６から高速流域Ａ内に供給する。

【００６０】而して、上述したトンネル式クリーンルー
ム空調システムでは、トンネル式クリーンルーム４１の
高速流域Ａに配置されるファンフィルタユニット５３の
上面に、気液相変化する冷媒が流通されるコイル７７で
冷却された空気をファンフィルタユニット５３からトン
ネル式クリーンルーム４１内に流入させるようにしたの
で、コイル７７の配置位置を選択することによりトンネ
ル式クリーンルーム４１内に部分的に発生する熱負荷に
有効に対応することができる。

【００６１】即ち、ファンフィルタユニット５３にコイ
ル７７を設置するだけで良いので、非常にコンパクトで
あり、生産装置４８が配置される熱負荷が大きい位置の
上方のファンフィルタユニット５３に配置することによ
り、トンネル式クリーンルーム４１内に部分的に発生す
る熱負荷を有効に解消することができる。

【００６２】又、上述したトンネル式クリーンルーム空
調システムでは、ファンフィルタユニット５３にコイル
７７を配置し、各コイル７７を、制御装置８５により温
度制御するようにしたので、トンネル式クリーンルーム
４１内に部分的に発生する熱負荷に有効に対応すること
ができる。例えば、図７に示すように、配管８２に設け
た流量調整弁８３の開度は、生産装置４８に取り付けた
温度検知器８４からの信号に基づいて制御装置８５が比
例制御することにより調整される。

【００６３】更に、上述したトンネル式クリーンルーム
空調システムでは、コイル７７には、気液相変化する冷
媒のみが循環されるため、水配管が無くなり、漏水の虞
を解消することができる。図１３は、図１に示すトンネ
ル式のトンネル式クリーンルームの変形例を示す。本実
施の形態では、ファンフィルタダクト５３が、天井４３
側に設けられたものである。

【００６４】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。本発明に於て、クリーン
ルーム用エアフィルタは、例えば、図１４に示すよう
に、所定の長さにされたクリーンルーム用エアフィルタ
５０をパッキング９４を介して枠体９５で連結すると共
に開口側を支持部材９６で閉鎖したダクト９７にしても
良い。このクリーンルーム用エアフィルタダクトの基本
構成は、クリーンルーム用エアフィルタの構造以外は特
開昭６３−２９４４４０号公報に開示されるものと同様
である。

【００６５】更には、図１５に示すように、クリーンル
ーム用エアフィルタの外側を保護カバー９８で覆っても
良い。更に又、本発明で使用されるクリーンルーム用エ
アフィルタは、例えば、実公平５−３８８２１号公報に
記載されるように、複数に分割したものを連結したもの
でも或いは一つのものでも良い。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１乃至５のト
ンネル式クリーンルーム空調システムでは、従来のトン
ネル式のトンネル式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。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。

【００６７】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、ファンの全圧力が有効
に働き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。又、生産装置から発生する熱負荷
に有効に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１乃至５に係るトンネル式クリーンルー
ム空調システムの一実施の形態を示す説明図である。

【図２】図１のトンネル式のトンネル式クリーンルーム
空調システムの一部を取り去った斜視図ある。

【図３】図１のトンネル式のトンネル式クリーンルーム
空調システムの清浄空気の流れを示す説明図である。

【図４】図１のトンネル式クリーンルーム用エアファン
フィルタユニットを示す斜視図である。

【図５】図１のトンネル式クリーンルーム用エアファン
フィルタユニットを示す断面図である。

【図６】図５の断面図である。

【図７】冷媒循環システムの冷房時の状態を示す配管系
統図である。

【図８】図１のトンネル式のクリーンルームに於けるク
リーンルーム用フィルタユニットの吹き出しに関する説
明図である。

【図９】図８に於けるクリーンルーム用フィルタユニッ
トの短径方向の吹き出しに関する説明図である。

【図１０】図８に於けるクリーンルーム用フィルタユニ
ットの長径方向の吹き出しに関する説明図である。

【図１１】図１に於けるクリーンルーム用フィルタユニ
ットの基本構成を示す説明図である。

【図１２】従来の断面半円形状のクリーンルーム用フィ
ルタユニットの基本構成を示す説明図である。

【図１３】図１に於けるトンネル式クリーンルーム空調
システムの別の実施の形態を示す説明図である。

【図１４】図１に於けるクリーンルーム用フィルタユニ
ットの別の実施の形態を示す説明図である。

【図１５】図１に於けるクリーンルーム用フィルタユニ
ットの別の実施の形態を示す説明図である。

【図１６】図１の空調システムに於ける断面１／４半円
形状のクリーンルーム用エアフィルタの説明図である。

【図１７】図１の空調システムに於ける断面１／４半円
形状のクリーンルーム用エアフィルタの説明図である。

【図１８】図１の空調システムに於ける断面１／４半円
形状のクリーンルーム用エアフィルタの説明図である。

【図１９】従来のトネル式のクリーンルームを示す説明
図である。

【図２０】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２１】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２２】従来の断面１／４半円形状のクリーンルーム
用エアフィルタの説明図である。

【図２３】従来の断面半円形状のクリーンルーム用エア
フィルタの説明図である。

【図２４】図２３の断面半円形状のクリーンルーム用エ
アフィルタを用いたクリーンルームの説明図である。

【図２５】図２３の断面半円形状のクリーンルーム用エ
アフィルタを用いたクリーンルームの説明図である。

【図２６】図２２又は図２３のクリーンルーム用エアフ
ィルタの垂直方向の吹き出し状態を示す説明図である。

【図２７】図２２又は図２３のクリーンルーム用エアフ
ィルタの水平方向の吹き出し状態を示す説明図である。

【図２８】図２２又は図２３のクリーンルーム用エアフ
ィルタの水平方向の吹き出し状態を示す説明図である。

【図２９】図２２又は図２３のクリーンルーム用エアフ
ィルタの水平方向の吹き出し状態を示す説明図である。

【図３０】図２２又は図２３のクリーンルーム用エアフ
ィルタの水平方向の吹き出し状態を示す説明図である。

【符号の説明】

４１トンネル方式のトンネル式クリーンルーム４２垂れ壁４３天井４４床４５床下空間４６天井空間４７空調機４８生産機械５０クリーンルーム用エアフィルタユニット５３ファンフィルタユニット５１ユニット本体５５高性能フィルタ６０軸流型ファン７７コイル７８熱交換器ユニット７９熱交換器８０循環ポンプ８１，８２循環配管８３流量調整弁８４温度検出器８５制御装置Ａ高速流域Ｂ低速流域Ｃ境界域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菅藤和則東京都千代田区有楽町１丁目４番１号三機工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル式クリーンルームと、このトン
ネル式クリーンルームを垂れ壁により区画して形成され
た高い清浄度を必要とする高速流域と低速流域と、高速
流域に設けられたファンフィルタユニットと、低速流域
に設けられた短径方向に切断した断面ほぼ半楕円形状を
為すクリーンルーム用エアフィルタユニットと、高速流
域に設置された生産装置と、ファンフィルタユニット及
びクリーンルーム用エアフィルタユニットを介してトン
ネル式クリーンルームに清浄空気を送る空調機と、気液
相変化する冷媒が流通されるコイルと、このコイル内の
冷媒を冷却又は加熱する熱交換器ユニットとを有し、コイルは、生産装置の位置するファンフィルタユニット
に配置され、熱交換器ユニットは、トンネル式クリーン
ルームの外部に配置されていることを特徴とするトンネ
ル式クリーンルーム空調システム。
【請求項２】高速流域に設けたファンフィルタユニッ
トが、フィルタダクトと垂れ壁の下端とほぼ等しい高さ
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
クリーンルーム空調システム。
【請求項３】高速流域に設けたファンフィルタユニッ
トは、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又は請求項２記載の
トンネル式クリーンルーム空調システム。
【請求項４】垂れ壁の下方の高速流域と低速流域との
境界部の吹出速がほぼ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３の何れかに記載のトンネル式ク
リーンルーム空調システム。
【請求項５】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４の何れかに記載
のトンネル式クリーンルーム空調システム。