(57)【要約】【課題】クリーンルームを低額な初期設備費用で有害ガス取り扱いに対応できるようにする。【解決手段】クリーンルーム本体２内部に水素ガス濃度検知器（有害ガス濃度測定装置）７３を設け、制御装置７１により水素ガス（有害ガス）濃度を測する。水素ガス濃度が所定濃度値を超えた時には、窒素ガス弁６３が開き、循環ダンパ３３、排気ダンパ５２、ノズル５３ｄに窒素ガスが加圧される。窒素ガス弁６３が開くことで、循環ダンパ３３が閉じ、排気ダンパ５２が開くとともにノズル５３ｄから窒素ガスが噴射される。窒素ガス噴射によりベンチュリ管５３で発生する陰圧によって、クリーンルーム本体２から空気が排出される。クリーンルーム１を上述の構成とすることで、有害ガスを取り扱うクリーンルームに対応し、空調装置の負荷が軽減され、クリーンルームの安全性、経済性に寄与する。【選択図】  図１
2004233021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部に対して内部が陽圧に保たれるクリーンルーム本体と、
両端が前記クリーンルーム本体に接続され、一端から前記クリーンルーム本体内部の空気を吸入し、他端から空気を吹き出す循環ダクトと、
前記循環ダクト経路内部に設けられ、前記空気を濾過するフィルタと、
前記循環ダクトの一端部を不活性ガスの圧力により略閉じる循環ダクト開閉手段と、
前記循環ダクト開閉手段と前記フィルタの間で前記循環ダクト中間部に接続され、前記クリーンルーム本体外部の空気を循環ダクト中間部内部に取り込む外気取込ダクトと、
一端が前記クリーンルーム本体に接続され、ダクト内部で前記不活性ガスを噴射し、前記クリーンルーム本体内部の空気を外部に排気するベンチュリ管を他端部に有する排気ダクトと、
前記排気ダクトの一端部を前記不活性ガスの圧力により開ける排気ダクト開閉手段と、
前記循環ダクト開閉手段、前記排気ダクト開閉手段、及び前記ベンチュリ管に前記不活性ガスを、不活性ガス弁を介して供給する不活性ガス供給システムと、
前記クリーンルーム本体内部の有害ガス濃度を検知する検知器及びその濃度を測定する測定装置を有する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは前記クリーンルーム本体内部の有害ガス濃度が所定濃度値を超えた時に、前記循環ダクト開閉手段を略閉じ、前記排気ダクト開閉手段を開け、且つ前記ベンチュリ管が前記不活性ガスを噴射する側に前記不活性ガス弁を開く制御装置を有することを特徴とするクリーンルーム排気システム。
【請求項２】
前記制御装置及び前記不活性ガス弁に給電する無停電電源装置を備え、前記制御装置は停電した場合に前記不活性ガス弁を所定時間開くことを特徴とする請求項１に記載のクリーンルーム排気システム。
【請求項３】
前記循環ダクト開閉手段及び前記排気ダクト開閉手段の少なくとも一方の開度を調節する開度調節手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーンルーム排気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム内で使用される可燃性ガスや毒性ガスの危険域とされる有毒ガス濃度をいち早く検知し、作業室内環境をより安全な状態に常に管理するクリーンルームの排気システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子、医薬品等の様々な分野における製造や研究、開発に利用されるクリーンルームは、高性能のフィルタを備えた空調装置を用いて、外気の導入や室内空気の循環を行なってクリーンルーム内部を常に陽圧に保ち、外部からのごみ、ほこりの侵入を常に防止している。例外的に、クリーンルーム内で、可燃性ガス、毒性ガス等の気体を使用したり、薬液の反応による反応性ガスの発生を伴なう作業をしたりする場合には、それらの有毒ガス（以下、可燃性、毒性、反応性ガスを合わせて有毒ガスという）をクリーンルーム本体内部に、安全性を考慮して、有害ガスを排出するための設備を当然ながら設ける必要がある。
【０００３】
クリーンルームを陽圧に保った状態で有害ガスを確実に排出する方法としては、点火源となる電子機器をチャンバで覆い、このチャンバ内部をさらに陽圧にした状態で可燃性ガスを取り扱う方法（例えば、特許文献１）や、反応炉等の可燃性ガスを用いる装置を誘引用空気経路に接続する方法（例えば、特許文献２）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２７７８３号公報（第２−３頁、第１図、第２図、第３図）
【特許文献２】
特開２００１−３３６７９７号公報（第５頁、第６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の場合では、有害ガスを使用する部位から有害ガスが漏れた場合に対処するため、文献に記載の局所排気設備の他に、クリーンルーム全体の排気を行なうための排気ダクトが必要であった。こうして、クリーンルーム全体の排気を行なう場合、クリーンルーム本体内部を常に陽圧に保つためには、継続的な外気導入に伴なう負荷に対応するために、空調装置を大きな出力としなければならず、クリーンルームに係る初期設備費用を高額なものとしていた。
【０００６】
また、クリーンルーム内部で可燃性ガスを取り扱う場合には、排気ダクト内の送風機は当然ながら防爆仕様とする必要があった。このため、クリーンルームに係る初期設備費用はさらに高額となるという問題があった。さらに、従来のクリーンルームでは、停電した場合に迅速に対処できるよう、有害ガス濃度管理（危険管理）のための人員を常時配置する必要があり、継続維持管理にも高い経費を要していた。
【０００７】
本発明の課題は、比較的低額な初期設備費用で、クリーンルームを有害ガスの取り扱いに対応できるようにするとともに、クリーンルームの有害ガス濃度管理を低額な維持経費で可能とすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、外部に対して内部が陽圧に保たれるクリーンルーム本体と、両端が前記クリーンルーム本体に接続され、一端から前記クリーンルーム本体内部の空気を吸入し、他端から空気を吹き出す循環ダクトと、前記循環ダクト経路内部に設けられ、前記空気を濾過するフィルタと、前記循環ダクトの一端部を不活性ガスの圧力により略閉じる循環ダクト開閉手段と、前記循環ダクト開閉手段と前記フィルタの間で前記循環ダクト中間部に接続され、前記クリーンルーム本体外部の空気を循環ダクト中間部内部に取り込む外気取込ダクトと、一端が前記クリーンルーム本体に接続され、ダクト内部で前記不活性ガスを噴射して前記クリーンルーム本体内部の空気を外部に排気するベンチュリ管を他端部に有する排気ダクトと、前記排気ダクトの一端部を前記不活性ガスの圧力により開ける排気ダクト開閉手段と、前記循環ダクト開閉手段、前記排気ダクト開閉手段、及び前記ベンチュリ管に前記不活性ガスを、不活性ガス弁を介して供給する不活性ガス供給装置と、前記クリーンルーム本体内部の有害ガス濃度を検知し、有害ガス濃度を測定する装置を有する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは前記クリーンルーム本体内部の有害ガス濃度が所定濃度値を超えた時に、前記循環ダクト開閉手段を略閉じ、前記排気ダクト開閉手段を開け、且つ前記ベンチュリ管が前記不活性ガスを噴射する側に前記不活性ガス弁を開く制御装置を有することを特徴とする。
【０００９】
この請求項１に記載の発明によれば、クリーンルーム本体内の有害ガス濃度は有害ガス濃度検知器と測定装置からなる制御装置によって管理される。そして、上記有害ガス濃度が所定濃度値を超えると、制御装置は不活性ガス弁を制御することで循環ダクト側を閉じ、排気ダクト側を開く。不活性ガス圧により循環ダクトが略閉じることでクリーンルーム本体内の空気の循環が停止するか、極めて低く抑えられる。そして、不活性ガス圧により排気ダクトが開くとともにベンチュリ管内部からクリーンルーム本体外部に向けて不活性ガスが噴射される。不活性ガスの噴射によって、クリーンルーム本体内部とベンチュリ管との間に大きな差圧が生じて、クリーンルーム本体内部の汚染空気が排出され、それに伴なって有害ガス濃度が効率的に排出される。このとき、外気取込ダクトは開いたままなので、この外気取込ダクトから新たに外気を取り入れることでクリーンルーム本体内部は排気中においても陽圧に維持される。
【００１０】
また、有害ガス排出の駆動力は、ベンチュリ管内部から不活性ガスを噴射することで発生する。また、循環ダクト、排気ダクトの駆動は不活性ガス圧で行なわれる。そのため、電気的な電動モータファンを備える場合と異なりこれらの構成要素は高価な防爆仕様とする必要がない。さらに、有害ガスは不活性ガスで希釈して排出されるので、クリーンルーム外部に防爆、防毒のための処理設備を設ける必要はほとんどない。ただし、環境基準に定められた特定物質については別途必要である。これらのことによっても、クリーンルーム本体内部での有害ガスの取り扱いにおいて、低額な初期設備費用で対応することができる。
【００１１】
また、有害ガスの排出は、有害ガス濃度検知器に接続された制御装置によって２４時間自動的に行なわれるので、作業時の他は、常駐の管理人員を配置しなくても、無人で有害ガス濃度の上昇に充分対処できる。これらのことによっても、有害ガス濃度の管理を無人化でき、維持管理を安価に行なうことができる。例えば、クリーンルーム本体内部の有害ガス濃度が所定濃度値を超えた時には、制御手段としては、ベンチュリ管から不活性ガスが噴射される側に不活性ガス弁を開き、そして不活性ガスの噴射によってベンチュリ管内部が、クリーンルーム内部側に対して陰圧となることで、前記内部空気が引っ張られ、有害ガス排出経路の流動力が発生し、排気がスムーズに行える。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーンルームであって、前記制御装置及び前記不活性ガス弁に給電する無停電電源装置を備え、前記制御装置は停電した場合に前記不活性ガス弁を所定時間開くことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、事故や災害により停電した時に、重ねて有害ガス濃度が上昇したような場合であっても、安全かつ確実に有害ガスを排出することができる。このとき、有害ガス排出のために駆動する構成要素のうち機械的要素は排気ダクトや循環ダクトであり、これらは主に独立経路の不活性ガス圧で駆動するので、クリーンルームへの電源の給電が再開されるまでの間、最小限の電力で有害ガスの排出を行なうことができる。そのため、緊急時又は停電時に高い信頼性で有害ガスをクリーンルーム本体内部から排出することができる。よって、事故等の停電等に備えて人員を常時配置したりする必要がないので、クリーンルーム内部の有害ガス濃度の管理を高い安全性で経済的に行なうことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のクリーンルームであって、前記循環ダクト開閉手段及び前記排気ダクト開閉手段の少なくとも一方の開度を調節する開度調節手段を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、開度調節手段で循環ダクト開閉手段及び排気ダクト開閉手段の少なくとも一方の開度を調節できるようにすることで、循環ダクトで吸入する空気の流量や排気ダクトで排気する空気の流量を調節できる。このことにより、有害ガス排出のための構成要素で、クリーンルーム内部と外部の差圧の調節もできる。よって、差圧調整のための構成要素を特に設ける必要がないので、有害ガス濃度を安全に管理できるクリーンルームをより安価に設備することができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明に係るクリーンルーム排気システム設備について、前記有害ガスのうち水素ガスを用いた作業を行なうためのクリーンルーム１を例に取り、図１を参照して説明する。ここで用いられる有害ガスは、爆発、火災事故を引き起こす可能性のある水素やメタンといった可燃性ガスや、人体に対し中毒事故を引き起こす可能性のある塩素、フッ素といった毒性ガスを総称していうこととする。
【００１７】
本実施例に係るクリーンルーム１は、図１に示すように、水素還元雰囲気の連続式電気炉を用い、半導体部品にロウ付け等の熱処理を施すための電気炉設備Ｈを室内に備えたものあり、クリーンルーム本体２、循環ユニット３、外気取込ユニット４、排気ユニット５、不活性ガス供給ユニット６、制御ユニット７を有して構成される。クリーンルーム１の各構成要素は、通常は商用電源によって駆動し、商用電源が停止した場合には、無停電電源装置によって駆動するものである。
【００１８】
クリーンルーム本体２内部は、浮遊性粒子や化学物質が除去された清浄な空気で充たされ、各種無塵作業を行なうための空間をなす構成要素であり、内部を外気に対して１０Ｐａ程度の陽圧に保つため、ある基準以上の機密性を具備して設計されてる。例えばクリーンルーム本体２の内部と外部の差圧は１０Ｐａ程度の範囲内の所定差圧値に常に保たれように基本的に設計されている。この所定差圧値は、クリーンルーム１の仕様に要求される清浄度（クリーン度のクラス）と、作業性、経済性を考慮して決定される。
【００１９】
循環ユニット３は、クリーンルーム本体２内部の空気を常に循環させるための構成要素であり、循環ダクト３１、高性能なフィルタ３２、無塵仕様の送風機３４を有して構成される。
【００２０】
循環ダクト３１は、筒両端が吸入口３１ａ、吹出口３１ｂでクリーンルーム本体２と接続され、循環ダンパ（循環ダクト開閉装置）３３、送風機３４、及びフィルタ３２がダクト経路内部に設けられている。循環ダクト３１は送風機３４の作動によって吸入口３１ａ側からクリーンルーム本体２の空気を取り込み、吹出口３１ｂ側から清浄空気を吹き出す。循環ダクト３１経路内部のフィルタ３２より風上側の部位には後述する外気取込ダクト４１が接続されている。
【００２１】
循環ダンパ３３は循環ダクト３１の吸入口３１ａ近傍に設けられており、開閉板３３ｂの角度を変えることで、吸入口３１ａを開閉する。図２に循環ダンパの正面図と側面図を示す。この循環ダンパ３３は図２（ａ）の正面方向、（ｂ）における左右方向に通風可能な構成となっており、ロータリー型シリンダ３３ａ、開閉板３３ｂ、回転軸３３ｃ、ブラケット３３ｄ、継手３３ｅを有する。ロータリー型シリンダ３３ａ、開閉板３３ｂ、回転軸３３ｃは循環ダクト開閉手段を構成する。ロータリー型シリンダ３３ａは継手３３ｅを介して回転軸３３ｃと接続されている。ロータリー型シリンダ３３ａは後述する液化窒素タンク６１から窒素ガス弁６３を経て供給される窒素ガス経路ユニット６によって得られるガス圧力により動作する構成を有する。さらに、ロータリー型シリンダ３３ａは窒素ガス開閉弁６３が開くことにより、窒素ガスによる加圧方向が切り替わる構成を有しており、上記窒素ガス圧が加わり、回転軸３３ｃを９０度の範囲で揺動させる。
【００２２】
開閉板３３ｂは、回転軸３３ｃの揺動に伴なって循環ダンパ３３を開閉させるための構成要素であり、水素ガス濃度が所定濃度値以下のときには循環ダンパ３３を全開に開けるとともに、水素ガス濃度が所定濃度値を超えているときには循環ダンパ３３を略閉じた状態にする。開閉板３３ｂは図３に示すように、ブラケット３３ｄを介して回転軸３３ｃに取り付けられる。ブラケット３３ｄは開閉板３３ｂの両端縁近傍部に固定されており、回転軸３３ｃに図示しないボルトで取り付けられている。
【００２３】
またフィルタ３２は、図１に示すように、循環ダクト３１の風下側に設けられ、吸入口３１ａ及び外気取込ダクト４１より取り込まれた空気から、無塵作業の妨げとなる浮遊粒子や化学物質を、濾過又は静電によって除去する。このフィルタ３２は、多層構造のものを含め、クリーンルーム本体２内部で行なわれる作業内容に適合した清浄度に応じて、最適の材質、形状のものが適用される。
【００２４】
また外気取込ユニット４は、同じく図１に示すように、外気をクリーンルーム本体２内部に対し、新規な空気として導入するための構成要素であり、外気取込ダクト４１から送風機３４を通る吸引経路を有する。外気取込ダクト４１の風下側には送風機３４が設けられ、送風機３４の作動によってクリーンルーム１外部の空気を、クリーンルーム本体２内部に取り込むことができる。送風機３４はクリーンルーム本体２内部を外部に対して所定差圧値の陽圧状態に常に維持可能なものが適用されている。
【００２５】
また排気ユニット５は、図１に示すように、クリーンルーム本体２内部から水素ガス（有毒ガス）を排気するための構成要素であり、図１に示すような、排気ダクト５１、排気ダンパ５２、ベンチュリ管５３、液化窒素タンク６１、窒素ガス管６２、窒素ガス弁（不活性ガス弁）６３を有して構成される。
【００２６】
排気ダクト５１は、クリーンルーム本体２室内内部上層の水素ガスを確実に排出できるよう、クリーンルーム本体２の天井部分で接続される。具体的には、排気ダクト５１の一端は、クリーンルーム本体２の天井面に設けられた排気口５１ａでクリーンルーム本体２に接続されている。排気ダンパ５２は排気口５１ａ近傍に設けられ、前記図２及び図３と同様に、ロータリー型シリンダ５２ａ、開閉板５２ｂ、回転軸５２ｃ、ブラケット５２ｄ、継手５２ｅをそれぞれ有して構成されている。排気ダンパ５２は、水素ガス濃度が所定濃度値以下のときには略閉じた状態になり、水素ガス濃度が所定濃度値を超えているときには完全に開いた状態に制御される。
【００２７】
前記ロータリー型シリンダ５２ａ、開閉板５２ｂ、回転軸５２ｃは排気ダクト開閉手段として動作し、駆動源のロータリー型シリンダ５２ａは、図１に示す液化窒素タンク６１から供給される窒素ガスのガス圧の弁操作により動作が切り替わり、回転軸５２ｃと共に開閉板５２ｂを揺動させ、排気ダンパ５２の開閉状態を切り替える。回転軸５２ｃは図３に示すように継手５２ｅを介してロータリー型シリンダ５２ａと接続されている。開閉板５２ｂは開度調節手段である回転軸５２ｃにブラケット５２ｄ、５２ｄを介して取り付けられる。
【００２８】
またベンチュリ管５３は、図１に示すように、前記排気ダクト５１の排気口５１ａの他端部に設けられている。ベンチュリ管５３はダクト経路前後の管部分よりも径の小さなスロート部（５３ａ）と、このスロート部に前後して接続された、連続して径の変化する円錐管部５３ｂ、５３ｃとを有している。スロート部（５３ａ）の内部中心位置にはガス噴射用のノズル５３ｄが設けられている。
【００２９】
前記ノズル５３ｄは図１では詳細に示していないが、ベンチュリ管５３のスロート部５３ａ軸中心位置に設けられており、窒素ガスをクリーンルーム１外部矢印方向に向けて噴射させる。ベンチュリ管５３は、ノズル５３ｄからの窒素ガス噴射によってスロート部５３ａ内部をクリーンルーム本体２に対して陰圧にし、クリーンルーム本体２外部に向かう気流を発生させることで、排気口５１ａ側から吸引し、クリーンルーム本体２内部の水素ガス（混合した空気を含む有毒ガス）を排気する。
【００３０】
液化窒素タンク６１は液化窒素ＬＮ２を蓄える大型タンクであり、窒素ガス管６２とともに不活性ガス供給ユニットを構成する。液化窒素タンク６１は減圧器（非図示）を有しており、気化した窒素ガスの圧力を減圧器で調節して、不活性ガス圧として窒素ガス弁６３に向けて送出する。窒素ガス管６２は液化窒素タンク６１から排出された窒素ガスを窒素ガス弁６３を経て前記噴射ノズル５３ｄ、ロータリー型シリンダ３３ａ、ロータリー型シリンダ５２ａへ導く。窒素ガス弁６３は後述する制御装置７１の制御により作動する電磁弁を有し、窒素ガス管６２の開閉状態を通常モードと異常モードの２通りのモード間で切り換える。
【００３１】
通常モードは、クリーンルーム本体２内部の水素濃度が所定濃度値以下のときに対応するモードである。このモードでは、ロータリー型シリンダ３３ａには循環ダンパ３３を開く方向に窒素ガス圧がかかり、ロータリー型シリンダ５２ａには排気ダンパ５２を閉じる方向に窒素ガス圧がかかる。このモードではノズル５３ｄに窒素ガスは供給されない。
【００３２】
異常モードは、クリーンルーム本体２内部の水素濃度が所定濃度値を超えているときに対応するモードである。このモードでは、ロータリー型シリンダ３３ａには循環ダンパ３３を閉じる方向に窒素ガス圧がかかり、同時にロータリー型シリンダ５２ａには排気ダンパ５２を開ける方向に窒素ガス圧がかかる。そして、このモードではノズル５３ｄに窒素ガスが供給される。
【００３３】
制御ユニット７はクリーンルーム本体２内部の圧力や有害ガス濃度を検知、制御する構成要素であり、制御装置７１、水素ガス濃度検知器（有害ガス濃度検知器）７３、警報機７４、復帰ボタン７５、無停電電源装置７６を有して構成される。水素ガス濃度検知器７３は、クリーンルーム本体２内部の水素ガス濃度を測定し、測定値を制御装置７１に送信する。水素ガス濃度測定装置７３は、クリーンルーム本体２内部に存在する水素ガスを確実に検知できるよう、クリーンルーム本体２の天井部近傍に設けられる。
【００３４】
制御装置７１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを駆動回路上に有して構成され、クリーンルーム１の前記各動作の構成要素と接続されている。制御装置７１は水素ガス濃度検知器７３が検知する水素ガス濃度の測定値に基づいて各種演算を行ない、クリーンルーム１のシステムの各構成要素を制御する。制御装置７１は、水素ガス濃度検知器７３が送信する水素ガス濃度の測定値が所定濃度値を超える時に、窒素ガス弁６３のモードを正常モードから異常モードに切り換える。ここで、上記所定濃度値は、爆発下限の水素ガス濃度よりも当然低く設定される濃度値であり、作業員の安全性と作業能率、経済性を考慮して設定される。
【００３５】
警報機７４はクリーンルーム本体２内部の水素ガス濃度が所定濃度値を超えたときに、音や光によって作業者や管理者に警告する。復帰ボタン７５は、クリーンルーム本体２内部の水素ガス濃度が再び所定濃度値（通常状態）に戻った時に、作業者が操作して原状復帰させるためのボタンである。無停電電源装置７６は、非常用バッテリーを有して構成されており、通常の商用電源が停電した場合、非常用自家発電装置から電力の供給が開始されるまでの空白の時間の間、制御装置７１、窒素ガス弁６３に給電することができる。次に、本発明に係るクリーンルーム１の動作フローについて、図４を参照して説明する。図４において一本線矢印（→）は電気信号の流れを示し、二本線矢印（⇒）は窒素ガスの流れを示している。
【００３６】
まず第一に、水素ガス濃度検知器７３は、クリーンルーム本体２内部の天井部近傍での水素ガス濃度を検知し、測定し、測定値を制御装置７１に送信する。制御装置７１の測定値が所定濃度値を超えない通常時には、窒素ガス弁６３は通常モードとなっている。このとき、循環ダンパ３３のロータリー型シリンダ３３ａは開閉板３３ｂを開く側に加圧され、逆に排気ダンパ５２のロータリー型シリンダ５２ａは開閉板５２ｂを閉じる側に加圧されている。これにより送風機３４の吸引排出作用により、外気取込ダクト４１からの外気取り入れ分を含めて、クリーンルーム本体２内部は外気に対して陽圧が保たれる。
【００３７】
また、通常モードの場合、排気ダンパ５２の開閉板５２ｂは、ストッパの調整によって、多少クリーンルーム本体２内部の空気が、常時わずかに漏れる程度の開度に保たれている。これにより、クリーンルーム本体２内部が外気より常に陽圧に保たれながら、空気が循環できる。上述の様にして、クリーンルーム本体２内部と外部の差圧が所定差圧値に保たれるとともに、クリーンルーム本体２内部の空気は浮遊粒子や化学物質が除去された清浄な状態に安定して保たれる。
【００３８】
一方、水素ガス濃度検知器７３による測定値が所定濃度値を超えた時には、制御装置７１は窒素ガス弁６３を異常モードに切り換える。これと併行して、制御装置７１は警報機７４を作動させ、作業者等に対する警告を行なう。そして窒素ガス弁６３の切り換えにより、ロータリー型シリンダ３３ａは、循環ダンパ３３の開閉板３３ｂを閉じる方向に加圧する。また、ロータリー型シリンダ５２ａは、排気ダンパ５２の開閉板５２ｂを開ける方向に加圧する。さらに加えて、噴射ノズル５３ｄからクリーンルーム本体２の外側に向けて窒素ガスが噴射される。この噴射により、ベンチュリ管５３における排気ダクト５１内の圧力が低下し、クリーンルーム本体２内部の空気が排気口５１ａ側で吸引される。吸引された水素ガスは空気と共に噴射される窒素ガスで希釈されてクリーンルーム本体２の外部に排出され続ける。
【００３９】
これによりクリーンルーム本体２内部の水素ガス濃度検知器７３による測定値が所定濃度値を下回ると、制御装置７１は警報機７４による警告を停止する。作業者は、警告が停止した後、水素ガス濃度が上昇した原因を除去してから復帰ボタン７５を操作して制御装置７１の原状復帰を行なう。原状復帰の操作により、制御装置７１は窒素ガス弁６３を通常モードに戻す。こうして、循環ダンパ３３が開くとともに、排気ダンパ５２が前記のようにほぼ閉じて通常モードの原状復帰が行なわれる。
【００４０】
また、急な災害時などで、上記の異常モード発生と共に、クリーンルーム１への商用電源による給電が停止した時緊急事態には、無停電電源装置７６からの制御装置７１、窒素ガス弁６３への電力が供給されることになる。この異常モードの場合、所要時間はバッテリー容量にもよるが、できるかぎり短時間で非常用自家発電装置に切り替えることが望ましい。ここでの所定時間は、商用電源が停止してから非常用自家発電装置による給電が開始されるまでの間に、危険な水素ガスが一気に上昇した場合に、この水素ガスを確実に排出できるよう、安全性、作業効率を考慮して必要とされる時間帯である。
【００４１】
この様に、本発明に係るクリーンルーム１の排気システムでは、クリーンルーム本体２内部の水素ガス濃度が所定濃度値を超えたときに限って、自動的に排気ダンパ５２から窒素ガスを用いて強制排気を行なうことで、人的なミスを防ぐと共に、比較的低額な初期設備費用によりクリーンルームを水素ガス取り扱いの安全性に対し、簡単に対応させることができる。また、循環ダンパ３３、排気ダンパ５２、ベンチュリ管５３は、水素ガス排出に必要な動作を窒素ガス圧を動力源として動作を行なうので、防爆仕様とする必要がない。さらに水素ガス濃度は、窒素ガスによって希釈されてクリーンルーム本体２の外部に排出されるので、クリーンルーム１の外部周辺に、防爆設備を施す必要もない。よって、これらのことによっても、クリーンルーム１を低額な初期設備費用で水素ガス取り扱い仕様の設備に対応させることができる。
【００４２】
それに加えて、水素ガス濃度測検知器７３による測定値が所定濃度値を超えると、制御装置７１が自動的に水素ガス排気のための一連動作を開始するので、水素ガス濃度管理のための常駐人員を配置する必要がない。そのため、水素ガス濃度管理（危険管理）に要する人件費の経費を低く抑えることができる。
【００４３】
また、クリーンルーム１への商用電源による給電が停止して停電した場合にも、万が一の水素ガス濃度上昇に備えて水素ガス排出を行なうようなプログラムに設定することで、停電等に備えて夜間人員を常時配置する等の必要がなくなる。また、水素ガス排出のために作動する機械的要素のうち、ロータリー型シリンダ３３ａ、ロータリー型シリンダ５２ａ、ベンチュリ管５３は窒素ガスの圧力で作動させることができるので、非常用自家発電によって給電が再開されるまでの間、電磁弁の切り替えのみで、安全装置の消費電力を最小限に抑えられる。こうして、非常用自家発電装置から電力が給電されるまでの間は、無停電電源装置７６で安全確実に水素ガスを排出できる。よって、安い設備投資と経費で高い安全性を確保することができる。
【００４４】
さらに、本発明に係るクリーンルーム１では、循環ダクト３３及び排気ダクト５２の開度をブラケット３３ｄ、５２ｄのストッパによって調節できるようにすることで、クリーンルーム本体２内部と外部の差圧調節のためのオーバーフロー機構を特別に持つ必要がなくなる。よって、クリーンルーム１をより簡単に安価に作製できる。
【００４５】
なお、本発明に係る上述の組み合わせ、構造、有毒ガスの実例は、共に実施例に限ることはない。本発明に係るクリーンルーム１は、水素ガスのほかにも、メタン等の可燃性ガスや、塩素、フッ素等の毒性ガスの濃度を管理することとしてもよい。ここで、クリーンルーム１で空気よりも比重の高い塩素・フッ酸等の有害ガスの濃度を管理する場合には、有害ガス濃度検知器又は測定装置は床付近に配置し、排気ダクトは床付近で接続する場合もある。この様に、有害ガス濃度検知器又は測定装置、及び排気ダクトの取り付け位置は、そのつど濃度を制御する有害ガスの物性に応じて適宜決定される。ここで、毒性ガスの濃度を管理する場合には、所定濃度値は該当するガスの許容濃度以下となることを条件に、作業者の安全性や作業能率を充分に考慮して設定するとよい。
【００４６】
また、本発明に係るクリーンルーム１は複数の有害ガス濃度を管理することとしてもよい。
【００４７】
また、本発明に係るクリーンルーム１には、不活性ガスとして、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノンといった希ガスを適用してもよいし、あるいは二酸化炭素を適用してもよい。不活性ガスは、常温常圧下で反応性が著しく低いガスの中から、安全性、経済性を考慮して適宜選択される。
【００４８】
また、本発明に係るクリーンルーム１は、クリーンルーム本体２に一般的な差圧ダンパを設けることとしてもよい。この場合、差圧が所定差圧値を超えたときには、差圧ダンパを開けることで、差圧を調節できる。また、同時に本発明に係るクリーンルーム１では、通常モードにおける微小な水素ガスの排出効果として、排気ダンパ５２のブラケット５２ｄのストッパ作用によって、開閉板５２ｂを常時多少開いた状態で保ち、クリーンルーム本体２内部上層の水素を常にフローさせて排気させる構成としてもよい。循環ダンパ３３、排気ダンパ５２の平常時、水素ガス排出時における開度は陽圧との関係の設計事項であり、適宜決定されるとよい。
【００４９】
【本発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クリーンルーム本体内の有害ガス濃度は、有害ガス濃度検知器と制御装置によって管理され、そして、上記有害ガス濃度が所定濃度値を超えると、制御装置は不活性ガス弁を制御することで循環ダクトを閉じ、排気ダクトを開く。よって不活性ガス圧により循環ダクトが略閉じることでクリーンルーム本体内の空気の循環が停止するか、極めて低く抑えられる。そして、不活性ガス圧により排気ダクトが開くとともに、ベンチュリ管内部からクリーンルーム本体外部に向けて不活性ガスが噴射される。この不活性ガスの噴射によって、クリーンルーム本体内部とベンチュリ管との間に大きな差圧が生じて、クリーンルーム本体内部の汚染空気が排出され、それに伴なって有害ガス濃度が効率的に排出される。このとき、外気取込ダクトは常に開いたままなので、この外気取込ダクトから外気を取り入れることでクリーンルーム本体内部は排気中においても陽圧に維持される。
【００５０】
また、有害ガス排出動作の駆動力は、ベンチュリ管内部から不活性ガスを噴射することで行われる。また、循環ダクト、排気ダクトの駆動動作は同じく不活性ガス圧で行なわれる。そのため、電気的な電動モータファンを備える場合と異なり、これらの構成要素は高価な防爆仕様とする必要がない。さらに、有害ガスは不活性ガスでほとんど希釈して排出されるので、クリーンルーム外部に防爆、防毒のための処理設備を設ける必要はほとんどない。ただし、環境基準に定められた特定物質については別途必要である。これらのことによっても、クリーンルーム本体内部での有害ガスの取り扱いにおいて、低額な初期設備費用で対応することができる。
【００５１】
また、有害ガスの排出は、有害ガス濃度検知器に接続された制御装置によって２４時間自動的に行なわれるので、作業時以外の常駐人員を配置していないときでも、有害ガス濃度の上昇に伴う危機管理にも対処できる。これらのことによっても、有害ガス濃度の管理を無人化でき、維持を安価に行なうことができる。例えば、クリーンルーム本体内部の有害ガス濃度が所定濃度値を超えた時には、制御手段としては、ベンチュリ管から不活性ガスが噴射される側に不活性ガス弁を開き、そして不活性ガスの噴射によってベンチュリ管内部が、クリーンルーム内部側に対して陰圧となることで、前記内部空気が引っ張られ、有害ガス排出経路の流動力が発生し、スムーズに排気が行われる。
【００５２】
また本発明によれば、事故や災害により停電した時に、重ねて有害ガス濃度が上昇したような場合でも、動力系統が独立しているので、安全かつ確実に有害ガスを排出することができる。このとき、有害ガス排出のために駆動する構成要素のうち機械的要素は排気ダクトや循環ダクトであり、これらは主に不活性ガス圧で駆動するので、クリーンルームへの給電が再開されるまでの間、最小限の予備電力で有害ガスの排出を行なうことができる。そのため、停電時に高い信頼性で有害ガスをクリーンルーム本体内部から排出することができる。よって、事故等の停電等に備えて人員を常時配置したりする必要がないので、クリーンルーム内部の有害ガス濃度の管理を高い安全性で安価に行なうことができる。
【００５３】
また本発明によれば、開度調節手段で循環ダクト開閉手段及び排気ダクト開閉手段の少なくとも一方の開度を調節できるようにすることで、循環ダクトで吸入する空気の流量や排気ダクトで排気する空気の流量を調節できる。このことにより、有害ガス排出のための構成要素で、クリーンルーム内部と外部の差圧の調節もできる。よって、差圧調整のための構成要素を特に設ける必要がないので、有害ガス濃度を管理可能なクリーンルームをより安全に、また安価に設備することができる。またクリーンルーム設備を空調装置の負荷を小さく抑えることで、有害ガス使用に対応したクリーンルームに係る初期設備費用を低額に抑えることができる。それに加えて、排気を自動化することによって、手動式に比べて人為的ミスがなくなり、安全性が確保される。また、台風や地震等の災害時の停電にも自動作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るクリーンルーム１の概略図である。
【図２】クリーンルーム１に適用される循環ダンパ３３及び排気ダンパ５２の側断側面図（ａ）及び断正面図（ｂ）である。
【図３】循環ダンパ３３及び排気ダンパ５２のロータリー型シリンダ３３ａ、５２ａ近傍部分の側断面図である。
【図４】本発明に係るクリーンルーム１のブロック図である。
【符号の説明】
１    クリーンルーム
２    クリーンルーム本体
３    循環ユニット
４    外気取込ユニット
５    排気ユニット
７    制御ユニット
３１    循環ダクト
３２    フィルタ
３３    循環ダンパ
３３ａ    ロータリー型シリンダ（循環ダクト開閉手段）
３３ｄ、５２ｄ    ブラケット（開度調節手段）
３３ｂ    開閉板（循環ダクト開閉手段）
３３ｃ    回転軸（循環ダクト開閉手段）
３４    送風機
４１    外気取込ダクト
４２    外気取込送風機
５１    排気ダクト
５２    排気ダンパ
５２ａ    ロータリー型シリンダ（排気ダクト開閉手段）
５２ｂ    開閉板（排気ダクト開閉手段）
５２ｃ    回転軸（排気ダクト開閉手段）
５３    ベンチュリ管
５３ａ    スロート部
５３ｄ    ノズル
５５    復帰ボタン
６１    液化窒素タンク（不活性ガス供給装置）
６２    窒素ガス管（不活性ガス供給装置）
６３    窒素ガス弁（不活性ガス弁）
７１    制御装置
７３    水素ガス濃度検知器（有害ガス濃度検知器）
７４    警報機
７６    無停電電源装置
ＬＮ２    液化窒素
【図１】
2004233021.tif 000003
【図２】
2004233021.tif 000004
【図３】
2004233021.tif 000005
【図４】
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