(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床面を全面均一吸込とした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、
前記高速流域に設けられたファンフィルタユニットと、
前記低速流域に設けられ、フィルタ面各部位から吹き出す空気流体要素について水平方向の空間拡がりに対し垂直方向より増やすことで、均一な風速下向きベクトル分布の必要な床上１５００ｍｍまでの部屋全体が全面下向きの層流となり、かつ前記高速流域近傍に前記高速流域から離れるに従って高速流とほぼ等速から低速流になる境界域を形成ができるように水平方向の曲率、垂直方向の曲率を決めた断面ほぼ半楕円弧形状の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、
前記ファンフィルタユニット及び前記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、
前記コイルで冷房する際に、前記熱交換器ユニットから前記コイルへ流れる冷媒循環配管に設置された循環ポンプ及び流量調整弁とを有し、
前記コイルは、前記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、
前記熱交換器ユニットは、前記トンネル式クリーンルームの外部に設置されている
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】
前記高速流域に設けたファンフィルタユニットが、前記クリーンルーム用エアフィルタユニットと前記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】
前記高速流域に設けたファンフィルタユニットは、筒状のユニット本体の下端開口部にフィルタを配置するとともに、前記ユニット本体の上面の中心に形成される吸気用開口部に軸流型のファンを配置し、前記ファンの下方に該ファンの下方に向けて窪む正方形状の遮音板を配置し、前記ユニット本体の内周の上部に内方に向けて突出し前記ファン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を配置して成る
ことを特徴とする請求項１又は請求項２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４】
床面を全面均一吸込とした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、
前記高速流域に設けられたファンフィルタユニットと、
前記低速流域に設けられ、フィルタ面各部位から吹き出す空気流体要素について水平方向の空間拡がりに対し垂直方向より増やすことで、均一な風速下向きベクトル分布の必要な床上１５００ｍｍまでの部屋全体が全面下向きの層流となり、かつ前記高速流域近傍に前記高速流域から離れるに従って高速流とほぼ等速から低速流になる境界域を形成ができるように水平方向のフィルタろ材密度、垂直方向のフィルタろ材密度を決めた断面ほぼ半楕円弧形状の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、
前記ファンフィルタユニット及び前記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、
前記コイルで冷房する際に、前記熱交換器ユニットから前記コイルへ流れる冷媒循環配管に設置された循環ポンプ及び流量調整弁とを有し、
前記コイルは、前記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、
前記熱交換器ユニットは、前記トンネル式クリーンルームの外部に設置されている
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５】
前記冷媒は、冷房時に前記循環ポンプにより前記コイルに強制的に供給され、その後前記コイルで蒸発し、その蒸発圧力と凝縮圧力の差圧によって前記熱交換器ユニットに戻され、
前記冷媒循環配管に設置された流量調整弁は、前記生産装置に配置される温度検出器からの信号に基づいて制御装置により弁開度が制御される
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。
【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１〜１００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０．０５〜０．２ｍ／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。
【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６１−２８２７４２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９，１０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１５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６３−４３６２０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１９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２６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２０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２７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２５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、床面を全面均一吸込とした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、前記高速流域に設けられたファンフィルタユニットと、前記低速流域に設けられ、フィルタ面各部位から吹き出す空気流体要素について水平方向の空間拡がりに対し垂直方向より増やすことで、均一な風速下向きベクトル分布の必要な床上１５００ｍｍまでの部屋全体が全面下向きの層流となり、かつ前記高速流域近傍に前記高速流域から離れるに従って高速流とほぼ等速から低速流になる境界域を形成ができるように水平方向の曲率、垂直方向の曲率を決めた断面ほぼ半楕円弧形状の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、前記ファンフィルタユニット及び前記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、前記コイルで冷房する際に、前記熱交換器ユニットから前記コイルへ流れる冷媒循環配管に設置された循環ポンプ及び流量調整弁とを有し、前記コイルは、前記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、前記熱交換器ユニットは、前記トンネル式クリーンルームの外部に設置されているものである。
【００２６】
請求項２の発明は、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において、前記高速流域に設けたファンフィルタユニットが、前記クリーンルーム用エアフィルタユニットと前記垂れ壁の下端とほぼ等しい高さに位置するものである。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の発明は、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において、前記高速流域に設けたファンフィルタユニットは、筒状のユニット本体の下端開口部にフィルタを配置するとともに、前記ユニット本体の上面の中心に形成される吸気用開口部に軸流型のファンを配置し、前記ファンの下方に該ファンの下方に向けて窪む正方形状の遮音板を配置し、前記ユニット本体の内周の上部に内方に向けて突出し前記ファン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を配置して成るものである。
【００２７】
請求項４の発明は、床面を全面均一吸込とした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、前記高速流域に設けられたファンフィルタユニットと、前記低速流域に設けられ、フィルタ面各部位から吹き出す空気流体要素について水平方向の空間拡がりに対し垂直方向より増やすことで、均一な風速下向きベクトル分布の必要な床上１５００ｍｍまでの部屋全体が全面下向きの層流となり、かつ前記高速流域近傍に前記高速流域から離れるに従って高速流とほぼ等速から低速流になる境界域を形成ができるように水平方向のフィルタろ材密度、垂直方向のフィルタろ材密度を決めた断面ほぼ半楕円弧形状の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、前記ファンフィルタユニット及び前記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、前記コイルで冷房する際に、前記熱交換器ユニットから前記コイルへ流れる冷媒循環配管に設置された循環ポンプ及び流量調整弁とを有し、前記コイルは、前記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、前記熱交換器ユニットは、前記トンネル式クリーンルームの外部に設置されているものである。
請求項５の発明は、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において、前記冷媒は、冷房時に前記循環ポンプにより前記コイルに強制的に供給され、その後前記コイルで蒸発し、その蒸発圧力と凝縮圧力の差圧によって前記熱交換器ユニットに戻され、前記冷媒循環配管に設置された流量調整弁は、前記生産装置に配置される温度検出器からの信号に基づいて制御装置により弁開度が制御されるものである。
【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４６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６６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８０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４９及びクリーンルーム用フィルタユニット５３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５０Ａ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５０Ｂ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１２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５０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５０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５０Ａ１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５６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
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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