(57)【要約】【課題】複数のドライルームで製品を製造する工程において、ドライエアの給気量削減と品質の確保を同時に実現することができる給排気システムおよび給排気方法を提供する。【解決手段】あるドライルームＡ１１６と他のドライルームＢ１２６に取り付けられたバイパスダクト１５２を用い、そのバイパスダクト１５２を介して、ドライルームＡ１１６から排気される排気エアの一部をドライルームＢ１２６に供給する給気エアとすることにより、それぞれのドライルームの水分濃度を維持する。【選択図】図１
2010216689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給されるドライエアの給気口を有する第１ドライルームと、
前記第１ドライルームよりも高露点の第２ドライルームと、
前記第１ドライルームの排気口と前記第２ドライルームの給気口とを接続するバイパスダクトと、
前記第１ドライルームの排気口から排気される排気エアの一部を、前記バイパスダクトを通じて、前記第２ドライルームの給気口へ給気される給気エアの一部とする給排気手段と、を備え、
前記第１ドライルームの排気口を前記第１ドライルームの給気口よりも高い位置に配置した
ことを特徴とする給排気システム。
【請求項２】
前記第１ドライルームの排気口は、前記第１ドライルームの作業エリアに配置され、
前記第２ドライルームの給気口は、前記第２ドライルームの作業エリアに配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の給排気システム。
【請求項３】
前記第１ドライルームの排気口は、前記第１ドライルームの作業エリアの床から１５０ｃｍ以上の高さに配置された
ことを特徴とする請求項２に記載の給排気システム。
【請求項４】
前記第２ドライルームの給気口は、前記第２ドライルームの作業エリアの床から１５０ｃｍ以下の高さに配置された
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の給排気システム。
【請求項５】
前記第２ドライルーム排気口は、前記第２ドライルームの作業エリアの床から１５０ｃｍ以上の高さに配置された
ことを特徴とする請求項４に記載の給排気システム。
【請求項６】
前記第１ドライルームと前記第２ドライルームに給気される給気エアの水分濃度と流量を測定する給気測定手段と、
前記第１ドライルームと前記第２ドライルームから排気される排気エアの水分濃度と流量を測定する排気測定手段と、
前記第１ドライルームと前記第２ドライルーム内で作業する作業人数を測定する人数測定手段と、
前記給気エアの水分濃度および流量と前記排気エアの水分濃度および流量と前記作業人数と既知の前記第１および第２ドライルームの構造特性と既知の前記第１および第２ドライルーム内での生産材料および生産数とから、前記第１および第２ドライルームの水分濃度と圧力を算出する算出手段と、
算出した前記第１および第２ドライルームの水分濃度と圧力に基づいて前記バイパスダクトを流れるエアの水分濃度と流量とを制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の給排気システム。
【請求項７】
第１ドライルームの排気口よりも低い位置に配置された前記第１ドライルームの給気口を用いて前記第１ドライルームにドライエアを供給する供給工程と、
前記第１ドライルームと前記第１ドライルームよりも高露点の第２ドライルームとの間に接続されたバイパスダクトを用い、前記第１ドライルームの排気口から排気される排気エアの一部を、前記第２ドライルームの給気口へ給気される給気エアの一部とするリターン工程と、を有する
ことを特徴とする給排気方法。
【請求項８】
前記リターン工程において、前記第１ドライルームからの排気は前記第１ドライルームの作業エリアに配置された前記第１ドライルームの排気口を用い、前記第２ドライルームへの給気は前記第２ドライルームの作業エリアに配置された前記第２ドライルームの給気口を用いる
ことを特徴とする請求項７に記載の給排気方法。
【請求項９】
前記第１ドライルームと前記第２ドライルームに給気される給気エアの水分濃度と流量を測定する給気測定工程と、
前記第１ドライルームと前記第２ドライルームから排気される排気エアの水分濃度と流量を測定する排気測定工程と、
前記第１ドライルームと前記第２ドライルーム内で作業する人数を測定する人数測定工程と、
前記給気エアの水分濃度および流量と前記排気エアの水分濃度および流量と前記作業人数と既知の前記第１および第２ドライルームの構造特性と既知の前記第１および第２ドライルーム内での生産材料および生産数とから、前記第１および第２ドライルームの水分濃度と圧力を算出する算出工程と、
算出した前記第１および第２ドライルームの水分濃度と圧力に基づいて前記第１ドライルームから前記第２ドライルームへのエア給排気を制御する制御工程と、を有する
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の給排気方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電池や有機ＥＬの製造工程などのドライエア（乾燥空気）雰囲気を必要とするプロセスにおけるドライエアの給排気システムおよび給排気方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機ＥＬなどの製造工程でワークを処理する際に、ドライルームが用いられている。このドライルーム内の雰囲気の水分濃度を維持する際、ドライエアの無駄な消費を防止するために、排気の一部を給気側に戻すリターン流路を設け、排気エアの一部を、リターン流路を介して給気側に戻す対策などがとられている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
また、給気および排気に伴うドライエアの気流を、ドライルームの上部から下部に向かって流すことで、ドライルーム内にいわゆるエア溜りが生じ難くする対策などがとられていた。
【０００４】
また、ドライルーム内を常に所定の水分濃度となる新鮮なドライエアで満たすために、ドライルーム内の水分濃度や圧力の検出結果に基づいてドライエアの給排気量をコントロールすることで、ドライルーム内の水分濃度を一定に保つ対策がとられている。
【０００５】
上記のような従来のドライエアの給排気構造について、図面を用いて以下に説明する。
図５は従来のドライエアの給排気構造を示すものである。図５に示す給排気構造は、ドライルーム１２の上部に設置された給気口１４から流入したドライエアが、フィルタチャンバ１６を通り、ドライルーム１２の上部から下部に向かう均一な気流となり、ワークエリア１８を通過して、ドライルーム１２の下部に設置された排気口２０を通り排出されるように構成されている。すなわち、ドライルーム１２内では、ドライエアの主気流がワークエリア１８を包み込むように流れ、かつ気流全体としてはフィルタチャンバ１６からダウンフローとなった後、排気口２０に向かって流れる。これにより、ワークエリア１８を常に新鮮なドライエアの雰囲気で満たすことが可能となる。
【０００６】
また、排気口２０より排出された排気エアの一部は、リターンダクト２２を介して、クーラ２４で冷却除湿されてリターンエアとされた後、フレッシュなドライエアと混ぜられ、ヒーター２６により温度調整され、給気ダクト２８を介して給気エアとして給気口１４からドライルーム１２内に供給されている。すなわち、排気エアの一種であるリターンエアを利用することで、フレッシュなドライエアの供給量を減らすことができる。これにより、ドライエアの消費量を減少させることができる。
【０００７】
また、この給排気構造は、ドライルーム１２内に、流量制御コントローラ３４にそれぞれ接続された露点センサ３０と圧力センサ３２とが設けられている。そして、流量制御コントローラ３４は、ドライルーム１２内の水分濃度が所定の値になるように、またドライルーム１２内の圧力が正圧を維持するように、給気ダクト２８に設けたエア開閉バルブ３６および排気ダクト３８に設けたエア調整ダンパ４０を制御する。すなわち、ドライルーム１２内の水分濃度や圧力を維持するよう、ドライエアの給排気量をコントロールする。これにより、ドライルーム１２内を常に新鮮なドライエアの雰囲気で満たすことが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−３６２８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の給排気方法では、次のような解決すべき課題を有する。
すなわち、従来の排気エアの一部をフレッシュな給気エアと同等の水分濃度条件、温度条件まで処理して、ドライルーム１２に供給する方法では、排気エアの再生に多大なエネルギーを要する。また、従来の給排気方法が複数のドライルームの給排気方法として用いられた場合、各々のドライルームに個別に給気エアを供給する方法では、多量のドライエアを消費してしまう。さらに、排気エアの一部を未処理の状態でフレッシュな給気エアと混ぜドライルームに供給した場合、給気エアの水分濃度、温度条件が悪化するため、少量の排気エアしか再利用することができない。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑み、複数のドライルームを一定の低水分濃度の雰囲気で管理するにあたり、製品の品質を十分確保することができると同時に、ドライルームからの排気エアを効率よく利用することでドライエアの給気量削減を実現することができる給排気システムおよび給排気方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の給排気システムは、外部から供給されるドライエアの給気口を有する第１ドライルームと、前記第１ドライルームよりも高露点の第２ドライルームと、前記第１ドライルームの排気口と前記第２ドライルームの給気口とを接続するバイパスダクトと、前記第１ドライルームの排気口から排気される排気エアの一部を、前記バイパスダクトを通じて、前記第２ドライルームの給気口へ給気される給気エアの一部とする給排気手段と、を備え、前記第１ドライルームの排気口を前記第１ドライルームの給気口よりも高い位置に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するために、本発明の給排気方法は、第１ドライルームの排気口よりも低い位置に配置された前記第１ドライルームの給気口を用いて前記第１ドライルームにドライエアを供給する供給工程と、前記第１ドライルームと前記第１ドライルームよりも高露点の第２ドライルームとの間に接続されたバイパスダクトを用い、前記第１ドライルームの排気口から排気される排気エアの一部を、前記第２ドライルームの給気口へ給気される給気エアの一部とするリターン工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、複数のドライルームを一定の低水分濃度の雰囲気で管理するにあたり、製品の品質を十分確保することができると同時に、ドライルームからの排気エアを効率よく利用することでドライエアの給気量削減を実現することができる。
【００１３】
よって、本発明は、従来の問題点を解消したドライエアの給排気技術として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を示す給排気システムおよび給排気方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の給排気構造を示す側面図であり、ドライルームＡ１１６の給排気構造１００とドライルームＢ１２６の給排気構造１０２の側面図である。図２は図１に示す本実施の形態１の給排気構造の上面図であり、例えば電池や有機ＥＬなどの水分の混入を嫌う製造プロセスに使用される。ここでは、２つのドライルームの給排気構造を有する給排気システムを、Ｌｉ電池の製造工程に適用した例で説明する。
【００１５】
図１において、給気ファン１１０により送られるドライエアは、給気ダクト１１２を介してワークエリアＡ１１９の給気口１１４からドライルームＡ１１６へ、給気エアとして供給される。同時に、この給気ファン１１０により送られるドライエアは、給気ダクト１２２を介してワークエリアＢ１２９の給気口１２４からドライルームＢ１２６へ、給気エアとして供給される。給気ダクト１１２には給気ダンパ１３０が、給気ダクト１２２には給気ダンパ１３６が、それぞれ設置され、ドライエアの供給量がそれぞれ調整されている。なお、給気ダクト１１２と給気ダクト１２２は、ドライルームＡ１１６とドライルームＢ１２６に各１つとして説明したが、１つに限定するものではなく複数個あってもよい。
【００１６】
なお、ここでは、給気エアとは、ドライルームに供給されるエアのことで、ドライ給気エアとバイパス給気エアのことを指す。また、給気口とは、ダクトおよびダクトに取り付けられた給気フードの最下流側の開口部のことを指す。また、ワークエリアとは、ドライルーム内で作業者の作業対象物（ワーク）である製品が存在するエリアのことを指す。
【００１７】
一方、ドライルームＡ１１６内のドライエアは、バイパス排気ファン１５０により、バイパスダクト排気口１５４からバイパスダクト１５２を介して、ドライルームＡ１１６よりの排気エアとして排出される。そして、この排気エアは、ドライルームＢ１２６のバイパスダクト給気口１５６から、ドライルームＢ１２６への給気エアとして供給される。バイパスダクト１５２には、バイパスダクト排気ダンパ１６０が設置され、バイパスエア（ドライルームＡ１１６よりの排気エア、ドライルームＢ１２６への給気エア）の流量を制御している。
【００１８】
なお、ここでは、排気エアとは、ドライルームから排出されるエアのことで、ドライルームから局所的に排気される局所排気エアと、バイパスダクト１５２から排気されるバイパス排気エアと、再利用するためのリターン排気エアのことを指す。
【００１９】
なお、ドライルームＡ１１６内からの排気はバイパスダクト排気口１５４のみとしたが、限定するものではなく、その他の目的の排気があってもよい。また、バイパスダクト１５２内に、粉塵を除去するフィルター（図示せず）やバイパスエアを温度コントロールする温調設備（図示せず）が設置されていてもよい。このフィルターとしてはＨＥＰＡフィルターや中性能フィルターが好ましい。また、バイパスダクト１５２は塩ビやＳＵＳで構成されることが好ましい。また、バイパスダクト排気ファン１５０はドライルームＡ１１６もしくはドライルームＢ１２６内に設置することが好ましい。これは、ドライルーム外に設置した場合、ファンの軸部などから外気が流入し、バイパスダクト１５２内の露点を著しく悪化させてしまうことを防ぐためである。
【００２０】
また、ドライルームＢ１２６内のドライエアの一部は、リターンダクト排気ファン１７０によって、リターンダクト排気口１７４からリターンダクト１７２を介して、ドライルームＢ１２６よりの排気エアとして排出され、ドライエア発生装置（図示せず）に戻される。リターンダクト１７２には、リターンダクト排気ダンパ１７６が設置され、リターンエアの流量を制御している。さらに、ドライルームＢ１２６内のドライエアの一部は、局所排気ダクト排気ファン１８２により、局所排気口１８３から局所排気ダクト１８４を介して、ドライルームＢ１２６外へ排気される。局所排気ダクト１８４には、局所排気ダクト排気ダンパ１８６が設置され、局所排気エアの流量を制御している。
【００２１】
なお、ドライルームＢ１２６からの排気は、ここではリターン排気および局所排気としたが、これらに限定するものでなく、その他の目的の排気があってよい。また、これらの内どちらか一方のみでも良いし、どちらの排気もなくても良い。
【００２２】
本実施の形態１の構造によって、低露点（例えば、ＤＰ−３０℃）管理のドライルームＡ１１６から高露点（例えば、ＤＰ＋０℃）管理のドライルームＢ１２６にバイパスエアを供給することで、給気口１２４からドライルームＢへ供給されるフレッシュなドライエアによる給気エアを削減することができる。
【００２３】
また、ドライルームＡ１１６は、水分負荷が多いなどの理由で給気口１１４からの給気エア量が多く必要で、ドライルームＢ１２６は、局所排気ダクト排気口１８３からの局所排気エアの流量が多いなどの理由でドライルームＢ１２６での正圧確保のため多量ドライエアが必要である。そのため、ドライルームＡ１１６からドライルームＢ１２６に、バイパスエアを供給することで、ドライルームＢ１２６においてドライルームＡ１１６で使用したドライエアを再利用することができ、給気口１２４からドライルームＢ１２６へ供給するフレッシュなドライエアによる給気エアを削減することができる。
【００２４】
引き続き図１を用い、ドライルームの給排気構造の位置関係について説明する。バイパスダクト排気口１５４の位置は、ドライルームＡ１１６内の作業エリアにあって、ドライルームＡ１１６の床からバイパスダクト排気口１５４までの高さをＨｂとすると、Ｈｂ≧１５０ｃｍとなるよう設置している。
【００２５】
ここで、Ｈｂ≧１５０ｃｍとした理由について説明する。本実施の形態において１５０ｃｍを種々の基準としたのは、作業者の口元が１５０ｃｍの高さに位置するとしているためである。これは、平均的な作業者の身長が１７０ｃｍであるとし、そのような作業者の口元は、身長比で約９０％の位置となる１５０ｃｍの高さに位置するところから算出している。
【００２６】
したがって、一律に１５０ｃｍとせず、図示しないセンサ（カメラ等）により、作業者を認識し、認識した作業者の身長の約９０％の位置を基準としてＨｂ等の種々の基準を用いることも可能である。具体的には、作業前に、作業を行なう作業者を認識してその身長から口元の高さを算出し、それに合せて作業前にＨｂ等の種々の基準に基づく給気口と排気口の位置を変更する方法や、給気口と排気口の高さが可変である給排気システムを用い、作業者を認識する度に、それに合せてＨｂ等の種々の基準に基づく給気口と排気口の位置を変更する方法がある。これらのシステムを用いることでも、後述するように作業者の呼気による水分を考慮したドライルームの給排気を行なうことが可能である。
【００２７】
なお、ここでは、バイパスダクト排気口１５４とは、バイパスダクト１５２およびバイパスダクト１５２に取り付けたバイパス排気フード（図示せず）の最上流側の開口部のことを指す。また、ワークエリア（作業エリア）とは、ドライルーム内で作業者が作業するために滞在するエリアのことを指す。なお、バイパスダクト排気口１５４は、ワークエリアのなかでも特に作業者が滞在する時間の長いエリアの上方に取り付けることが好ましい。
【００２８】
本実施の形態１の構造によって、ドライルームＡ１１６内で作業する作業者の呼気を含んだ高水分濃度（例えば、露点＋１０℃）のエアがドライルームＡ１１６内で濃度拡散することを抑え、効率良く排気することができる。これは、作業者の呼気や汗を含む高水分濃度のエアは低水分濃度のエアに比べ、比重が軽く、上方に上がるという性質があるためである。特に、作業者の口元より上方である１５０ｃｍ以上で排気効率が良い。
【００２９】
次に、バイパス給気口１５６の位置はドライルームＢ１２６の作業エリアにあって、給気口１２４はワークエリアＢ１２９に設置している。なお、バイパスダクト給気口１５６は局所排気ダクト排気口１８３および給気口１２４からの距離Ｗｂｉとして５０ｃｍ遠方に設置することが好ましい。すなわち、バイパスダクト給気口１５６から局所排気ダクト排気口１８３までの距離をＷｂｅ、局所排気ダクト排気口１８３から給気口１２４までの距離をＷｅｓとした時、Ｗｂｅ−Ｗｅｓ≧５０ｃｍであることが好ましい。
【００３０】
本実施の形態１の構造を用いることによって、フレッシュな給気エア（例えば、ＤＰ−５０℃）に比べて水分濃度（例えば、ＤＰ−３０℃）や温度の悪化したエアが、バイパスダクト給気口１５６から出てくる場合においても製品への直接的な影響はない。
【００３１】
また、バイパスダクト給気口１５６は、ドライルームＢ１２６の床からバイパスダクト給気口１５６の最上部までの高さをＨｂｉとすると、Ｈｂｉ≦１５０ｃｍとなるような位置に設置している。なお、この構造では、ドライルームＢ１２６のワークエリアＢ１２９にあって、ドライルームＢ１２６の床からリターンダクト排気口１７４までの高さをＨｒとすると、Ｈｒ≧１５０ｃｍとなるよう、リターンダクト排気口１７４を設置することが好ましい。
【００３２】
本実施の形態１の構造によって、ドライルームＢ１２６において、作業対象物の製造時に発生する異物を除去するための局所排気が存する場合は、局所排気の影響でバイパスダクト給気口１５６から局所排気ダクト排気口１８３までの気流の流れが生じる。この場合においても、バイパスダクト給気口１５６が床高さ１５０ｃｍ以下に設置しているため、作業者から発生する高水分濃度のエアが作業対象物の近傍へ流れることがない。
【００３３】
さらに、リターンダクト排気口１７４を設置することにより、バイパスダクト給気口１５６から、リターンダクト排気口１７４までの下方から上方へと流れる気流が生じるため、ドライルームＢ１２６内で作業する作業者の呼気を含んだ高水分濃度のエアをドライルームＢ１２６内で濃度拡散することを抑え、効率良く排気することができる。
【００３４】
図３は本実施の形態１の給排気構造における制御システムの構成図であり、図１、図２に示すドライルームの給排気構造を用いて、ドライエアの給排気条件を制御するに際し、露点、温度、流量などの物理量を計測する位置と制御システムを示す図である。
【００３５】
図３において、給気ダクト１１２には、流量計２３２、露点計２３４が設置され、給気ダクト１２２には、流量計２３８、露点計２４０が設置されており、それぞれの給気エアの流量、水分濃度、温度を計測している。また、バイパスダクト１５２には、流量計２６２、露点計２６４が設置されており、バイパスエアの流量、水分濃度、温度を計測している。また、リターンダクト１７２には、流量計２７８、露点計２８０が設置されており、リターンエアの流量、水分濃度、温度を計測している。さらに、局所排気ダクト１８４には、流量計２８８、露点計２９０が設置されており、局所排気エアの流量、水分濃度、湿度を計測している。
【００３６】
また、ドライルームＡ１１６内には、露点計２９２、圧力計２９４が、ドライルームＢ１２６内には、露点計２９６、圧力計２９８が設置されており、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６内の水分濃度、温度、圧力を計測している。なお、露点計２９２と露点計２９６の測定子の位置は、作業対象物（製品）周囲の水分濃度を精度良く測定するために、作業対象物（製品）からの距離が３０ｃｍ以内であり、かつ作業者から５０ｃｍ以上離れた場所に設置されるのが好ましい。
【００３７】
図４は本実施の形態１の給排気構造を用いた給排気方法における制御状態を示すフローチャートである。ここからは、図３に示す給排気構造におけるドライエア給排気量の制御システム例について、図４を用いて説明する。
【００３８】
まずステップＳ１で、ドライルーム（ＤＲ）の周辺環境条件を測定し、ドライルームが使用可能か判断する。具体的には、ドライルームとドライルームに隣接する隣接ルームとの圧力差が範囲内にあることを確認する。ここで、隣接ルームの圧力がドライルームの圧力より１０Ｐａ以上高い場合は、隣接ルームの空調などの給排気条件を見直す必要がある。
【００３９】
ステップＳ２で、ドライルームの初期の流量条件を設定する。最初にドライルームの局所排気エアの条件を設定し、局所排気エア流量に対して、ドライルームのドライ給気エア流量の方が大きくなるように、ドライルームの給気エアの条件を設定する。ここでは、バイパス流路やリターン流路は使用しない。本実施の形態１において設定する流量条件は、給気ファン１１０の回転数、給気ダンパ１３０、給気ダンパ１３６の開度、給気エアの温度や露点、局所排気ダクト排気ファン１８２の回転数、局所排気ダクト排気ダンパ１８６のダンパ開度である。これらの流量条件を設定し、ドライルームＡ１１６とドライルームＢ１２６にドライエアを供給開始する。ここでは、バイパス流路とリターン流路のバイパス排気ファン１５０、リターンダクト排気ファン１７０は停止し、バイパスダクト排気ダンパ１６０、リターンダクト排気ダンパ１７６は閉じておく。
【００４０】
ステップＳ３で、ドライエア供給している状態でドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の環境条件を測定する。ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６内に設けられた露点計２９２、露点計２９６、圧力計２９４、圧力計２９８によって、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の露点、温度、圧力を随時測定する。また流量計２３２、２３８、２６２、２７８、２８８、露点計２３４、２４０、２６４、２８０、２９０によって、ドライ給気エアとバイパス給排気エアとリターンエアと局所排気エアの露点、流量、温度を随時測定する。また、流量計の測定子の位置は、ダクト内であって、ダンパやエルボ等の気流乱れの原因となるものから十分に離し設置することは言うまでもない。
【００４１】
ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の水分計算と圧力計算を行い、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の流量条件を算出するに際し、予めステップＳ４で、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の構造特性を求め、ステップＳ５で製品生産特性（作業対象物生産特性）を求め、ステップＳ６で水分計算モデルと圧力計算モデルを決定しておく。なお、ここでは、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の構造特性とは、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の正圧物性と天井材質の物性であり、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の面積、高さ、扉や開口部の隙間や天井材質の浸透湿度を示している。製品生産特性とは、製品（作業対象物）の水分率、管理露点、生産数量、作業人数を示している。
【００４２】
ステップＳ７で、水分シミュレータ３５０による水分計算と圧力計算を行う。ステップＳ１からステップＳ６の測定値や物性値は水分シミュレータ３５０に入力される。水分シミュレータ３５０は、入力された値からドライルームＡ１１６、Ｂ１２６における水分計算と圧力計算を行い、ドライエアの給排気量を随時算出する。
【００４３】
まず、水分計算について説明する。下記（式１）から（式４）は、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６内の水分を求めるための関係式である。下記（式１）はドライルームＡ１１６、Ｂ１２６内で発生する水分を表し、下記（式２）はドライルームＡ１１６、Ｂ１２６に浸透する水分を表し、下記（式３）はドライルームＡ１１６、Ｂ１２６に持込まれる水分を表し、下記（式４）はドライルームＡ１１６、Ｂ１２６から排気される水分を表す。下記（式５）では、ドライルームＡ１１６、Ｂ１２６内の水分から求められるドライエア給気量を計算する。ここで、下記（式５）は水分量とドライエア流量に関する質量保存則から変形して得られる式を用いている。
【００４４】
Ｇ１＝λｍ×Ｎｍ    ・・・（式１）
Ｇ２＝Σ｛λｗ×１０−９×６０×Ｓ×（Ｐｔ−Ｐｄ）｝    ・・・（式２）
Ｇ３＝Σ｛λｂ×Ｎｂ｝    ・・・（式３）
Ｇ４＝Σ｛Ｄｅ×Ｑｅ｝    ・・・（式４）
Ｑ１ｓ＝（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３−Ｇ４＋Ｄｏ×Ｑｅ＋Ｇ５）／（Ｄｏ−Ｄｓ）
・・・（式５）
上記（式１）中で、Ｇ１は人体からの発生水分量［ｇ／ｍｉｎ］、λｍは作業者１人当りの発生水分量［ｇ／ｍｉｎ・人］、Ｎｍは作業人数［人］を示す。ここで、作業者１人当りの発生水分量λｍは、ドライルームＡ１１６内での作業者１人当りの発生水分量の平均値である２．５［ｇ／ｍｉｎ・人］とするのが好ましい。
【００４５】
上記（式２）中で、Ｇ２は天井の透湿水分量［ｇ／ｍｉｎ］、λｗは天井材料の透湿係数［ｎｇ／（ｍ２・ｓｅｃ・Ｐａ）］、Ｓは天井面積［ｍ２］、Ｐｔは天井の水蒸気圧［Ｐａ］、ＰｄはドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の水蒸気圧［Ｐａ］を示す。ここでは天井に限定して記載したが、限定するものではなく、壁、柱、床などドライルームＡ１１６、Ｂ１２６の構成材料全てを含む。ここで、各材料の透湿係数λｗは、ＪＩＳ（Ａ−１３２４  建築材料の透湿性測定方法）に基づき測定することができる。また、水蒸気圧は気体の露点、温度の測定値から求めることができる。
【００４６】
上記（式３）中で、Ｇ３は製品からの持込水分量［ｇ／ｍｉｎ］、λｂは製品１個当りの蒸発水分量［ｇ／個］、Ｎｂは生産数［個／ｍｉｎ］を示す。ここでは製品に限定して記載したが、限定するものではなく、製品に付随する治具なども含む。
【００４７】
上記（式４）中で、Ｇ４は排気エアによる排気水分量［ｇ／ｍｉｎ］、Ｄｅは排気水分率［ｇ／ｍ３］、Ｑｅは排気流量［ｍ３／ｍｉｎ］を示す。
上記（式５）中で、Ｑｓはドライエアの給気量（水分）［ｍ３／ｍｉｎ］、Ｇ５は水分補正量［ｇ／ｍｉｎ］、Ｄｏはドライルーム管理水分率［ｇ／ｍ３］、Ｄｓは給気エア水分率［ｇ／ｍ３］を示す。
【００４８】
次に、圧力計算について説明する。圧力計算には、ベルヌーイの定理を変形して得られる以下の式を用いた。ただし、用いる式はこれに限定されるものではなく、同一目的の他の式を用いても良い。
【００４９】
Ｑ６＝６０×Ｅ×Ａ×√（２×ΔＰ／ρ）    ・・・（式６）
Ｑ１ｐ＝Ｑ６＋Ｑｅ      ・・・（式７）
上記（式６）、（式７）中で、Ｑ６はドライルームから漏れる流量［ｍ３／ｍｉｎ］、Ｅは流量係数、Ａは隙間面積［ｍ２］、ΔＰはドライルーム内外の圧力差［Ｐａ］、ρは空気密度［ｋｇｆ／ｍ３］、Ｑ１ｐはドライルームへの給気量（圧力）［ｍ３／ｍｉｎ］、Ｑｅは排気流量［ｍ３／ｍｉｎ］を示す。ここで、ドライルーム内外の圧力差ΔＰは、人の動きや扉の開閉があってもドライルーム正圧が確保できる１Ｐａ以上とするのが好ましい。
【００５０】
次に、ドライエアの適正給気量は、水分計算の上記（式５）と圧力計算の上記（式７）を共に満足する必要があるため、下記（式８）で表される。
Ｑｓａ＝ＭＡＸ（Ｑ１ｓ，Ｑ１ｐ）    ・・・（式８）
上記（式８）中でＱｓａはドライエアの給気量［ｍ３／ｍｉｎ］である。
【００５１】
具体的には、まず、ドライルームＡ１１６において、上記（式８）を適用し、ドライエアの給気ダクト１１２に流すドライエア量Ｑｓａを算出する。計算に際し、バイパスダクト１５２から排気される排気エア量を０［ｍ３／ｍｉｎ］としておく。ここで、Ｑｓａ−Ｑ６＞０であれば、バイパスダクト１５２からの排気量Ｑｂ＝Ｑｓａ−Ｑ６［ｍ３／ｍｉｎ］とする。
【００５２】
次に、ドライルームＢ１２６において、上記（式８）を適用し、ドライエアの給気ダクト１２２に流すドライエア量Ｑｓａを算出する。計算に際し、上記（式１）〜（式４）、上記（式６）〜（式８）と下記（式５´）を用いる。また、リターンダクト１７２から排気される排気エア量を０［ｍ３／ｍｉｎ］としておく。ここで、Ｑｓａ−Ｑ６＞０であれば、リターンダクト１７２からの排気量Ｑｒ＝Ｑｓａ−Ｑ６［ｍ３／ｍｉｎ］とする。
【００５３】
Ｑ１ｓ＝（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３−Ｇ４＋Ｄ０×Ｑｅ＋Ｅｂ×Ｑｂ＋Ｇ５）
／（Ｄｏ−Ｄｓ）    ・・・（式５´）
ステップＳ８で、ドライルーム内の露点計２９２、２９６と圧力計２９４、２９８により、ドライルームの露点と圧力を測定する。
【００５４】
ステップＳ９で、水分シミュレータ３５０で計算した圧力と圧力計２９４、２９８で測定した圧力との比較を行う。計算した圧力と圧力計２９４、２９８で測定した圧力が指定範囲内で一致していた場合、水分シミュレータ３５０で計算した圧力を、流量制御コントローラ３５２に出力する。逆に計算した圧力と圧力計２９４、２９８で測定した圧力が指定範囲内で一致していなかった場合、ステップＳ１０で、水分シミュレータ３５０は流量係数の補正を行って再度計算を行い、指定範囲内で一致するまでこの操作を繰り返す。具体的には、算出した圧力と測定した圧力とが０．１Ｐａ以上開いていた場合、流量係数の補正を行う。ただし、初回の計算で算出した圧力と測定した圧力とが０．５Ｐａ以上開いていた場合、水分シミュレータ３５０を停止し、ドライルームの構成条件や使用実態の見直しを行うか、又は流量計や圧力計またはその他の測定機器に異常がないかのメンテナンスを行う。
【００５５】
同時にステップＳ９で、水分シミュレータ３５０で計算したドライルームの水分率と測定したドライルームの水分率との比較を行う。計算した水分率と露点計２９２、２９６で測定した水分率が指定範囲内で一致していた場合、水分シミュレータ３５０で計算した水分率を、流量制御コントローラ３５２に出力する。逆に計算した水分率と露点計２９２、２９６で測定した水分率が指定範囲内で一致していなかった場合、ステップＳ１０で、水分シミュレータ３５０は余剰水分の補正を行って再度計算を行い、指定範囲内で一致するまでこの操作を繰り返す。具体的には、算出した水分率に対し測定した水分率が２％以上開いていた場合、余剰水分の補正を行う。ただし、初回の計算で算出した水分率と測定した水分率とが１０％以上開いていた場合、水分シミュレータ３５０を停止し、ドライルームの水分条件や使用実態の見直しを行うか、又は流量計や露点計またはその他の測定機器に異常がないかのメンテナンスを行う。
【００５６】
最後に、ステップＳ１１で、ドライルームから出た後の製造品の含水率を測定し、ステップＳ１２で、製造品が所望の乾燥状態になっているかの判別を行う。製品に残留する含水率が１重量％を超える水分過多の状態である場合は、ステップＳ１３に戻っていずれかの流量条件の変更を行う。
【００５７】
本実施の形態１を用いれば、ドライルームを一定の低水分濃度の雰囲気で管理するにあたり、給気エアの水分濃度や作業人数などの測定値と、既知のドライルーム構造から、最適なドライエアの給排気量を事前に予測制御することができ、ドライエアの給排気量を予測した設定値に事前に制御しておくことができる。そして、これにより、ドライルーム環境の様々な変動によるドライエア給気量の過剰供給や供給不足を未然に防ぐことができるため、ドライエア給気量の３０％削減と品質の確保を同時実現することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態１では、作業者の口元が床から１５０ｃｍに位置するとして、この１５０ｃｍを基準として給排気口の位置を設定したが、作業者の身長の測定や作業者の口の認識によって作業者の口元の位置を測定し、この１５０ｃｍの数値をそれに合せて適宜変更することで、より精度良く水分濃度を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の給排気システムおよび給排気方法は、ドライエア給気量の削減と品質の確保を同時実現することができるもので、Ｌｉ電池の製造のみならず、ドライエア雰囲気下での製造工程を持つ各分野において利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施の形態１の給排気構造を示す側面図
【図２】実施の形態１の給排気構造を示す上面図
【図３】実施の形態１の給排気構造における制御システムの構成図
【図４】実施の形態１の給排気方法における制御状態を示すフローチャート
【図５】従来の給排気構造を示す概略側面図
【符号の説明】
【００６１】
１２    ドライルーム
１４、１１４、１２４    給気口
１６    フィルタチャンバ
１８    ワークエリア
２０    排気口
２２    リターンダクト
２４    クーラ
２６    ヒーター
２８、１１２、１２２    給気ダクト
３０    露点センサ
３２    圧力センサ
３４    流量制御コントローラ
３６    エア開閉バルブ
３８    排気ダクト
４０    エア調整ダンパ
１００    ドライルームＡの給排気構造
１０２    ドライルームＢの給排気構造
１１０    給気ファン
１１６    ドライルームＡ
１１９    ワークエリアＡ
１２６    ドライルームＢ
１２９    ワークエリアＢ
１３０、１３６    給気ダンパ
１５０    バイパス排気ファン
１５２    バイパスダクト
１５４    バイパスダクト排気口
１５６    バイパスダクト給気口
１６０    バイパスダクト排気ダンパ
１７０    リターンダクト排気ファン
１７２    リターンダクト
１７４    リターンダクト排気口
１７６    リターンダクト排気ダンパ
１８２    局所排気ダクト排気ファン
１８３    局所排気ダクト排気口
１８４    局所排気ダクト
１８６    局所排気ダクト排気ダンパ
２３２、２３８、２６２、２７８、２８８    流量計
２３４、２４０、２６４、２８０、２９０、２９２、２９６    露点計
２９４、２９８    圧力計
３５０    水分シミュレータ
３５２    流量制御コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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