(57)【要約】【課題】  人が快適に在室することができる絶対圧力制御室の換気システムを提供することである。【解決手段】  送風手段３を備えた給気通路４１と、排気手段４を備えた排気通路４２とを備えており、内部に光学式測長器等の気圧変動の影響を受け易い機器を配置するための絶対圧力制御室２において、送風手段３と排気手段４の最低出力値を設定することにより、前記絶対圧力制御室２内の目標設定気圧が、外気圧よりも高い場合においては、予め設定した所定量以上の空気排出量を確保し、前記絶対圧力制御室内の目標設定気圧が、外気圧よりも低い場合においては、予め設定した所定量以上の空気供給量を確保し、絶対圧力制御室２内の気圧を目標設定気圧に保ちながら絶対圧力制御室２内を換気するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風手段を備えた給気通路と、排気手段を備えた排気通路とを備えており、内部に光学式測長器等の気圧変動の影響を受け易い機器を配置するための絶対圧力制御室において、
前記送風手段と排気手段の最低出力値を設定することにより、
前記絶対圧力制御室内の目標設定気圧が、外気圧よりも高い場合においては、予め設定した所定量以上の空気排出量を確保し、
前記絶対圧力制御室内の目標設定気圧が、外気圧よりも低い場合においては、予め設定した所定量以上の空気供給量を確保し、
絶対圧力制御室内の気圧を目標設定気圧に保ちながら絶対圧力制御室内を換気するようにしたことを特徴とする絶対圧力制御室の換気システム。
【請求項２】
前記絶対圧力制御室内に在室する人数が増えるほど、空気排出量及び空気供給量が多くなるようにした請求項１に記載の絶対圧力制御室の換気システム。
【請求項３】
前記絶対圧力制御室を、パネルで構成した請求項１又は２に記載の絶対圧力制御室の換気システム。
【請求項４】
前記給気通路と排気通路に、それぞれ空気流量計を備えた請求項１〜３のうちのいずれかに記載の絶対圧力制御室の換気システム。
【請求項５】
前記絶対圧力制御室内の気圧を外気圧よりも高く設定する場合においては、
前記絶対圧力制御室内から排気通路を介して排出する空気量を、給気通路を介して前記絶対圧力制御室内に供給する空気量よりも少なくなるように設定し、
前記絶対圧力制御室内の気圧を外気圧よりも低く設定する場合においては、
前記絶対圧力制御室内から排気通路を介して排出する空気量を、給気通路を介して前記絶対圧力制御室内に供給する空気量よりも多くなるように設定することにより、
絶対圧力制御室内の気圧が目標設定気圧となるように制御する請求項１〜４のうちのいずれかに記載の絶対圧力制御室の換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外気圧の変動の影響を解消し、光学式測長器等の気圧変動の影響を受け易い機器を備えた精密加工機を使用するための絶対圧力制御室内の換気システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体産業等の微細加工産業分野において使用される光学式測長器は、周囲の気圧の影響を受け易く、気圧が変化すると測長誤差が生じるため、精密な加工が困難となる。そのため、光学式測長器は、気圧変化が極めて少ない室内で使用することが望まれる。
【０００３】
室内の気圧変化を少なくするための装置としては、例えば特許文献１や特許文献２等に開示されている。特許文献１には、その第１図に示されているように、給気側の外気ファン３と排気側の排気ファン１４とが、それぞれインバータユニット２０、２１で制御され、環境試験室８内の気圧の変動を抑制する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、その図１に示されているように、送気量調整器１２と排気量調整器１６とが、適宜、コントロールボックス１７により制御され、それぞれ送気ファン１１及び排気ファン１５による送風量を加減し、室内１０の気圧を微調整することができる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１−２７７１４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３０４６３９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これら特許文献１及び特許文献２に開示されている技術を用いることにより、室内の圧力を制御することはできるが、外気圧と室内の目標設定気圧の間の差圧が小さい場合などには、十分な換気量を確保することはできない。そのため、人が在室している場合、呼吸により室内の酸素が消費されて、酸欠傾向になる可能性がある。
そこで本発明は、人が快適に在室することができる絶対圧力制御室の換気システムを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明では、送風手段を備えた給気通路と、排気手段を備えた排気通路とを備えており、内部に光学式測長器等の気圧変動の影響を受け易い機器を配置するための絶対圧力制御室において、前記各送風手段の最低出力値を設定することにより、前記絶対圧力制御室内の目標設定気圧が、外気圧よりも高い場合においては、予め設定した所定量以上の空気排出量を確保し、前記絶対圧力制御室内の目標設定気圧が、外気圧よりも低い場合においては、予め設定した所定量以上の空気供給量を確保し、絶対圧力制御室内の気圧を目標設定気圧に保ちながら絶対圧力制御室内を換気するようにした。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明の換気システムを、前記絶対圧力制御室内に在室する人数が増えるほど、空気排出量及び空気供給量が多くなるように構成した。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明の換気システムにおいて、絶対圧力制御室をパネルで構成した。パネルは、設置場所で組み立てることができる組立式のものを採用することができる。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項１〜３の発明のうちのいずれかの発明の換気システムの給気通路と排気通路に、それぞれ空気流量計を備えた。
絶対圧力制御室内を加圧する際には、給気通路に備えた空気流量計により空気供給量（換気量）を検出し、絶対圧力制御室内を減圧する際には、排気通路に備えた空気流量計により空気排出量（換気量）を検出するのが好ましい。
【００１０】
請求項５の発明では、請求項１〜４の発明のうちのいずれかの発明の換気システムにおいて、前記絶対圧力制御室内の気圧を外気圧よりも高く設定する場合においては、前記絶対圧力制御室内から排気通路を介して排出する空気量を、給気通路を介して前記絶対圧力制御室内に供給する空気量よりも少なくなるように設定し、前記絶対圧力制御室内の気圧を外気圧よりも低く設定する場合においては、前記絶対圧力制御室内から排気通路を介して排出する空気量を、給気通路を介して前記絶対圧力制御室内に供給する空気量よりも多くなるように設定することにより、絶対圧力制御室内の気圧が目標設定気圧となるように制御するようにした。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明を実施すると、外気圧に対して絶対圧力制御室内の気圧が高圧又は低圧のいずれであっても、絶対圧力制御室内の気圧を目標設定気圧に保ちながら換気することができる。
【００１２】
請求項２の発明では、在室人数が増えるほど換気量が多くなるようにしたので、絶対圧力制御室内の気圧を目標設定気圧に保ちながら、酸素を含む空気を円滑に導入することができ、絶対圧力制御室内が酸欠傾向になることを回避することができる。
【００１３】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明を実施するための絶対圧力制御室をパネルで構成するようにしたので、請求項１又は２の発明の効果に加え、光学式測長器を使用するための場所的な制約が少なくなり、さらに、パネルで構成した絶対圧力制御室内に既設の光学式測長器等の加工機を容易に収容することができる。
床が平坦であれば、パネルで側面と天井を囲うだけで絶対圧力制御室を形成することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、給気通路と排気通路に、それぞれ空気流量計を備えたので、絶対圧力制御室内が加圧されている場合、及び減圧されている場合のいずれにおいても、絶対圧力制御室内の気圧の変動を回避すると共に、実際の換気量を確認することができるので、必要な換気量を確保して、絶対圧力制御室内に在室している人が、快適に過ごすことができる環境を提供することができる。
【００１５】
請求項５の発明を実施すると、給気通路又は排気通路以外の場所における漏れによる空気の出入りを勘案して、絶対圧力制御室内が酸欠傾向とならないように、絶対圧力制御室内の気圧を目標設定気圧に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、絶対圧力制御室２を換気するための本発明を実施した換気システム１の系統略図である。図１に示すように換気システム１は、換気流量計９を備えた給気通路４１を介して絶対圧力制御室２に空気を供給する加圧装置３（送風手段）と、排気通路４２を介して絶対圧力制御室２内の空気を排出する減圧装置４（排気手段）と、加圧装置３及び減圧装置４を制御する制御装置５とで構成されている。
【００１７】
制御装置５は、ＣＰＵ１４とメモリ１５とを備えている。ＣＰＵ１４は、後述する各種の演算を行い、メモリ１５は、後述する各種の値が記憶されている。制御装置５は、絶対圧力制御室２内の気圧が、所定値となるように加圧装置３や減圧装置４を制御する。
【００１８】
図１に示すように加圧装置３は、インバータ６、加圧機器７及びモータダンパ８で構成されている。インバータ６は、信号線２１を介して制御装置５から指令信号を受信し、信号線２２を介して加圧機器７の出力を調整する。加圧機器７としては、送風ファンやエアコンプレッサ等を採用することができる。
【００１９】
モータダンパ８は、信号線２３を介して制御装置５から指令信号を受信し、給気通路４１の開度（流路断面積）を調整し、給気通路４１を通過する単位時間当たりの空気量を加減する機能を備えている。したがって、加圧機器７の出力の設定と、モータダンパ８の開度の設定とで絶対圧力制御室２へ供給する空気量（換気量）を任意に設定することができるようになっている。換気流量計９は、給気通路４１を介して絶対圧力制御室２内に供給される空気量（換気量）を検出する。換気流量計９は、検出した空気量情報を、信号線２４を介して制御装置５へ送信する。
【００２０】
以上では、絶対圧力制御室２内に空気を供給する給気側（図１）の構成について説明したが、以下では、絶対圧力制御室２内の空気を排出する排気側（図１）の構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように減圧装置４は、インバータ１０、減圧機器１１及びモータダンパ１２で構成されている。インバータ１０は、信号線２５を介して制御装置５から指令信号を受信し、信号線２６を介して減圧機器１１の出力を調整する。減圧機器１１としては、送風ファンや真空ポンプ等を採用することができる。また、排気通路４２上には換気流量計１３が設けてある。
【００２２】
モータダンパ１２は、信号線２７を介して制御装置５から指令信号を受け、排気通路４２の開度（流路断面積）を調整し、排気通路４２を通過する単位時間当たりの空気量を加減する機能を備えている。したがって、減圧機器１１の出力の設定と、モータダンパ１２の流路断面積の設定により絶対圧力制御室２内から排出する空気量（換気量）を任意に設定することができるようになっている。換気流量計１３は、排気通路４２を介して絶対圧力制御室２内から排出される空気量（換気量）を検出する。換気流量計１３は、検出した空気量情報を、信号線２８を介して制御装置５へ送信する。
【００２３】
図１に示すように、絶対圧力制御室２内には、圧力検出器１６が設置されている。圧力検出器１６は、絶対圧力制御室２内の気圧を検出し、信号線３１を介して検出値を制御装置５へ送信する。また、絶対圧力制御室２の外部には、外気圧を検出する圧力検出器１７が設置されている。圧力検出器１７は、外気圧を検出し、信号線３２を介して検出値を制御装置５へ送信する。
【００２４】
加圧時（絶対圧力制御室２内の気圧を、外気圧よりも高く設定する場合）においては、絶対圧力制御室２内の気圧が、目標設定気圧となった後の、給気通路４１から供給される空気量（換気量）は、排気通路４２から排出される空気量と、絶対圧力制御室２から漏れる空気量（図２の漏れ空気１８）との和に等しい。
【００２５】
また、減圧時（絶対圧力制御室２内の気圧を、外気圧よりも低く設定する場合）においては、絶対圧力制御室２内の気圧が、目標設定気圧となった後の、給気通路４１から供給される空気量と、いずれかの隙間から絶対圧力制御室２内に侵入する空気量（図３の侵入空気１９）との和は、排気通路４２から排出される空気量（換気量）と等しい。
【００２６】
制御装置５に備えたメモリ１５には、加圧時における換気流量計９が検出する空気量の下限値と、減圧時における換気流量計１３が検出する空気量の下限値とが記憶されている。加圧時に、換気流量計９が検出する空気量（換気量）が、下限値となる手前で、制御装置５は、加圧装置３で絶対圧力制御室２に供給する空気量（換気量）を増加させると共に、減圧装置４による絶対圧力制御室２内から排出する空気量（換気量）も増加させる。又は、換気流量計９が検出する空気量（換気量）が、下限値となる手前で、制御装置５は、加圧装置３で絶対圧力制御室２に供給する空気量（換気量）が、それ以上減少しないようにすると共に、減圧装置４による絶対圧力制御室２内から排出する空気量（換気量）も減少しないようにする。
【００２７】
例えば、加圧時において、排気通路４２上のモータダンパ１２の開度が、下限値（例えば開度３０％）より小さくなると、十分な換気量を確保することができないため、制御装置５は、モータダンパ１２の開度が下限値に達しないように加圧装置３による空気の供給量を増加させるように各機器を制御する。
【００２８】
制御装置５は、絶対圧力制御室２内の気圧が目標設定気圧に保たれた状態で、絶対圧力制御室２に供給する空気量と、絶対圧力制御室２から排出する空気量（漏れ空気１８を含む）とが等しくなるように、加圧装置３及び減圧装置４を制御する。これにより、絶対圧力制御室２内の気圧を一定（目標設定気圧）に保ちながら、所定量以上の換気量を確保することができ、絶対圧力制御室２内には、常に十分な空気が供給されるようになる。
【００２９】
制御装置５は、目標設定気圧と圧力検出器１６で実測した気圧との偏差から、インバータ６の出力値を算出し、インバータ６に出力信号を発する。インバータ６は、制御装置５から受けた出力信号に応じて、加圧機器７の出力を調整する。このようにして出力が調整された加圧機器７は、絶対圧力制御室２内の気圧を目標設定気圧に近づける、又は、目標設定気圧を維持することができるように給気通路４１を介して空気を絶対圧力制御室２へ供給する。
【００３０】
さらに制御装置５は、絶対圧力制御室２の全容積の例えば５％〜２０％に相当する空気量が１時間で入れ替わるように（つまり、換気するように）、加圧装置３による空気の供給量と減圧装置４による空気の排出量とを同時に制御する。これにより、絶対圧力制御室２内の気圧が目標設定気圧に設定され、且つ、在室中の人が呼吸することにより、絶対圧力制御室２内が酸欠傾向になることを回避することができる。
【００３１】
図２は、加圧時における換気システム１の信号の流れを示す系統図である。図２において制御装置５は、圧力検出器１６により検出された絶対圧力制御室２内の気圧と、圧力検出器１７で検出された外気圧との偏差から、絶対圧力制御室２内を目標設定気圧にするための供給空気量を算出し、さらに、上述した換気のために必要な供給空気量を算出し、インバータ６へ出力信号を送信する。これにより、絶対圧力制御室２内を目標設定気圧にするための空気量と、上述した換気のために必要な空気量との和に相当する空気量が、絶対圧力制御室２へ供給される。
【００３２】
図２に示すように、加圧時には絶対圧力制御室２内の空気の一部が、漏れ空気１８として排気通路４２を介さずに絶対圧力制御室２内から流出する。したがって、加圧時においては、絶対圧力制御室２内の気圧を一定（目標設定気圧）に保つため、減圧装置４で排出する空気量が、漏れ空気１８の分だけ加圧装置３で供給する空気量よりも少なくなるように、制御装置５は減圧装置４を制御する。
【００３３】
減圧時においては、給気通路４１上のモータダンパ８の開度が、下限値（例えば開度３０％）より小さくなると、十分な換気量を確保することができないため、制御装置５は、モータダンパ８の開度が下限値に達しないように減圧装置４による空気の排出量を増加させるように各機器を制御する。
【００３４】
制御装置５は、目標設定気圧と圧力検出器１６で実測した気圧との偏差から、インバータ１０の出力値を算出し、インバータ１０に出力信号を発する。インバータ１０は、制御装置５から受けた出力信号に応じて、減圧機器１１の出力を調整する。また、制御装置５は、信号線２７を介して制御弁１２（モータダンパ１２）に制御信号を送信し、制御弁１２の開度を調整する。このようにして出力が調整された減圧機器１１及び制御弁１２は、絶対圧力制御室２内の気圧を目標設定気圧に近づける、又は、目標設定気圧を維持することができるように排気通路４２を介して空気を絶対圧力制御室２から排出する。
【００３５】
さらに制御装置５は、絶対圧力制御室２の全容積の例えば５％〜２０％に相当する空気量が１時間で入れ替わるように、減圧装置４による空気の排出量と加圧装置３による空気の供給量とを同時に制御する。これにより、絶対圧力制御室２内の気圧が目標設定気圧に設定され、且つ、在室中の人が呼吸することにより、絶対圧力制御室２内が酸欠傾向となることを回避することができる。
【００３６】
図３は、減圧時における換気システム１の信号の流れを示す系統図である。図３において制御装置５は、圧力検出器１６により検出された絶対圧力制御室２内の気圧と、圧力検出器１７により検出された外気圧との偏差から、絶対圧力制御室２内を目標設定気圧にするための排出空気量を算出し、さらに、上述した換気のために必要な排出空気量を算出し、インバータ１０へ出力信号を送信する。これにより、絶対圧力制御室２内を目標設定気圧にするための排出空気量と、上述した換気のために必要な排出空気量との和に相当する空気量が、絶対圧力制御室２から排出される。
【００３７】
図３に示すように、減圧時には絶対圧力制御室２内に外気が、侵入空気１９として給気通路４１を介さずに絶対圧力制御室２内に流入する。したがって、減圧時においては、絶対圧力制御室２内の気圧を一定（目標設定気圧）に保つためには、加圧装置３で供給する空気量は、侵入空気１９の分だけ減圧装置４で排出する空気量よりも少なくなるように、制御装置５は加圧装置３を制御する。
【００３８】
図４は、周囲を断熱パネル４５で囲った絶対圧力制御室２の平面略図である。図４に示すように絶対圧力制御室２は、出入口４６を備えている。出入口４６は、断熱パネル４４で囲われた通路の両端に、外扉３５と内扉３６とを設けた構造を呈している。断熱パネル４５と４４とは、気密を保って連結されている。断熱パネル４４、４５は、例えば、発泡材を薄い鋼板で挟んだ構造を有している。絶対圧力制御室２内の温度を制御する必要がなければ、断熱機能を持たないパネルで絶対圧力制御室２を構成してもよい。
【００３９】
図５（ａ）は、パネル４５で構成した絶対圧力制御室２の斜視図である。また、図５（ｂ）は、パネル４５の斜視図である。図５（ｂ）に示すように、パネル４５の縁には、突起４７、４７ａ、くぼみ４８、４８ａ、４８ｂ等が、適宜、設けてある。図５（ａ）に示すように、隣接するパネル４５同士が、これらの突起とくぼみとを嵌合させて組み立てられ、絶対圧力制御室２が形成される。
【００４０】
図４に示すように、出入口４６内には、圧力調整室２ａが形成されている。図４に示すように、絶対圧力制御室２には、圧力調整室２ａ内の気圧と絶対圧力制御室２内の気圧との差圧を計測することができる差圧計５０が設けてある。ＣＰＵ５１は、差圧計５０で検出された差圧情報から、加圧側の送風機５２及びモータバルブ５４、又は、減圧側の送風機５３及びモータバルブ５５を制御して、圧力調整室２ａ内の気圧を調整する。通常時（人の出入りがないとき）において、絶対圧力制御室２内が加圧されているときの圧力調整室２ａ内の気圧は、大気圧と一致させておき、絶対圧力制御室２内が減圧されているときの圧力調整室２ａ内の気圧は、絶対圧力制御室２内の設定気圧と一致させておくのが好ましい。外扉３５はヒンジ式の外開きとし、内扉３６はヒンジ式の内開きとすると、絶対圧力制御室２内が加圧されているときは、内扉３６のシール性が良好となり、逆に、絶対圧力制御室２内が減圧されているときは、外扉３５のシール性が良好になる。
【００４１】
外部から絶対圧力制御室２内に人が入ろうとする際には、まず外扉３５のみを開き、人が圧力調整室２ａに入った後、外扉３５を閉じる。このときの圧力調整室２ａ内の気圧は、大気圧と等しい。圧力調整室２ａ内の気圧が、絶対圧力制御室２内の気圧と等しくなるように、圧力調整室２ａ内の気圧を調整した後に内扉３６を開き、圧力調整室２ａ内の人は、絶対圧力制御室２内に入室し、内扉３６を閉じる。
【００４２】
逆に、絶対圧力制御室２内の人が退出する際には、まず、圧力調整室２ａ内の気圧が絶対圧力制御室２内の気圧と等しいか否かのチェックが行われ、等しくなければ、圧力調整室２ａ内の気圧を調整する。圧力調整室２ａ内の気圧が、絶対圧力制御室２内の気圧と等しければ、内扉３６を開き、絶対圧力制御室２内の人は圧力調整室２ａに入る。そして、内扉３６を閉じた後、圧力調整室２ａ内の人は、外扉３５を開いて退出する。ここで圧力調整室２ａ内の人は、圧力調整室２ａ内を徐々に大気圧にしてから外扉３５を開いて退出するのが好ましい。
【００４３】
また、圧力調整室２ａに強制的に空気を供給する送風機５２と、圧力調整室２ａから強制的に空気を排出する送風機５３とを使用する代わりに、圧力調整室２ａ内と絶対圧力制御室２内とを連通する空気通路を形成し、この空気通路上に電磁弁を設け、この電磁弁を開くことにより、圧力調整室２ａ内の気圧（大気圧）を徐々に絶対圧力制御室２内の気圧と一致させるようにしてもよい。さらに、圧力調整室２ａと室外（大気）とを連通する空気通路を設け、この空気通路上に電磁弁を設け、この電磁弁を開くことにより、圧力調整室２ａ内の気圧を大気圧と一致させるようにしてもよい。
【００４４】
このような断熱パネル４５で構成された絶対圧力制御室２では、圧力調整室２ａを設けたとしても、完全な気密性を保つことは困難である。しかし、本発明の換気システム１を実施することにより、絶対圧力制御室２内は、空気の漏れを勘案した換気を行うことにより、気圧の変動を回避することができる。その結果、人が呼吸することによって絶対圧力制御室２内が酸欠傾向になることを回避することができる。
【００４５】
絶対圧力制御室２内の気圧の実測値が目標設定気圧に近づいたとき、又は、目標設定気圧と外気圧との差が小さいとき、又は、目標設定気圧が大気圧よりも高圧であり、加圧装置３による加圧力が相当に高くなったとき、又は、目標設定気圧が大気圧よりも低圧であり、減圧装置４による減圧力が相当に高くなったときに、加圧装置３又は減圧装置４のいずれかの出力が、低出力値に設定されがちであるが、本発明では、加圧装置３と減圧装置４の出力値に、最低出力値を設けたので、加圧装置３及び減圧装置４の出力が低出力となることを回避することができ、絶対圧力制御室２内を精度よく目標設定気圧に調整し、且つ、所定量以上の換気量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】絶対圧力制御室を換気するための本発明の換気システムの系統略図である。
【図２】絶対圧力制御室を加圧する際の換気システムの系統略図である。
【図３】絶対圧力制御室を減圧する際の換気システムの系統略図である。
【図４】本発明の換気システムを実施した絶対圧力制御室の平面略図である。
【図５】（ａ）は、パネルで構成した絶対圧力制御室の斜視図である。（ｂ）は、パネルの斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  換気システム
２  絶対圧力制御室
３  加圧装置（送風手段）
４  減圧装置（排気手段）
５  制御装置
６  インバータ
７  加圧機器
８  モータダンパ
９  換気流量計（空気流量計）
１０  インバータ
１１  減圧機器
１２  モータダンパ
１３  換気流量計（空気流量計）
１８  漏れ空気
１９  侵入空気
２１〜２８、３１、３２  信号線
３５  外扉
３６  内扉
４１  給気通路
４２  排気通路
４４、４５  断熱パネル
４６  出入口
【図１】
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【図２】
2006071118.tif 000004
【図３】
2006071118.tif 000005
【図４】
2006071118.tif 000006
【図５】
2006071118.tif 000007