(57)【要約】【課題】環境温度が著しく変動した場合であっても、空気調和装置によって温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御する。【解決手段】空気調和システムＳは、取込口３１から取り込まれた空気を温度制御して吐出口３２から吐出する空気調和装置１を備える。空気調和装置１には、吐出口３２からの空気を第１空間に供給する供給流路８０と、第１空間と導入用ファンフィルタユニット２００を介して連通する第２空間から取込口３１の上流側の位置まで延びる第１リターン流路１１０と、が接続される。第１リターン流路１１０内には、第１風量調節用ダンパ１１１が設けられる。空気調和装置１は、取込口３１の上流側と吐出口３２の下流側との間に設けられる上流側フィルタ装置３１３を有し、上流側フィルタ装置３１３は、第１リターン流路１１０の空気調和装置１側の端部よりも下流側に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の空気を取り込む取込口及び前記取込口から取り込まれた空気を吐出する吐出口を有し、前記取込口から取り込まれた空気を温度制御して前記吐出口から吐出する空気調和装置と、
前記吐出口からの空気を第１空間に直接的又は間接的に供給する供給流路と、
前記第１空間と第１フィルタ装置を介して連通する第２空間から、前記取込口の上流側又は下流側であって、前記空気調和装置において空気に対する温度制御が行われる温度制御位置よりも上流側の位置まで延びる第１リターン流路と、
前記第１リターン流路内に設けられ、当該第１リターン流路を通流する空気の風量を調節する第１風量調節用ダンパと、を備え、
前記第１リターン流路を介して通流する前記第２空間からの空気が、前記取込口に取り込まれる前の前記空気調和装置の外部の空気又は前記取込口に取り込まれた後の前記空気調和装置の外部の空気に合流されるようになっており、
前記空気調和装置は、前記取込口の上流側と前記吐出口の下流側との間に設けられる第２フィルタ装置を有し、
前記第２フィルタ装置は、前記第１リターン流路の前記空気調和装置側の端部よりも下流側に配置されている、ことを特徴とする空気調和システム。
【請求項２】
前記空気調和装置は、前記温度制御位置よりも下流側の位置から、前記温度制御位置よりも上流側の位置まで延びる第２リターン流路をさらに有し、
前記第２リターン流路を介して前記温度制御位置よりも上流側の位置に供給される空気が、前記取込口に取り込まれる前の前記空気調和装置の外部の空気又は前記取込口に取り込まれた後の前記空気調和装置の外部の空気に合流されるようになっている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和システム。
【請求項３】
前記第２リターン流路内には、前記第２リターン流路を通流する空気の風量を調節する第２風量調節用ダンパが設けられている、ことを特徴とする請求項２に記載の空気調和システム。
【請求項４】
前記供給流路内には、前記供給流路を通流する空気の風量を調節する供給風量調節用ダンパが設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の空気調和システム。
【請求項５】
前記第１空間は、クリーンルーム上流側空間であり、前記第２空間は、クリーンルームの内部空間であり、前記第１フィルタ装置は、ファンフィルタユニットであり、
前記供給流路は、前記吐出口からの空気を前記クリーンルーム上流側空間に直接的に供給するようになっている、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和システム。
【請求項６】
前記第１空間は、クリーンルームの内部空間であり、前記第２空間は、前記クリーンルームに配置された半導体製造用装置の内部空間であり、前記第１フィルタ装置は、ファンフィルタユニットであり、
前記供給流路は、前記吐出口からの空気を前記クリーンルームの内部空間にクリーンルーム上流側空間を介して間接的に供給するようになっており、
前記第１リターン流路は、前記半導体製造用装置の内部空間における前記第１フィルタ装置の下流側の位置に連通する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和システム。
【請求項７】
前記第１空間は、半導体製造用装置を覆うように形成されたカバー部材の内部空間であり、前記第２空間は、前記半導体製造用装置の内部空間であり、
前記供給流路は、前記吐出口からの空気を前記カバー部材の内部空間に直接的に供給するようになっており、
前記第１リターン流路は、前記半導体製造用装置の内部空間における前記第１フィルタ装置の下流側の位置に連通する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和システム。
【請求項８】
前記第１リターン流路は、前記半導体製造用装置の内部空間における前記第１フィルタ装置の下流側であって、半導体デバイスの中間体に対して所定の処理を行う処理機構の配置領域よりも上流側の位置に連通する、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の空気調和システム。
【請求項９】
前記処理機構は、レジストを成膜する成膜機構又はレジストを現像する現像機構である、ことを特徴とする請求項８に記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和装置を備え、当該空気調和装置から温度制御対象空間に温度制御された空気を供給する空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備におけるクリーンルームの室内温度は、通常、空気調和装置から供給される温度制御された空気によって厳密に管理されている。例えば、フォトレジストの塗布及び現像を行う装置（コータ等）が設置されたクリーンルームでは、室内温度が目標温度の＋０．０５℃乃至−０．０５℃の誤差範囲内に制御されることが要求される場合がある。このようなクリーンルームに対応可能な空気調和装置として、従来から種々の装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
クリーンルームに温度制御された空気を供給する場合、空気調和装置は、一般に、クリーンルームの外部に配置され、その吐出口からの空気をダクト等を介してクリーンルームの空気導入口に供給する。クリーンルームの空気導入口には、通常、ファンフィルタユニットが配置されており、空気調和装置の吐出口からの空気は、ファンフィルタユニットによってパーティクルを除去されて、クリーンルーム内に導入される（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０８６５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１２８６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような空気調和装置では、通常、使用温度範囲と温度制御範囲とが定められており、取り込んだ空気が使用温度範囲内の温度であれば、当該空気を温度制御範囲内の所望の設定温度に制御して所定の風量で供給することができる。しかしながら、昨今、多くの地域で、大寒波や大熱波等の発生による環境温度の著しい変動が頻繁に発生しており、これに伴って空気調和装置の制御が不安定になるという不具合が数多く報告されている。
【０００６】
上記のような環境温度の著しい変動は、空気調和装置が取り込む空気の温度を著しく変動させる場合があり、空気調和装置における冷凍能力又は加熱能力を急激に大きく変化させる必要性を生じさせる場合がある。このような冷凍能力又は加熱能力の急激な変化は、上述の不具合を発生させる要因の一つとなり得る。また、冷凍能力又は加熱能力を急激に大きく変化させる必要性が生じた場合には、空気調和装置が所望の冷凍能力又は加熱能力に十分に追従することができなくなり、その運転を停止せざるを得なくなるという状況も生じ得る。また、環境温度の著しい変動によって空気調和装置にて取り込む空気が使用温度範囲を外れる場合には、基本的に、取り込んだ空気を所望の温度へ制御できなくなる。
【０００７】
ここで、上記のような環境温度の著しい変動に対する対策としては、例えば、空気調和装置の冷凍能力及び加熱能力の範囲を広くし且つ冷凍能力及び加熱能力の変化時の応答性を向上させることが考えられる。しかしながら、このような対策は、冷凍能力又は加熱能力の拡大や性能向上に伴って装置が不所望に大型化したり、運転に必要なエネルギーが不所望に嵩んだりする虞があるため、必ずしも良好であるとは言えない。
【０００８】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、環境温度が著しく変動した場合であっても、空気調和装置によって温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御することができ、しかも、このような好適な制御性能を確保しつつも空気調和装置全体が不所望に大型化したり、運転のためのエネルギーが不所望に増加したりするのを抑制することができる空気調和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】
【０００９】
本発明は、外部の空気を取り込む取込口及び前記取込口から取り込まれた空気を吐出する吐出口を有し、前記取込口から取り込まれた空気を温度制御して前記吐出口から吐出する空気調和装置と、前記吐出口からの空気を第１空間に直接的又は間接的に供給する供給流路と、前記第１空間と第１フィルタ装置を介して連通する第２空間から、前記取込口の上流側又は下流側であって、前記空気調和装置において空気に対する温度制御が行われる温度制御位置よりも上流側の位置まで延びる第１リターン流路と、前記第１リターン流路内に設けられ、当該第１リターン流路を通流する空気の風量を調節する第１風量調節用ダンパと、を備え、前記第１リターン流路を介して通流する前記第２空間からの空気が、前記取込口に取り込まれる前の前記空気調和装置の外部の空気又は前記取込口に取り込まれた後の前記空気調和装置の外部の空気に合流されるようになっており、前記空気調和装置は、前記取込口の上流側と前記吐出口の下流側との間に設けられる第２フィルタ装置を有し、前記第２フィルタ装置は、前記第１リターン流路の前記空気調和装置側の端部よりも下流側に配置されている、ことを特徴とする空気調和システム、である。
【００１０】
本発明によれば、空気調和装置で温度制御された第２空間内の空気の一部を、第１リターン流路によって、空気調和装置の温度制御位置よりも上流側に供給して、取込口に取り込まれる前の空気又は取込口に取り込まれた後の空気に合流させることができる。これにより、環境温度の著しい変動に応じて取込口に取り込まれる空気調和装置の外部の空気の温度が大きく変動した場合であっても、この外部の空気は、温度制御された第１リターン流路からの空気と合流することで、その温度が温度制御されるべき温度に近づくようになる。そのため、空気調和装置の外部の空気の温度の大きい変動に応じて、温度制御のために冷凍能力又は加熱能力を急激に大きく変化させなくても、第１リターン流路からの空気と合流した外部の空気、すなわち温度制御対象の空気を所望の温度に制御し易くなる。よって、環境温度が著しく変動した場合であっても、温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御することができ、しかも、このような好適な制御性能を確保しつつも空気調和装置全体が不所望に大型化したり、運転のためのエネルギーが不所望に増加したりするのを抑制することができる。
【００１１】
また、空気調和装置から第１フィルタ装置を介して導入された第２空間内の空気は、第１リターン流路から空気調和装置側に通流する場合、空気調和装置の第２フィルタ装置を通過することになる。そのため、空気調和装置によって温度制御された空気の清浄度が向上することで、第１空間及び第２空間に供給される空気の清浄度を向上させることができる。また、第２フィルタ装置を通過する第２空間からの空気は、清浄度の高い空気であることで、第２フィルタ装置の寿命を延ばすことができる。
【００１２】
また、第１リターン流路に第１風量調節用ダンパが設けられていることで、第２空間から空気調和装置側へ戻る空気の風量を適宜調節することが可能となる。これにより、第２空間で要求される風量が不所望に少なくなる状況や、第２空間内の圧力が不所望に変動する状況等を抑制できる。
【００１３】
前記空気調和装置は、前記温度制御位置よりも下流側の位置から、前記温度制御位置よりも上流側の位置まで延びる第２リターン流路をさらに有し、前記第２リターン流路を介して前記温度制御位置よりも上流側の位置に供給される空気が、前記取込口に取り込まれる前の前記空気調和装置の外部の空気又は前記取込口に取り込まれた後の前記空気調和装置の外部の空気に合流されるようになっていてもよい。
【００１４】
この場合、第２リターン流路によっても、空気調和装置で温度制御された空気の一部を空気調和装置の温度制御位置よりも上流側に供給して、取込口に取り込まれる前の空気又は取込口に取り込まれた後の空気に合流させることができる。これにより、第２リターン流路によっても、空気調和装置の外部の空気の温度が大きく変動することによる温度制御対象の空気の温度の急激な変動を抑制でき、温度制御の安定化を図ることができる。そして、第２リターン流路は、単独で又は第１リターン流路と共に用いてもよいため、温度制御された空気を上流側へ戻すパターンを柔軟に調節可能及び選択可能となり、利便性を向上させることができる。
【００１５】
また、前記第２リターン流路内には、前記第２リターン流路を通流する空気の風量を調節する第２風量調節用ダンパが設けられていてもよい。
【００１６】
この場合、第２風量調節用ダンパを調節することによって、第２リターン流路から戻す空気量を柔軟に調節することが可能となり、利便性を向上させることができる。
【００１７】
また、前記供給流路内には、前記供給流路を通流する空気の風量を調節する供給風量調節用ダンパが設けられていてもよい。
【００１８】
この場合、第２風量調節用ダンパと供給風量調節用ダンパとを調節することで、第１空間側への風量と、第２リターン流路を介して戻る風量とを、任意に調節することが可能となり、利便性を一層向上させることができる。
【００１９】
また、前記第１空間は、クリーンルーム上流側空間であり、前記第２空間は、クリーンルームの内部空間であり、前記第１フィルタ装置は、ファンフィルタユニットであり、前記供給流路は、前記吐出口からの空気を前記クリーンルーム上流側空間に直接的に供給するようになっていてもよい。
【００２０】
また、前記第１空間は、クリーンルームの内部空間であり、前記第２空間は、前記クリーンルームに配置された半導体製造用装置の内部空間であり、前記第１フィルタ装置は、ファンフィルタユニットであり、前記供給流路は、前記吐出口からの空気を前記クリーンルームの内部空間にクリーンルーム上流側空間を介して間接的に供給するようになっており、前記第１リターン流路は、前記半導体製造用装置の内部空間における前記第１フィルタ装置の下流側の位置に連通してもよい。
【００２１】
また、前記第１空間は、半導体製造用装置を覆うように形成されたカバー部材の内部空間であり、前記第２空間は、前記半導体製造用装置の内部空間であり、前記供給流路は、前記吐出口からの空気を前記カバー部材の内部空間に直接的に供給するようになっており、前記第１リターン流路は、前記半導体製造用装置の内部空間における前記第１フィルタ装置の下流側の位置に連通してもよい。
【００２２】
前記第１リターン流路は、前記半導体製造用装置の内部空間における前記第１フィルタ装置の下流側であって、半導体デバイスの中間体に対して所定の処理を行う処理機構の配置領域よりも上流側の位置に連通してもよい。
【００２３】
この場合、半導体製造用装置の内部で所定の処理を行う処理機構の手前で空気が空気調和装置側に戻るようになるため、処理機構による処理の影響を受けていない清浄な空気を空気調和装置に戻すことができる。
【００２４】
前記処理機構は、レジストを成膜する成膜機構又はレジストを現像する現像機構でもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、環境温度が著しく変動した場合であっても、空気調和装置によって温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御することができ、しかも、このような好適な制御性能を確保しつつも空気調和装置全体が不所望に大型化したり、運転のためのエネルギーが不所望に増加したりするのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る空気調和システムの概略図である。
【図２】図１に示す空気調和システムの内部構成の概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る空気調和システムの概略図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る空気調和システムの概略図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る空気調和システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の各実施の形態を詳細に説明する。
【００２８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る空気調和システムＳの概略図である。本実施の形態に係る空気調和システムＳは、レジストの塗布を行う塗布装置やレジストの現像を行う現像装置等が設置されたクリーンルームＣ内の温度を一定に維持するべく、クリーンルームＣに対して温度制御された空気を供給するように構成されている。
【００２９】
図１に示すように、空気調和システムＳは、外部の空気を取り込む取込口３１及び取込口３１から取り込まれた空気を吐出する吐出口３２を有し、取込口３１から取り込まれた空気を温度制御して吐出口３２から吐出する空気調和装置１を備えている。空気調和装置１には、その吐出口３２からの空気をクリーンルーム上流側空間Ａ１に直接的に供給する供給流路８０が接続されている。また空気調和装置１の取込口３１の上流側であって、空気調和装置１において空気に対する温度制御が行われる温度制御位置よりも上流側の位置に、第１リターン流路１１０が接続されている。第１リターン流路１１０は、クリーンルーム上流側空間Ａ１と導入用ファンフィルタユニット２００を介して連通するクリーンルームＣから延びている。第１リターン流路１１０内には、当該第１リターン流路１１０を通流する空気の風量を調節する第１風量調節用ダンパ１１１が設けられている。また空気調和装置１は、クリーンルームＣの設置空間の階下に設置されている。
【００３０】
空気調和装置１からクリーンルーム上流側空間Ａ１に供給された空気は、導入用ファンフィルタユニット２００の駆動に応じてクリーンルームＣに導入される。導入用ファンフィルタユニット２００は、フィルタ装置と送風機とを有しており、送風機の駆動に応じて引き込んだ空気をフィルタ装置でフィルタリングしてクリーンルームＣに導入することが可能となっている。導入用ファンフィルタユニット２００におけるフィルタは、本実施の形態ではケミカルフィルタであるが、ＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタでもよいし、ケミカルフィルタとＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタとを含んでいてもよい。
【００３１】
第１リターン流路１１０は、クリーンルームＣの外壁（図示の例では、下壁）を貫通するように当該外壁に接続され、クリーンルームＣの内部に連通している。これにより、本実施の形態に係る空気調和システムＳでは、第１風量調節用ダンパ１１１を開状態とすることによって、クリーンルームＣの空気が第１リターン流路１１０を通流する。これにより、クリーンルームＣからの空気が、空気調和装置１の取込口３１に取り込まれる前の空気調和装置１の外部の空気に合流されるようになっている。なお、クリーンルームＣにおける空気のうちの第１リターン流路１１０を通流しない空気は、導入用ファンフィルタユニット２００の駆動に応じてクリーンルームＣの外部に排出され、工場排気処理が行われた後に、外気に放出されるようになっている。また、図示の例では、クリーンルームＣの下壁（床）に第１リターン流路１１０が連通するが、第１リターン流路１１０が連通する位置は、図示の例に限られることはない。例えば、第１リターン流路１１０は、クリーンルームＣの側壁に連通していてもよい。
【００３２】
また図１において、符号４００は、クリーンルームＣ内に設置された半導体製造用装置４００を示している。半導体製造用装置４００は、レジストの塗布を行う塗布装置、レジストの現像を行う現像装置、又はこれら塗布装置や現像装置等を一体に備える装置等のことを意味する。なお、本実施の形態においては、クリーンルーム上流側空間Ａ１が本発明でいう「第１空間」に対応し、クリーンルームＣが本発明でいう「第２空間」に対応し、導入用ファンフィルタユニット２００が本発明でいう「第１フィルタ装置」に対応している。
【００３３】
図２は、空気調和システムＳの内部構成の概略図である。図２を参照しつつ空気調和装置１の構成について詳述する。図２に示すように、本実施の形態における空気調和装置１は、上述した取込口３１及び吐出口３２を有する、内部に画成された空気通流路３０と、取込口３１から吐出口３２へ向けて空気を通流させる送風機６０と、空気通流路３０内に収容され、取込口３１から取り込まれた空気を可変の冷凍能力で冷却する冷却部２と、空気通流路３０内に収容され、取込口３１から取り込まれた空気を可変の加熱能力で加熱する加熱部４と、冷却部２の冷凍能力や加熱部４の加熱能力等を制御する制御ユニット５０と、を備えている。
【００３４】
空気通流路３０内においては、冷却部２が加熱部４の上流側に配置され、加熱部４の下流側には加湿装置７０がさらに設けられている。加湿装置７０は制御ユニット５０に電気的に接続され、制御ユニット５０の制御によって、取込口３１から取り込まれた空気を可変の加湿量で加湿することが可能となっている。また本実施の形態では、送風機６０が、空気通流路３０内において加湿装置７０の下流側に設けられている。送風機６０は、風量を変更可能に構成されているが、空気調和装置１の駆動時においては、送風機６０は基本的に一定の風量を出力するように駆動される。なお、本実施の形態では、冷却部２が加熱部４の上流側に配置されているが、冷却部２は加熱部４の下流側に配置されてもよい。また送風機６０の位置も、図示の例とは異なる位置であってもよい。
【００３５】
ここで、上述した「空気調和装置１において空気に対する温度制御が行われる温度制御位置」とは、本実施の形態においては、空気通流路３０における冷却部２から加熱部４に跨がる部分を意味する。したがって、温度制御位置の上流側という場合は、冷却部２よりも上流側の位置を意味し、温度制御位置の下流側という場合は、加熱部４よりも下流側の位置を意味する。図から明らかなように、第１リターン流路１１０は、冷却部２の上流側の位置に接続されており、したがって、第１リターン流路１１０は、クリーンルームＣから延びて、温度制御位置よりも上流側の位置に接続されていることになる。
【００３６】
図示の例では、空気通流路３０の取込口３１に外部の空気を取込口３１に向けて通流させるための取込流路３１２が接続され、取込流路３１２の途中に上流側フィルタ装置３１３が設けられている。本実施の形態では、送風機６０の駆動により、外部の空気が取込流路３１２の上流側から上流側フィルタ装置３１３へ通流し、その後、取込流路３１２の下流側から取込口３１を通流して、空気通流路３０内に流入するようになっている。上流側フィルタ装置３１３は、一例としてケミカルフィルタであるが、ＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタでもよいし、ケミカルフィルタとＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタとを含んでいてもよい。
【００３７】
ここで、上述した第１リターン流路１１０は、取込口３１の上流側で且つ上流側フィルタ装置３１３の上流側の位置で、取込流路３１２に接続されている。したがって、本実施の形態における上流側フィルタ装置３１３は、第１リターン流路１１０の空気調和装置１側の端部よりも下流側に配置されていることになる。本実施の形態において、上流側フィルタ装置３１３は、本発明でいう「第２フィルタ装置」に対応する。なお、図示の例においては、上流側フィルタ装置３１３が取込口３１の上流側に設けられているが、上流側フィルタ装置３１３は、取込口３１の上流側と吐出口３２の下流側（供給流路８０との接続位置よりも上流側）との間における他の位置に配置されてもよい。
【００３８】
また図１及び図２に示すように、本実施の形態では、空気調和装置１の筐体に、吐出口３２を覆う分配ボックス１００が設けられており、分配ボックス１００には、複数の貫通孔が形成されている。ここで、上述の供給流路８０は、分配ボックス１００の一つ又は複数の貫通孔に接続されることにより、吐出口３２に連通している。また本実施の形態においては、供給流路８０内に、供給流路８０を通流する空気の風量を調節する供給風量調節用ダンパ８１が設けられている。これにより、供給流路８０は、吐出口３２からの温度制御された空気をクリーンルーム上流側空間Ａ１に供給可能となり、供給風量調節用ダンパ８１の開度を調節することにより、供給する空気の風量を調節可能となっている。
【００３９】
図示の例において、吐出口３２内には、温度センサ４１と湿度センサ４２とが設けられ、これら温度センサ４１及び湿度センサ４２は、冷却部２、加熱部４及び加湿装置７０を通過した空気の温度又は湿度を検出するようになっている。温度センサ４１及び湿度センサ４２は、検出した温度又は湿度を制御ユニット５０に出力し、これに応じて、制御ユニット５０は、温度センサ４１が検出した温度に基づいて冷却部２及び加熱部４を制御するとともに、湿度センサ４２が検出した湿度に基づいて加湿装置７０を制御するようになっている。なお、図２においては、図示の都合上、温度センサ４１及び湿度センサ４２が、吐出口３２から離れて示されているが、温度センサ４１及び湿度センサ４２は吐出口３２を通過する空気の温度又は湿度を検出可能な任意の態様で配置されている。
【００４０】
次に冷却部２及び加熱部４について説明する。まず冷却部２について説明すると、本実施の形態における冷却部２は、図２に示すように、第１冷却ユニット１０の冷却コイル１４と、第２冷却ユニット２０の冷却コイル２４と、で構成されている。本実施の形態において、冷却コイル１４を含む第１冷却ユニット１０は、可変運転周波数で運転され回転数を調節可能な圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、及び冷却コイル１４が熱媒体を循環させるように当該順序で配管１５により接続されることにより構成されており、冷却コイル２４を含む第２冷却ユニット２０は、可変運転周波数で運転され回転数を調節可能な圧縮機２１、凝縮器２２、膨張弁２３、及び冷却コイル２４が熱媒体を循環させるように当該順序で配管２５により接続されることにより構成されている。
【００４１】
これら第１及び第２冷却ユニット１０，２０において、圧縮機１１，２１は、冷却コイル１４，２４から流出した低温かつ低圧の気体の状態の熱媒体を圧縮し、高温かつ高圧の気体の状態として、凝縮器１２，２２に供給するようになっている。圧縮機１１，２１は、可変運転周波数で運転され運転周波数に応じて回転数を調節可能なインバータ圧縮機である。圧縮機１１，２１では、運転周波数が高いほど、より多くの熱媒体が凝縮器１２，２２に供給されるようになっている。圧縮機１１としては、インバータとモータとを一体に有するスクロール型圧縮機が採用されることが好ましい。しかしながら、インバータによる運転周波数の調節により回転数を調節して熱媒体の供給量（流量）を調節可能であれば、圧縮機１１，２１の形式は特に限定されるものではない。
【００４２】
また、凝縮器１２，２２は、圧縮機１１，２１で圧縮された熱媒体を冷却水によって冷却すると共に凝縮し、所定の冷却温度の高圧の液体の状態として、膨張弁１３，２３に供給するようになっている。凝縮器１２，２２の冷却水には、水が用いられてよいし、その他の冷媒が用いられてもよい。また、膨張弁１３，２３は、凝縮器１２，２２から供給された熱媒体を膨張させることにより減圧させて、低温かつ低圧の気液混合状態として、冷却コイル１４，２４に供給するようになっている。冷却コイル１４，２４は、供給された熱媒体を温度制御対象の空気と熱交換させて空気を冷却するようになっている。空気と熱交換した熱媒体は、低温かつ低圧の気体の状態となって冷却コイル１４，２４から流出して再び圧縮機１１，２１で圧縮されるようになっている。
【００４３】
以上のような各冷却ユニット１０，２０では、圧縮機１１，２１の運転周波数を変化させ回転数を調節することにより、凝縮器１２，２２に供給される熱媒体の供給量を調節可能であると共に、膨張弁１３，２３の開度を調節可能であることで、冷却コイル１４，２４に供給される熱媒体の供給量を調節可能となっている。このような調節により冷凍能力が可変となっている。なお、本実施の形態では、制御の安定性を向上させる目的で、第１冷却ユニット１０の圧縮機１１は、一定の周波数で運転される。このような運転を実施する場合には、圧縮機１１は固定周波数で運転される圧縮機であってもよく、この場合には、製造コストを低減することが可能となる。
【００４４】
次に加熱部４について説明すると、本実施の形態における加熱部４は、第１冷却ユニット１０における圧縮機１１から凝縮器１２に向けて流出する熱媒体の一部を分岐させ、加熱コイル１６及びその下流側に設けられた加熱量調節弁１８を介して圧縮機１１の下流側において凝縮器１２に流入するように戻す構造を有している。
【００４５】
詳しくは、加熱コイル１６が、熱媒体入口と熱媒体出口とを有しており、熱媒体入口と、圧縮機１１と凝縮器１２との間の配管の上流側と、が、他の配管によって接続され、熱媒体出口と、圧縮機１１と凝縮器１２との間の配管の下流側と、が、さらに他の配管によって接続されている。そして、熱媒体出口から延びる配管に、加熱量調節弁１８が設けられている。これにより、加熱部４は、圧縮機１１から凝縮器１２に向けて流出する熱媒体の一部を分岐させ、加熱コイル１６及び加熱量調節弁１８を介して凝縮器１２に流入するように戻すことが可能となっている。
【００４６】
この加熱部４では、圧縮機１１によって圧縮された高温かつ高圧の気体の状態の熱媒体が加熱コイル１６に供給される。加熱コイル１６は、供給された熱媒体を温度制御対象の空気と熱交換させて空気を加熱するようになっている。そして、空気と熱交換した熱媒体は、加熱コイル１６から圧縮機１１と凝縮器１２との間の配管に戻るようになっている。ここで、加熱量調節弁１８が、加熱コイル１６からの熱媒体の戻り量を調節することにより、加熱コイル１６における加熱能力を変更することが可能である。熱媒体の戻し量が多いほど、加熱能力が増加するようになっている。このような加熱部４の加熱能力は、圧縮機１１の運転周波数及び／又は加熱量調節弁１８の開度に応じて調節可能である。
【００４７】
また図１及び図２に示すように、本実施の形態における空気調和装置１は、冷却部２の下流側で且つ加熱部４の下流側の位置から冷却部２の上流側で且つ加熱部４の上流側の位置まで延びる第２リターン流路１２０を備えている。
【００４８】
第２リターン流路１２０は、本実施の形態において、取込流路３１２と分配ボックス１００の貫通孔とに跨がるように設けられており、第２リターン流路１２０の下流側の端部は、取込流路３１２における上流側フィルタ装置３１３の下流側の位置に連通している。第２リターン流路１２０内には、第２リターン流路１２０を通流する空気の風量を調節する第２風量調節用ダンパ１２１が設けられており、本実施の形態における第２風量調節用ダンパ１２１は、手動及び自動で第２リターン流路１２０を通流する空気の風量を調節可能となっている。
【００４９】
上述の第２風量調節用ダンパ１２１が開いた状態において送風機６０が駆動されることにより、本実施の形態では、第２リターン流路１２０を介して冷却部２の上流側で且つ加熱部４の上流側の位置に供給される空気が、取込口３１に取り込まれる前の外部の空気に合流されるようになっている。ここで、空気調和装置１は、供給風量調節用ダンパ８１及び第２風量調節用ダンパ１２１の調節により、送風機６０が出力する風量の０％〜１００％の風量の空気を冷却部２の上流側で且つ加熱部４の上流側の位置に戻すことが可能となるように構成されている。
【００５０】
なお本実施の形態では、上述のように、第２リターン流路１２０の下流側の端部が取込流路３１２における上流側フィルタ装置３１３の下流側の位置に連通しているが、第２リターン流路１２０の下流側の端部は取込流路３１２における上流側フィルタ装置３１３の上流側の位置に連通していてもよい。また、第２リターン流路１２０の下流側の端部は、取込口３１の下流側の位置に連通していてもよい。この場合には、第２リターン流路１２０を介して冷却部２の上流側で且つ加熱部４の上流側の位置に供給される空気は、取込口３１に取り込まれた後の外部の空気に合流されるようになる。
【００５１】
次に本実施の形態に係る空気調和システムＳの動作の概略について説明する。
【００５２】
空気調和システムＳでは、空気調和装置１が駆動されることにより、クリーンルーム上流側空間Ａ１に、温度制御された空気が供給される。空気調和装置１が駆動されると、送風機６０の駆動によって、空気調和装置１の外部の空気が、取込口３１を介して空気調和装置１の内部に取り込まれる。取り込まれた空気は、冷却部２及び加熱部４によって所望の温度に温度制御され、吐出口３２から供給流路８０を通流して、クリーンルーム上流側空間Ａ１に供給される。この際、第２風量調節用ダンパ１２１が開状態である場合には、その開度に応じて、空気調和装置１の吐出口３２からの空気の一部が、第２リターン流路１２０を介して空気調和装置１の取込口３１の上流側に供給される。
【００５３】
そして、クリーンルーム上流側空間Ａ１に供給された空気は、導入用ファンフィルタユニット２００の駆動に応じてクリーンルームＣに導入される。この際、第１風量調節用ダンパ１１１が開状態である場合には、その開度に応じて、クリーンルームＣ内の空気の一部が、第１リターン流路１１０を介して空気調和装置１の取込口３１の上流側に供給される。本実施の形態では、第１リターン流路１１０から取込口３１の上流側に供給された空気が、取込口３１の上流側で、第１リターン流路１１０からの空気とは異なる空気調和装置１の外部の空気と合流する。その後、この空気は、上流側フィルタ装置３１３を通過し、取込口３１から空気調和装置１の内部に取り込まれる。そして取り込まれた空気は、冷却部２及び加熱部４によって温度制御され、吐出口３２から吐出されることになる。
【００５４】
このような空気調和システムＳでは、空気調和装置１で温度制御されたクリーンルームＣ内の空気の一部を、第１リターン流路１１０によって、空気調和装置１の温度制御位置よりも上流側に供給して、取込口３１に取り込まれる前の空気に合流させることができる。これにより、環境温度の著しい変動に応じて取込口３１に取り込まれる空気調和装置１の外部の空気の温度が大きく変動した場合であっても、この外部の空気は、温度制御された第１リターン流路１１０からの空気と合流することで、その温度が温度制御されるべき温度に近づくようになる。そのため、空気調和装置１の外部の空気の温度の大きい変動に応じて、温度制御のために冷凍能力又は加熱能力を急激に大きく変化させなくても、第１リターン流路１１０からの空気と合流した外部の空気、すなわち温度制御対象の空気を所望の温度に制御し易くなる。したがって、環境温度が著しく変動した場合であっても、温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御することができ、しかも、このような好適な制御性能を確保しつつも空気調和装置１全体が不所望に大型化したり、運転のためのエネルギーが不所望に増加したりするのを抑制することができる。
【００５５】
また、空気調和装置１から導入用ファンフィルタユニット２００を介して導入されたクリーンルームＣ内の空気は、第１リターン流路１１０から空気調和装置１側に通流する場合、空気調和装置１の上流側フィルタ装置３１３を通過することになる。そのため、空気調和装置１によって温度制御された空気の清浄度が向上することで、クリーンルーム上流側空間Ａ１及びクリーンルームＣに供給される空気の清浄度を向上させることができる。また、導入用ファンフィルタユニット２００を通過するクリーンルームＣからの空気は、清浄度の高い空気であることで、上流側フィルタ装置３１３の寿命を延ばすことができる。
【００５６】
また、第１リターン流路１１０に第１風量調節用ダンパ１１１が設けられていることで、クリーンルームＣから空気調和装置１側へ戻る空気の風量を適宜調節することが可能となる。これにより、クリーンルームＣで要求される風量が不所望に少なくなる状況や、クリーンルームＣ内の圧力が不所望に変動する状況等を抑制できる。
【００５７】
また、本実施の形態においては、空気調和装置１が、温度制御位置（具体的には加熱部４）よりも下流側の位置から、温度制御位置（具体的には冷却部２）よりも上流側の位置まで延びる第２リターン流路１２０をさらに有している。そして、第２リターン流路１２０を介して温度制御位置よりも上流側の位置に供給される空気が、取込口３１に取り込まれる前の空気調和装置１の外部の空気に合流されるようになっている。
【００５８】
これにより、第２リターン流路１２０によっても、空気調和装置１で温度制御された空気の一部を空気調和装置１の温度制御位置よりも上流側に供給して、取込口３１に取り込まれる前の空気に合流させることができる。これにより、第２リターン流路によっても、空気調和装置１の外部の空気の温度が大きく変動することによる温度制御対象の空気の温度の急激な変動を抑制でき、温度制御の安定化を図ることができる。そして、第２リターン流路１２０は、単独で又は第１リターン流路１１０と共に用いてもよいため、温度制御された空気を上流側へ戻すパターンを柔軟に調節可能及び選択可能となり、利便性を向上させることができる。
【００５９】
また、第２リターン流路１２０内には、第２リターン流路１２０を通流する空気の風量を調節する第２風量調節用ダンパ１２１が設けられていることにより、第２リターン流路１２０から戻す空気量を柔軟に調節することが可能となり、利便性を向上させることができる。
【００６０】
また供給流路８０内には、供給流路８０を通流する空気の風量を調節する供給風量調節用ダンパ８１が設けられている。これにより、第２風量調節用ダンパ１２１と供給風量調節用ダンパ８１とを調節することで、クリーンルームＣ側への風量と、第２リターン流路１２０を介して戻る風量とを、任意に調節することが可能となり、利便性を一層向上させることができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図３を参照しつつ説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。本実施の形態は、第１リターン流路１１０が半導体製造用装置４００の内部空間から空気調和装置１側に延びる点において、第１の実施の形態と異なっている。
【００６２】
図３に示すように、半導体製造用装置４００は、筐体４０１と、筐体４０１に設けられ筐体４０１の内部と外部とを連通させる一体型ファンフィルタユニット４０２と、筐体４０１に収容された処理機構４０３と、を有している。半導体製造用装置４００は、クリーンルームＣ内の空気を、一体型ファンフィルタユニット４０２の駆動に応じてその内部空間に導入するようになっている。一体型ファンフィルタユニット４０２は、フィルタ装置と送風機とを有しており、送風機の駆動に応じて引き込んだ空気をフィルタ装置でフィルタリングして内部空間に導入することが可能となっている。一体型ファンフィルタユニット４０２におけるフィルタは、本実施の形態ではケミカルフィルタであるが、ＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタでもよいし、ケミカルフィルタとＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタとを含んでいてもよい。
【００６３】
処理機構４０３は、半導体デバイスの中間体に対して所定の処理を行う機構部分を意味している。具体的に処理機構４０３は、レジストを成膜する成膜機構（コーター部分）や、レジストを現像する現像機構等である。
【００６４】
このような半導体製造用装置４００の内部空間における一体型ファンフィルタユニット４０２の下流側の位置に、第１リターン流路１１０が連通している。より詳しくは、第１リターン流路１１０は、半導体製造用装置４００の内部空間における一体型ファンフィルタユニット４０２の下流側であって、処理機構４０３の配置領域よりも上流側の位置に連通している。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、クリーンルームＣが本発明でいう「第１空間」に対応し、半導体製造用装置４００の内部空間が本発明でいう「第２空間」に対応し、一体型ファンフィルタユニット４０２が本発明でいう「第１フィルタ装置」に対応している。
【００６６】
以上に説明した第２の実施の形態に係る空気調和システムＳでは、空気調和装置１で温度制御されたクリーンルームＣ内の空気の一部を、第１リターン流路１１０によって、クリーンルームＣに配置された半導体製造用装置４００の内部空間から空気調和装置１の温度制御位置よりも上流側に供給して、取込口３１に取り込まれる前の空気に合流させることができる。これにより、環境温度の著しい変動に応じて取込口３１に取り込まれる空気調和装置１の外部の空気の温度が大きく変動した場合であっても、この外部の空気は、温度制御された第１リターン流路１１０からの空気と合流することで、その温度が温度制御されるべき温度に近づくようになる。そのため、空気調和装置１の外部の空気の温度の大きい変動に応じて、温度制御のために冷凍能力又は加熱能力を急激に大きく変化させなくても、第１リターン流路１１０からの空気と合流した外部の空気、すなわち温度制御対象の空気を所望の温度に制御し易くなる。よって、環境温度が著しく変動した場合であっても、温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御することができ、しかも、このような好適な制御性能を確保しつつも空気調和装置１全体が不所望に大型化したり、運転のためのエネルギーが不所望に増加したりするのを抑制することができる。
【００６７】
また、空気調和装置１から一体型ファンフィルタユニット４０２を介して導入された半導体製造用装置４００の内部空間の空気が、第１リターン流路１１０から空気調和装置１側に通流する場合、空気調和装置１の上流側フィルタ装置３１３を通過することになる。そのため、空気調和装置１によって温度制御された空気の清浄度が向上することで、クリーンルームＣ及び半導体製造用装置４００の内部空間に供給される空気の清浄度を向上させることができる。また、一体型ファンフィルタユニット４０２を通過する半導体製造用装置４００の内部空間からの空気は、清浄度の高い空気であることで、上流側フィルタ装置３１３の寿命を延ばすことができる。
【００６８】
また、第１リターン流路１１０に第１風量調節用ダンパ１１１が設けられていることで、半導体製造用装置４００の内部空間から空気調和装置１側へ戻る空気の風量を適宜調節することが可能となる。これにより、半導体製造用装置４００の内部空間で要求される風量が不所望に少なくなる状況や、半導体製造用装置４００の内部空間の圧力が不所望に変動する状況等を抑制できる。
【００６９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図４を参照しつつ説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。図４に示すように、本実施の形態は、第１リターン流路１１０が半導体製造用装置４００の内部空間から空気調和装置１側に延びる点において、第２の実施の形態と同様となっている。一方で、本実施の形態は、空気調和装置１から延びる供給流路８０が、半導体製造用装置４００を覆うように形成されたカバー部材４０４の内部空間に空気を供給するようになっている点で、第２の実施の形態と異なっている。
【００７０】
また本実施の形態では、半導体製造用装置４００が、一体型ファンフィルタユニット４０２の代わりに、単なる一体型フィルタ装置４０２’を有している。一体型フィルタ装置４０２’は、本実施の形態ではケミカルフィルタであるが、ＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタでもよいし、ケミカルフィルタとＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィルタとを含んでいてもよい。
【００７１】
カバー部材４０４は、上述の一体型フィルタ装置４０２’を覆うように筐体４０１に取り付けられている。半導体製造用装置４００は、供給流路８０からカバー部材４０４の内部空間に供給された空気を、一体型フィルタ装置４０２’を介して、その内部空間に導入するようになっている。そして、このような半導体製造用装置４００の内部空間における一体型フィルタ装置４０２’の下流側の位置に、第１リターン流路１１０が連通している。より詳しくは、第１リターン流路１１０は、半導体製造用装置４００の内部空間における一体型フィルタ装置４０２’の下流側で且つ処理機構４０３の下流側の筐体４０１の底部に連通している。
【００７２】
なお、本実施の形態においては、カバー部材４０４の内部空間が本発明でいう「第１空間」に対応し、半導体製造用装置４００の内部空間が本発明でいう「第２空間」に対応し、一体型フィルタ装置４０２’が本発明でいう「第１フィルタ装置」に対応している。
【００７３】
以上に説明した第３の実施の形態に係る空気調和システムＳでは、空気調和装置１で温度制御された半導体製造用装置４００内の空気の一部を、第１リターン流路１１０によって、空気調和装置１の温度制御位置よりも上流側に供給して、取込口３１に取り込まれる前の空気に合流させることができる。これにより、環境温度の著しい変動に応じて取込口３１に取り込まれる空気調和装置１の外部の空気の温度が大きく変動した場合であっても、この外部の空気は、温度制御された第１リターン流路１１０からの空気と合流することで、その温度が温度制御されるべき温度に近づくようになる。そのため、空気調和装置１の外部の空気の温度の大きい変動に応じて、温度制御のために冷凍能力又は加熱能力を急激に大きく変化させなくても、第１リターン流路１１０からの空気と合流した外部の空気、すなわち温度制御対象の空気を所望の温度に制御し易くなる。よって、環境温度が著しく変動した場合であっても、温度制御対象の空気を安定した状態で且つ速やかに所望の温度に制御することができ、しかも、このような好適な制御性能を確保しつつも空気調和装置１全体が不所望に大型化したり、運転のためのエネルギーが不所望に増加したりするのを抑制することができる。また、第２の実施の形態で説明したその他の効果も得ることができる。
【００７４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について図５を参照しつつ説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。図５に示すように、本実施の形態は、第１リターン流路１１０が半導体製造用装置４００の内部空間から空気調和装置１側に延びる点において、第２の実施の形態と同様となっている。一方で、本実施の形態は、空気調和装置１から延びる供給流路８０が、半導体製造用装置４００を覆うように形成されたカバー部材４０４の内部空間に空気を供給するようになっている点で、第２の実施の形態と異なっている。
【００７５】
また本実施の形態では、半導体製造用装置４００が、第３の実施の形態と同様に、単なる一体型フィルタ装置４０２’を有している。
【００７６】
カバー部材４０４は、上述の一体型フィルタ装置４０２’を覆うように筐体４０１に取り付けられている。半導体製造用装置４００は、供給流路８０からカバー部材４０４の内部空間に供給された空気を、一体型フィルタ装置４０２’を介して、その内部空間に導入するようになっている。そして、第３の実施の形態と同様に、このような半導体製造用装置４００の内部空間における一体型フィルタ装置４０２’の下流側の位置に、第１リターン流路１１０が連通している。ただし、第１リターン流路１１０は、半導体製造用装置４００の内部空間における一体型フィルタ装置４０２’の下流側であって、処理機構４０３の配置領域よりも上流側の位置に連通している。
【００７７】
また本実施の形態では、半導体製造用装置４００の内部空間に、一体型フィルタ装置４０２’と処理機構４０３との間を仕切るパンチングプレート４０５が設けられている。そして、第１リターン流路１１０は、パンチングプレート４０５の上流側に連通している。パンチングプレート４０５には、複数のパンチング孔が形成されている。パンチング孔の大きさ及び数は、処理機構４０３側に供給されることが求められる風量に応じて適宜設定される。このようなパンチングプレート４０５を設けることにより、一体型フィルタ装置４０２’を通過した空気を整流した状態にして処理機構４０３側に供給することが可能となる。
【００７８】
なお、上述のようなパンチングプレート４０５は、第２の実施の形態において適用されてもよい。また、本実施の形態においては、カバー部材４０４の内部空間が本発明でいう「第１空間」に対応し、半導体製造用装置４００の内部空間が本発明でいう「第２空間」に対応し、一体型フィルタ装置４０２’が本発明でいう「第１フィルタ装置」に対応している。
【００７９】
以上に説明した第４の実施の形態に係る空気調和システムＳでは、第３の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、空気調和装置１における冷却部２及び加熱部４の数は、上述の各実施の形態の態様に限定されるものではない。
【００８１】
また、上述の各実施の形態では、第１リターン流路１１０が、クリーンルームＣ側又は半導体製造用装置４００側から空気調和装置１の取込口３１の上流側に延びるが、第１リターン流路１１０は取込口３１の下流側に延びてもよい。この場合には、第１リターン流路１１０を通流した空気は、取込口３１に取り込まれた後の空気調和装置１の外部の空気に合流されることになる。また、第３の実施の形態等では、空気調和装置１から一つの半導体製造用装置４００に空気を供給している。しかしながら、空気調和装置１は、複数の半導体製造用装置４００に空気を供給するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
Ｓ…空気調和システム
Ｃ…クリーンルーム
Ａ１…クリーンルーム上流側空間
１…空気調和装置
２…冷却部
４…加熱部
３１…取込口
３２…吐出口
８０…供給流路
８１…供給風量調節用ダンパ
１１０…第１リターン流路
１１１…第１風量調節用ダンパ
１２０…第２リターン流路
１２１…第２風量調節用ダンパ
２００…導入用ファンフィルタユニット
３１３…上流側フィルタ装置
４００…半導体製造用装置
４０１…筐体
４０２…一体型ファンフィルタユニット
４０２’…一体型フィルタ装置
４０３…処理機構
４０４…カバー部材
４０５…パンチングプレート
【図１】
2018036033.tif 000003
【図２】
2018036033.tif 000004
【図３】
2018036033.tif 000005
【図４】
2018036033.tif 000006
【図５】
2018036033.tif 000007