(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に配置された発熱体に対して、低温の清浄空気を送風し、この発熱体の表面を清浄化する局所清浄化空調システムにおいて、
前記発熱体の上方に配置され、吸い込んだ空気を冷却して低温の空気を吹き出す熱交換手段と、
前記発熱体の上部の斜め上方または横に配置され、前記熱交換手段から吹き出される低温の空気を清浄化するとともに、この清浄空気を前記発熱体の上部に向けて吹き出す空気清浄手段とを備え、
前記発熱体は、天井を有する室内の下側に配置され、前記熱交換手段は、天井下に設けられ、
前記空気清浄手段から前記発熱体の上部に吹き出されて加熱された清浄空気が上昇することで天井下に比較的高温の温度成層部を形成し、この温度成層部の空気を前記熱交換手段に導いて冷却し、前記熱交換手段より吹き出した冷風を前記空気清浄手段で清浄化して前記発熱体へ送風する循環気流を、前記発熱体で加熱された空気の浮力と前記熱交換手段の吸い込む力により形成するように前記空気清浄手段および前記熱交換手段を配置し、
前記空気清浄手段は、前記空気清浄手段から吹き出される低温の清浄空気の一部を、前記発熱体の側部上端より下側に吹き降ろせるように位置決めされることを特徴とする局所清浄化空調システム。
【請求項２】
前記空気清浄手段および前記熱交換手段を、平面的に見て線対称または点対象に配置したことを特徴とする請求項１に記載の局所清浄化空調システム。
【請求項３】
前記空気清浄手段は、前記熱交換手段からの冷風をダクトを介さずに吸い込み、前記発熱体に向けて低温の清浄空気を吹き出すように位置決めされることを特徴とする請求項１または２に記載の局所清浄化空調システム。
【請求項４】
前記熱交換手段は、熱交換コイルによって冷却される周囲の空気を下方向または横方向に吹き出すファンおよび空気流路を備えたファンコイルユニットであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の局所清浄化空調システム。
【請求項５】
前記空気清浄手段は、風量調節が可能なファンフィルタユニットであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の局所清浄化空調システム。
【請求項６】
前記ファンフィルタユニットは、吸い込みファンの上流側に設けた風量調節手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の局所清浄化空調システム。
【請求項７】
前記風量調節手段は、外部空気を取り込み可能に開口した側部と、外部空気を取り込み可能な開口であってその開度を調節可能な開口からなる上部とを含んで構成されることを特徴とする請求項６に記載の局所清浄化空調システム。
【請求項８】
前記ファンフィルタユニットは、吹き出し側に装着したＶ型のＨＥＰＡフィルタを備えることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の局所清浄化空調システム。
【請求項９】
前記ファンフィルタユニットの吹き出し気流の流心が前記発熱体の上部中心から偏心するように前記発熱体の周囲に前記ファンフィルタユニットを複数台配置して、前記発熱体の上部で旋回する気流を生じさせ、この旋回する気流と、前記発熱体により加熱されて上昇する気流とを合成させることにより、旋回する上昇気流を形成させるように構成したことを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の局所清浄化空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局所の空気清浄を行う局所清浄化空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリーンルーム内に配置された液晶や半導体製造に用いる高発熱量の生産装置を局所的に清浄化する一方で、クリーンルーム内全体の空調を行う局所清浄化空調システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１２７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の従来の特許文献１の局所清浄化空調システムは、生産装置を局所的に清浄化できるものの、空調対象は部屋全体であることから、温熱環境を維持するための空調が必要でない場所にも空調空気を供給していた。このため、設備のイニシャルコストの無駄やランニングコストの無駄が生じ、コスト高になっていた。また、従来の局所清浄化空調システムは、生産装置の真上から清浄空気を送り出していたために、生産装置の真上にクレーンなどが将来的に設置された場合、清浄空気が十分に生産装置へ到達しないなどの課題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、清浄化の対象である発熱体の真上から清浄空気を送り出さない局所清浄化空調システムであって、コスト低減を図ることができる局所清浄化空調システム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】
【０００６】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る局所清浄化空調システムは、室内に配置された発熱体に対して、低温の清浄空気を送風し、この発熱体の表面を清浄化する局所清浄化空調システムにおいて、前記発熱体の上方に配置され、吸い込んだ空気を冷却して低温の空気を吹き出す熱交換手段と、前記発熱体の上部の斜め上方または横に配置され、前記熱交換手段から吹き出される低温の空気を清浄化するとともに、この清浄空気を前記発熱体の上部に向けて吹き出す空気清浄手段とを備え、前記発熱体は、天井を有する室内の下側に配置され、前記熱交換手段は、天井下に設けられ、前記空気清浄手段から前記発熱体の上部に吹き出されて加熱された清浄空気が上昇することで天井下に比較的高温の温度成層部を形成し、この温度成層部の空気を前記熱交換手段に導いて冷却し、前記熱交換手段より吹き出した冷風を前記空気清浄手段で清浄化して前記発熱体へ送風する循環気流を、前記発熱体で加熱された空気の浮力と前記熱交換手段の吸い込む力により形成するように前記空気清浄手段および前記熱交換手段を配置し、前記空気清浄手段は、前記空気清浄手段から吹き出される低温の清浄空気の一部を、前記発熱体の側部上端より下側に吹き降ろせるように位置決めされることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項１において、前記空気清浄手段および前記熱交換手段を、平面的に見て線対称または点対象に配置したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項１または２において、前記空気清浄手段は、前記熱交換手段からの冷風をダクトを介さずに吸い込み、前記発熱体に向けて低温の清浄空気を吹き出すように位置決めされることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記熱交換手段は、熱交換コイルによって冷却される周囲の空気を下方向または横方向に吹き出すファンおよび空気流路を備えたファンコイルユニットであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記空気清浄手段は、風量調節が可能なファンフィルタユニットであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項５において、前記ファンフィルタユニットは、吸い込みファンの上流側に設けた風量調節手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項６において、前記風量調節手段は、外部空気を取り込み可能に開口した側部と、外部空気を取り込み可能な開口であってその開度を調節可能な開口からなる上部とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項５〜７のいずれか一つにおいて、前記ファンフィルタユニットは、吹き出し側に装着したＶ型のＨＥＰＡフィルタを備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項９に係る局所清浄化空調システムは、上述した請求項５〜８のいずれか一つにおいて、前記ファンフィルタユニットの吹き出し気流の流心が前記発熱体の上部中心から偏心するように前記発熱体の周囲に前記ファンフィルタユニットを複数台配置して、前記発熱体の上部で旋回する気流を生じさせ、この旋回する気流と、前記発熱体により加熱されて上昇する気流とを合成させることにより、旋回する上昇気流を形成させるように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る局所清浄化空調システムは、室内に配置された発熱体に対して、低温の清浄空気を送風し、この発熱体の表面を清浄化する局所清浄化空調システムにおいて、前記発熱体の上方に配置され、空気を冷却して低温の空気を吹き出す熱交換手段と、前記発熱体の上部の斜め上方または横に配置され、前記熱交換手段から吹き出される低温の空気を清浄化するとともに、この清浄空気を前記発熱体の上部に向けて吹き出す空気清浄手段とを備えるので、発熱体の真上にクレーンなどの設備が将来的に設置された場合でも、この設備の影響を受けることなく十分な清浄空気を発熱体に吹き付けることができるという効果を奏する。また、イニシャルコストの無駄やランニングコストの無駄をなくし、局所清浄化空調システムのコスト低減を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る局所清浄化空調システムの実施例を示すクリーンルームの側断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った平面図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った平面図である。
【図４】図４は、ＦＦＵの俯角を示すクリーンルームの側断面図である。
【図５】図５は、ＦＣＵの断面図である。
【図６】図６は、Ｖ型ＨＥＰＡを装着したＦＦＵの正面図である。
【図７】図７は、Ｖ型ＨＥＰＡを装着したＦＦＵの断面図である。
【図８】図８は、ＦＦＵから８ｍ離れた垂直面の風速分布を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る局所清浄化空調システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明に係る局所清浄化空調システムの実施例を示すクリーンルームの側断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った平面図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った平面図である。
【００２２】
図１、図２および図３に示すように、クリーンルーム２の室内に生産装置を模擬した発熱体としての生産装置１０が設置してある。この生産装置１０は、室内中央に配置したセンターチャンバー１２と、この周囲に略等間隔に配置した４台の反応炉１４とからなる。なお、通常、反応炉の台数は異なるが、図１〜図３に示される生産装置１０では反応炉１４は４台であり、実際の生産装置を模擬したものとなっている。
【００２３】
本発明に係る局所清浄化空調システム１００は、生産装置１０の斜め上方（または横）に設けた空気清浄手段としてのファンフィルタユニット２０（以下、「ＦＦＵ」という。）と、このＦＦＵ２０の上方に設けた熱交換手段としてのファンコイルユニット３０（以下、「ＦＣＵ」という。）とを備える。
【００２４】
ＦＦＵ２０は、ＦＣＵ３０の吹出した冷却された空気を吸い込んで清浄処理した空気を生産装置１０の反応炉１４の上面に向けて吹き出すものであり、各反応炉１４に対して１台ずつ合計４台設けてある。ＦＣＵ３０は、クリーンルーム２の室内の空気を吸い込んで冷房負荷を熱処理（熱除去）した空気を吹き出すものであり、各ＦＦＵ２０に対して１台ずつ合計４台設けてある。
【００２５】
空気清浄化の対象は生産装置１０の上面である。図１〜図３に示す生産装置１０では、反応炉１４の上面が清浄化の対象である。一方、温熱環境維持の対象は作業域である。作業域は、床面上約２ｍ以下の高さにおける管理・運転作業域４０、および床面上２〜５ｍ高さの生産装置のメンテナンス作業域４２である。
【００２６】
上記構成の動作および作用について説明する。
ＦＣＵ３０からＦＦＵ２０に向けて送風される低温の空気を、ＦＦＵ２０によって清浄処理し、ＦＦＵ２０から低温の清浄空気を生産装置１０（反応炉１４）の上面に向けて吹き付ける。これにより、生産装置１０の上部は低温の清浄空気によって包み込まれる。このように、本発明の局所清浄化空調システム１００では、ＦＦＵ２０の上流側にＦＣＵ３０を配置し、ＦＣＵ３０から吹き出される低温の空気をＦＦＵ２０が吸い込むことで、生産装置１０上部に送風する低温清浄空気を得ており、生産装置１０上面の清浄化と、メンテナンス作業域４２の温熱環境の維持の双方を図ることができる。なお、管理・運転作業域４０の温熱環境については、ＦＣＵ３０から一定の冷風がこの作業域４０へ到達するようにしてある。このため、本発明によれば、空気清浄化の対象領域を局所化する一方で、温熱環境維持の対象領域をも局所化することができる。
【００２７】
上記の実施の形態において、ＦＣＵ３０の設置台数を減らして、イニシャルコストを低減するためには、ＦＣＵ３０の冷却効率を高めればよい。ＦＣＵ３０は、吸い込み空気の温度を上げることで、吹き出し温度が若干上がるが、冷却処理量は格段に向上する。
【００２８】
例えば、処理風量４２５０ｍ３／ｈの大型ＦＣＵでは、熱交換コイルの冷水温度１２℃、冷水流量３５Ｌ／ｍｉｎにおいて、入口温度２３℃に対して出口温度１８℃（温度差５℃）で除去熱量７．１ｋＷ、入口温度３０℃に対して出口温度１９℃（温度差１１℃）で除去熱量１５．６ｋＷの仕様のものがある。このように、除去熱量には２倍以上の差がある。したがって、クリーンルーム２上部に約３０℃の高温成層域を形成させ、ここの高温の空気をこうしたＦＣＵで処理することによりＦＣＵ３０の熱処理能力を高め、これによってＦＣＵの台数の削減と冷水配管長の短縮によるコスト低減、および冷水搬送動力の低減による省エネルギー化を達成することができる。ＦＣＵの吸い込み温度が高くなれば、ＦＣＵの戻り冷水温度が高くなり、より大量の熱量を運搬することができる。
【００２９】
以上のように、冷却効率を高めたＦＣＵを用いることにより、熱交換手段であるＦＣＵの台数の削減によるイニシャルコスト低減と、ＦＣＵに使われる冷水量の削減によるランニングコストの低減とを達成することができる。
【００３０】
また、従来の局所清浄化空調システムでは、生産装置の真上から清浄空気を送り出していたために、生産装置上部にクレーンなどの設備が将来的に設置された場合、清浄空気が十分に生産装置へ到達しないなどの課題があった。しかし、本発明によれば、生産装置上面に対して斜め方向または横から清浄空気を吹き付けるので、将来的に生産装置上部にクレーンなどの設備が設置された場合であっても、この影響を受けることなく十分な清浄空気を生産装置上面に吹き付けることができる。
【００３１】
また、上記の実施の形態によれば、低温清浄空気が生産装置１０上面を通過することにより加熱され、加熱された空気が浮力による上昇気流を作り出すので、このことを利用してクリーンルーム２内に循環気流を形成することができる。
【００３２】
この循環気流を形成する作用について説明する。
ＦＦＵ２０は、上述したように生産装置１０の斜め上方に設置され、対象とする反応炉１４の上面全体に低温清浄空気が行き渡るように位置決めされている。反応炉１４の上面は高温になっており、低温清浄空気がその表面を通過すると空気は加熱され、周囲空気温度との温度差が生じ、これにより浮力を得て上昇する。上昇した空気はクリーンルーム２上部に高温の温度成層部（以下、「高温成層」ともいう。）を形成する。
【００３３】
ここで、高温成層とは、クリーンルーム２の上部に溜まった高温の空気の層で、垂直方向温度分布については、作業域の温度より高く、位置が高くなってもほぼ一定温度である場合、または、作業域の温度より高く、位置が高くなるほど温度が高くなる温度分布の場合の両方を意味している。
【００３４】
この高温成層内にも穏やかな空気の流れがあり、生産装置１０上面で加熱された空気は天井４へ上昇した後、天井４より横方向に放射状（図１において両側）に分岐し、クリーンルーム２の側壁６に沿ってＦＣＵ３０の設置されている位置まで下降し、ＦＣＵ３０の上面の図示しないファンで吸われてＦＣＵ３０内に取り込まれ、図示しない熱交換コイルで冷却された後、下側に吹き出される。この冷却された空気をＦＦＵ２０が吸い込み清浄化して、再度、生産装置１０上面を狙って吹き出す。
【００３５】
天井４下部に溜まった高温空気を下降させる力は、壁際に配置したＦＣＵ３０のファンによる吸引力と室内中央部から上昇する空気の合力である。つまり、クリーンルーム２の室内に循環気流を形成する力は、生産装置１０上面で加熱された空気の浮力（自然の力）とＦＣＵ３０の吸い込むファンの力である。このように、本発明では、クリーンルーム２内に循環気流を作り出すために、自然の力である空気熱による浮力を積極的に活用している。
【００３６】
ここで、空気層において垂直方向の温度分布が上部ほど高い分布の場合、空気層は、その温度勾配を保持して安定している。逆に、上部温度が低い場合は不安定で、上部の低温空気は下降し、空気層全体が混合状態となっている。この高温成層では、一定の垂直温度勾配が保持されつつ、下側から浮力で上昇する空気量と同量の空気量が図１に示すように両側面方向へ移動している。この高温成層は、自然の力で形成された区画の無い天井チャンバーとみなすことができる。
【００３７】
また、図２および図３に示すように、ＦＣＵ３０およびＦＦＵ２０を線対称または点対称に平面配置してもよい。こうすることで、生産装置１０により加熱され上方の温度成層部に流れた高温空気をＦＣＵ３０に導いて冷却し、ＦＣＵ３０より吹き出した冷風をＦＦＵ２０で清浄化して生産装置１０へ送風する循環気流を形成することができる。ここで、冷水配管のルート、ＦＦＵ２０、ＦＣＵ３０の施工を考慮すると、線対称が望ましい。図２では、線対称、点対称のどちらとも読み取れるが、線対称を意図して配置してある。
【００３８】
また、上記の実施の形態において、ＦＣＵ３０は、図５に示すように、上部より高温空気を吸い込み、熱交換コイル３２によって冷却される周囲の空気を下方向または横方向に吹き出すファン３４、空気流路３６およびパンチングパネル３８を備えてもよい。
【００３９】
ところで、生産装置１０の反応炉１４の側面も部分的に高温になっており、ここから上昇気流が生じる。この空気は生産装置１０より下の汚染空気を吹き上げる場合があるので、生産装置１０上面を清浄に保つためには、この汚染空気の上昇を抑える必要がある。そこで、上記の実施の形態において、ＦＦＵ２０からの低温清浄空気の一部を生産装置１０上面端部１４ａより下側に吹き降ろせるように位置決めしてもよい。このようにすることで、生産装置１０の側面からの上昇気流を抑制することができる。
【００４０】
また、上記の実施の形態において、図６および図７に示すように、ＦＦＵ２０の吹き出し側にＶ型ＨＥＰＡフィルタ２２などのＨＥＰＡフィルタを装着し、吹き出し風速を早くしてもよい。こうすることで、生産装置１０全体に清浄空気を供給するために吹き出し風速を極力早くしたり、ＦＦＵ２０からの低温清浄空気を２〜１０ｍ離れた生産装置１０に十分に供給することができる。
【００４１】
ここで、ＦＦＵ２０としては、吹き出し風速が０．８〜１．０ｍ／ｓのものを使用することが可能である。クリーンルーム内に設置されるＦＦＵのＨＥＰＡフィルタとしてはプリーツタイプあるいはセパレータタイプと呼ばれるＨＥＰＡメディアを多重折したものを用いることができる。ＦＦＵ２０から生産装置１０までの距離が離れている場合、ＦＦＵ２０の吹き出し風速を速くするためにできる限り吹き出し風量を大きくする必要があり、ＦＦＵ２０にＶ型ＨＥＰＡ２２を装着する。Ｖ型ＨＥＰＡ２２は、圧損が低く、吹き出し面平均風速は上述の吹き出し風速の１．３倍である最大１．３ｍ／ｓで送風することができる。このＶ型ＨＥＰＡ２２の吹き出し面積は全ＦＦＵ面積の１／２であり、吹き出し風速は全面吹き出しの場合の風速に比較して２倍の風速である。このため、Ｖ型ＨＥＰＡ２２を装着したＦＦＵ２０は、吹き出し位置において全面吹き出しの場合よりも４倍の運動エネルギーを有しており、ＦＦＵ２０の吹き出し面から８ｍ以上離れた位置でも、０．４ｍ／ｓ以上の風速を確保することができる。
【００４２】
また、上記の実施の形態において、ＦＦＵ２０の吸い込みファン２４の上流側に、図７に示すように、風量調節手段としての風量調節機構２６を備えてもよい。風量調節機構２６は、ダンパー式あるいはシャッター式などいずれの方法でもよい。この場合、ＦＦＵ２０の上部２０ａにのみ風量調節機構２６を設け、側部２０ｂに開口を設けることができる。風量調節機構２６の調節により上部２０ａからの吸い込み風量（ＦＣＵ３０からの冷風）を制限すると、側部２０ｂからＦＦＵ２０周囲の空気を吸い込むこととなる。
【００４３】
ＦＣＵ３０からの冷風の温度は、クリーンルーム２内全体の熱負荷を処理できるように、ＦＣＵ３０の熱交換コイルの冷水流量を制御することで調整されている。ＦＣＵ３０からの冷風は、ＦＦＵ２０に取り込まれる風量と、ＦＦＵ２０に取り込まれずに下方の作業域４０、４２へ流下する風量とに別れる。風量調節機構２６によって両者の風量比を変えることで、管理・運転作業域４０の冷却量とメンテナンス作業域４２の冷却量の比率を制御することができる。この風量調節機構２６は、生産装置１０の種類および生産装置反応炉１４等の側面や上面の断熱仕様が異なる場合に有効である。
【００４４】
また、上記の実施の形態において、ＦＦＵ２０の吹き出し気流の流心が生産装置１０上面の中心より、ＦＦＵ２０側に若干偏心した位置になるように、ＦＦＵ２０を複数台配置し、生産装置１０上面に水平方向の旋回流を生じさせ、この旋回流が生産装置１０で加熱されて浮力により上昇する力と合成されることにより、上昇竜巻を形成させてもよい。このように、上昇しようとする気流に旋回流を与えると竜巻が生じ、容易に高温の空気を室内上部に運ぶことができる。
【００４５】
次に、本発明の局所清浄化空調システム１００の効果を検証するために行った実験について説明する。
【００４６】
実験条件は、図１〜図３に示すように、平面寸法７．５ｍ×１４ｍ、天井高さ１４．４ｍのクリーンルーム２内に模擬生産装置１０を設置し、反応炉１４を高温とし、表面温度１００〜１５０℃とした。
【００４７】
ＦＣＵ３０は４台設置し、各ＦＣＵ３０は処理風量４２５０ｍ3／ｈ、冷水入口温度１２℃、流量３５Ｌ／ｍｉｎで運転した。ＦＦＵ２０も４台設置し、各ＦＦＵ２０は風量３３００ｍ3／ｈで運転した。ＦＦＵ２０はＶ型ＨＥＰＡを装着したＦＦＵであるが、風量調節機構２６（図７）は付いていない。図２および図４に示すように、ＦＦＵ２０は俯角α＝３５〜４０°、偏角θ＝５〜１０°となる位置に配置した。
【００４８】
次に、実験の具体的内容について説明する。
ＦＣＵ３０として、図５に示すＦＣＵを製作し、このＦＣＵの熱除去性能を測定した。その結果、ＦＣＵの入口温度が２２．５℃の場合、出口温度は１４．４℃であり、温度差８．１℃、除去熱量１１．５ｋＷであった。また、ＦＣＵの入口温度が３０．９℃の場合、出口温度は１５．７℃であり、温度差１５．２℃、除去熱量２１．６ｋＷであった。これにより、ＦＣＵの入口温度が３１℃の場合の除去熱量は、２３℃の場合のそれに対して約２倍に達することが実証された。
【００４９】
一方、ＦＦＵ２０として、図６および図７に示すような吹き出し面寸法１２００×６００ｍｍのＦＦＵを製作した。このＦＦＵ２０に対してＶ型ＨＥＰＡフィルタ２２を装着して風量を測定したところ、３３００ｍ3／ｈであった。このＦＦＵ２０から８ｍ離れた垂直面で風速分布を測定した結果を図８に示す。図８に示すように、中心を含む垂直面の幅２ｍ×高さ１．５ｍの範囲では、風量は０．２〜０．９ｍ／ｓで、平均０．６１ｍ／ｓであり、風速は十分確保されていることが判る。この場合、生産装置１０上面では０．４〜０．７ｍ／ｓであり、生産装置上１．５ｍの位置で０．２ｍ／ｓの風速があるが、生産装置１０上面より離れた位置の風速なので問題ない。
【００５０】
次に、反応炉熱負荷５８．９ｋＷ（床面積当たりの発熱負荷０．５６ｋＷ／ｍ2）の場合の実験結果について説明する。
【００５１】
クリーンルーム２内の各場所の温度は、ＦＣＵ３０の吸込み温度２８．２℃、吹出し温度１５．５℃、ＦＦＵ２０の吹出し温度１８．３℃、反応炉前面温度２２．９℃、反応炉通過後の温度３０．３℃である。そして、生産装置１０上面中央の上部温度は２７．１℃から温度勾配０．５６℃／ｍで上昇し、天井面では温度３１．７℃である。これにより生産装置１０より上の空間に高温成層が形成されていることが確認できた。空気流れをスモークにより観察し、生産装置１０より浮力で旋回上昇する高温空気流を確認し、さらに、上部の高温成層よりＦＣＵ３０に吸込まれる流れを確認し、クリーンルーム２内に大きな循環気流が形成されていることを確認した。
【００５２】
次に、反応炉熱負荷７５ｋＷ（床面積当たりの発熱負荷０．７１ｋＷ／ｍ2）の場合の実験結果について説明する。
【００５３】
クリーンルーム２内の各場所の温度は、ＦＣＵ３０の吸込み温度３０．５℃、吹出し温度１６．０℃、ＦＦＵ２０の吹出し温度２１．７℃、反応炉前面温度２５．８℃、反応炉通過後の温度３１．４℃である。そして、生産装置１０上面中央の上部温度は２９．６℃から温度勾配０．０２℃／ｍで上昇し天井面では温度３１．０℃である。これにより生産装置１０より上の空間に高温の温度成層が形成されていることを確認した。
【００５４】
次に、清浄度の測定結果について説明する。
上記の「反応炉熱負荷５８．９ｋＷ」の条件で、初期クリーンルーム内粒子濃度、および反応炉上面の濃度を、線香を用いて１０７個／ｃｆ（粒径≧０．３μｍ）とし、上記の実験条件でＦＦＵ２０、ＦＣＵ３０を運転したところ、反応炉上面粒子濃度は漸次下がり、１２０分経過後に粒子濃度１０３個／ｃｆに到達し、クリーンルームとしての十分な回復性能を有していることを確認した。さらに、１２０分後には、ほぼ１０２個／ｃｆに達し、ここで適用対象としているクリーンルームに適用可能であることを確認した。
【００５５】
反応炉１４の周囲に発塵体（発塵量200,000個/min、粒径≧０．３μｍ）を設置した場合、反応炉１４表面内に発塵体を設置した場合、また、気流阻害要因として反応炉１４の１ｍ上に平板を設置した場合について、反応炉１４表面の清浄度を測定したところ、従来の局所清浄化空調システムより清浄度が向上することを確認した。特に、反応炉１４上面に障害物がある場合でも、本発明の局所清浄化空調システム１００では、斜めから清浄空気が十分に反応炉１４上面に到達するために、従来の局所清浄化空調システムより清浄度は５倍向上することが判った。
【００５６】
以上説明したように、本発明によれば、従来の局所清浄化空調システムのＦＣＵ設置台数を例えば１／２に削減でき、これにより大幅なコストダウンを図ることができる。また、ＦＣＵ用の冷水配管量を例えば１／２に削減でき、さらに天井高さも低くでき、これによりコストダウンを図ることができる。またＦＣＵ用の冷水流量の減少により、ポンプ動力が下がるので、ランニングコストの低減および省エネルギー化を図ることができる。
【００５７】
また、本発明によれば、ＦＦＵの吹き出し気流の流心を生産装置上面中心よりも少し外側になるようにＦＦＵを配置することにより、生産装置上面に上昇する竜巻状の気流を発生させることができ、生産装置上面で加熱された高温空気を効率よく上層に搬出することができる。
【００５８】
また、本発明によれば、生産装置の上方にクレーンなどの設備があっても、清浄空気を斜め方向または横方向より吹き付けるために従来の局所清浄化空調システムの場合のようにこの設備が気流の障害にならず、生産装置上面を確実に清浄化することができる。
【００５９】
また、従来の局所清浄化空調システムでは、天井面にＦＦＵ、ＦＣＵを設置し、ＦＦＵは生産装置の上方に設置する必要があり、ＦＦＵが故障した場合の対応が困難であった。しかし、本発明の局所清浄化空調システムによれば、生産装置の上方にＦＦＵを設置しないので、この故障への対応を容易に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように、本発明に係る局所清浄化空調システムは、生産装置などの発熱体を局所的に清浄化する一方で、作業域などの温熱環境を空調する空調設備に有用であり、特に、高発熱量の生産装置が配置される液晶工場や半導体工場のクリーンルームの空調システムに適している。
【符号の説明】
【００６１】
２  クリーンルーム
４  天井
６  側壁
１０  生産装置（発熱体）
１２  センターチャンバー
１４  反応炉
１４ａ  上面端部
２０  ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）（空気清浄手段）
２０ａ  上部
２０ｂ  側部
２２  Ｖ型ＨＥＰＡフィルタ
２４  ファン
２６  風量調節機構（風量調節手段）
３０  ＦＣＵ（ファンコイルユニット）（熱交換手段）
３２  熱交換コイル
３４  ファン
３６  空気流路
３８  パンチングパネル
４０  管理・運転作業域
４２  メンテナンス作業域
１００  局所清浄化空調システム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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