(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目的室を所定の高温高湿度に維持するためのシステムであって，
前記目的室の下方に設けられた還気部と，上方に設けられた給気部と，前記目的室において前記給気部とは異なった面に設けられた排気部と，
前記還気部から前記目的室の空気を導入するための送風機と，導入した空気に対して加熱する加熱部と，加熱後の空気に対して加湿する加湿部とを有する処理チャンバと，
前記処理チャンバにおける加熱部の上流側にクリーンルーム内の空気を導入する空調空気導入部と，を有し，
前記還気部と空調空気導入部には，取り入れる空気の量を調整するためのダンパが各々設けられており，前記目的室内における少なくとも温度又は湿度に基づいて，前記各ダンパが制御されるように構成されたことを特徴とする，高温高湿用空調システム。
【請求項２】
目的室を所定の高温高湿度に維持するためのシステムであって，
前記目的室の上方に設けられた還気部と，下方に設けられた給気部と，前記目的室において前記給気部とは異なった面に設けられた排気部と，
前記還気部から前記目的室の空気を導入するための送風機と，導入した空気に対して加熱する加熱部と，加熱後の空気に対して加湿する加湿部とを有する処理チャンバと，
前記処理チャンバにおける加熱部の上流側にクリーンルーム内の空気を導入する空調空気導入部と，を有し，
前記還気部と空調空気導入部には，取り入れる空気の量を調整するためのダンパが各々設けられており，前記目的室内における少なくとも温度又は湿度に基づいて，前記各ダンパが制御されるように構成されたことを特徴とする，高温高湿用空調システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，例えばフィルム基板を保管する室や，その他きのこ類を栽培する際にも適用可能な高温高湿室の空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばフィルム基板を保管する室においては，温度が３０℃±２℃，相対湿度が６０％±２％の温湿度状態が必要とされている。これは適当な湿度条件とすることで，静電気の発生を抑えるためである。またそのような基板の保管には，清浄度の高い環境が必要とされ，例えばクラス１００，０００程度の清浄度が必要となっている。またそのようなフィルム基板の保管室は，クリーンルーム内に別途設置されている場合が多い。
【０００３】
そして前記条件を満たすため，従来は，機械室をクリーンルーム外に別途設置し，この機械室に高温高湿室専用の空調機器を設置していた。すなわち，クリーンルーム外から取り入れた外気に対して冷却することで一旦所定の湿度まで減湿処理するための冷却器，及び冷却後の外気に対して加熱する加熱器，加熱直後の外気に対して加湿処理する加湿器を有する空調機器を前記機械室に設置するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらそのように取り入れた外気に対して一旦冷却して減湿処理した後に再び加湿処理するのでは，エネルギーを多く消費してしまう。また設置スペースは小さくすることが求められ，既成の製品では入手困難（容量の小さいコンプレッサを備える必要があるため）な専用の冷却器（直膨コイル）を必要とする等の問題があった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり，省エネルギ性に優れ，かつ専用の冷却器を不要とした高温高湿室用の空調システムを提供して問題の解決を図ることをその目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため，本発明の高温高湿用空調システムは，目的室を所定の高温高湿度に維持するためのシステムであって，前記目的室の下方に設けられた還気部と，目的室上方に設けられた給気部と，前記目的室において前記給気部とは異なった面に設けられた排気部と，前記還気部から前記目的室の空気を導入するための送風機と，導入した空気に対して加熱する加熱部と，加熱後の空気に対して加湿する加湿部とを有する処理チャンバと，前記処理チャンバにおける加熱部の上流側にクリーンルーム内の空気を導入する空調空気導入部とを有し，前記還気部と空調空気導入部には，取り入れる空気の量を調整するためのダンパが各々設けられており，前記目的室内における少なくとも温度又は湿度に基づいて，前記各ダンパが制御されるように構成されている。
この場合，給気部が目的室下方に設けられ，還気部が目的室上方に設置されていてもよい。これによっていわゆる置換還気が円滑に行える。
また前記目的室において前記給気部とは異なった面に排気部を設けるとは，例えば給気部が目的室の一側壁に設けられている場合，排気部は，当該一側壁とは違う，他の側壁に設けたり，天井面に設けたりすることである。また給気部が例えば床面に設定されている場合には，排気部を天井面あるいは側壁に設けることなどもこれに該当する。
【０００７】
本発明が対象としている高温高湿室は，既述したように，温度が３０℃±２℃，相対湿度が６０％±２％の室や，あるいはそれ以上の温湿度状態の室である。一方，クリーンルームは一般的に温度，相対湿度とも，高温高湿室よりも低く，かつ所定の範囲に調整されている。したがって，このような温湿度状態にあるクリーンルームの空気をそのまま利用すれば，温度が３０℃±２℃，相対湿度が６０％±２％の室や，あるいはそれ以上の温湿度状態（例えばしいたけ栽培では温度が２７℃，相対湿度が９０％以上）を実現する場合，格別減湿の必要はない。したがって，前記処理チャンバの加熱部の上流側にクリーンルーム内の空気を導入して目的室からの還気と混合して使用することで，専用の冷却器は不要となり，単純に加熱，加湿するだけでよい。それに伴って省エネルギー性も優れたものとなる。
【０００８】
本発明においては，加熱部の上流側にてクリーンルーム内の空気と目的室からの還気と混合された後，加熱部において必要な温度にまで加熱され，その後加湿部によって必要な湿度に加湿された後の空気は給気部から目的室へと供給される。また目的室の排気部からは，室内空気の一部が排気される。
【０００９】
目的室がフィルム基板の保管室の場合には，通常負荷は一定なので，クリーンルームから導入する空気と還気との混合比率は一定となる。例えば５０：５０として一定の混合比率で使用すればよい。
【００１０】
また目的室の負荷が変動するような場合（きのこ類，菌類の生育環境など）には，必要に応じて還気の比率を高めたり，クリーンルームからの空気の導入比率を高くするようにすればよい。すなわち，両者の混合比率を変更すればよい。
【００１１】
また本発明では，還気部と空調空気導入部に，取り入れる空気の量を調整するためのダンパを各々設け，前記目的室内における少なくとも温度又は湿度に基づいて，前記各ダンパを制御するように構成しているので，負荷の変動に応じてダンパを調整することで，負荷の変動に応じて還気とクリーンルームからの空気との混合比率を自動的に制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明の好ましい実施の形態を図面に基いて説明する。図１は，本実施の形態に空調システムの概要を示しており，クリーンルーム１には，建物内の機械室に設置された空調機器２から，所定温度，例えば２２℃，所定湿度，例えば５５％の相対湿度をもった清浄空気（例えばクラス１００，０００）が給気口３を通じて供給されている。この空調機器２は，ファン，冷却コイル，加熱コイル，加湿器，中性脳フィルタを有し，外気取入口４から導入した外気と吸込口５からの排気の一部を還気として前記外気と混合して所定の温湿度調整を行い，高性能フィルタ（図示せず）を介して，給気口３からクリーンルーム１内に供給する機能を有している。なお排気は排気口６を通じて排気される。また動力盤等は，クリーンルーム１の階下に設けられている１階機械室７に設置されている。
【００１３】
目的室となる高温高湿室Ｒは，このクリーンルーム１内にパネル等の壁体で区画されて設置されている。そして壁体の一側壁の下方に還気部，同上方に給気部を備えている。壁体と天井，床は気密に形成されている。このクリーンルーム１内には，高温高湿室Ｒに隣接して，機械室１１，前室１２が設置されており，処理チャンバ２１は，機械室１１内に設置されている。前室１２は，非清浄・温湿度非管理ゾーンとのあいだのいわば緩衝帯として機能し，本例では，高温高湿室Ｒよりも負圧に維持され，高温高湿室Ｒの調整された雰囲気を乱さないようにしている。また機械室１１は，クリーンルーム１内に，パネルで区画されている。ただし，発塵や音，振動などの程度や，室内の使用環境により，機械室１１自体を形成せず，空調機器２をそのままクリーンルーム１内に設置してもよい。
【００１４】
クリーンルーム１における機械室１１側の壁面には吸込口１３が設けられ，この吸込口１３と処理チャンバ２１との間には，空調空気導入部を構成するダクト１４が設けられている。ダクト１４には，ダンパＤ１が介装されている。
【００１５】
処理チャンバ２１内には，上流側から順に，インバータ制御されるファン２２，電気式ヒータ２３，水滴を受け止めるためのパン２４，電熱式蒸気加湿器２５の加湿部２５ａ，サランフィルタ２６，ＨＥＰＡフィルタ２７が設けられている。電気式ヒータ２３は，高温高湿室Ｒ内に設置された温度センサ２８の検出信号に基づいて，室内が所定温度，例えば３０℃±２℃となるようにサイリスタ２３ａによって制御されるようになっている。また電熱式蒸気加湿器２５は，高温高湿室Ｒ内に設置された湿度センサ２９の検出信号に基づいて，室内が所定の相対湿度，例えば６０％±５％となるように制御されるようになっている
【００１６】
処理チャンバ２１の下方には，前記ダクト１４に通ずる導入口１５，及び高温高湿室Ｒの下方に設定されている還気口３１からの還気を取り入れる還気導入部３２が各々，ファン２２の上流側に設定されている。還気導入部３２には，ダンパＤ２が介装されている。
【００１７】
処理チャンバ２１の上部（最下流側）には，給気部３０が設けられており，処理チャンバ２１で処理された後の所定温湿度の清浄空気を，ダクト３３，給気口３４を通じて，高温高湿室Ｒの上部に供給するようになっている。
【００１８】
また高温高湿室Ｒの上部付近であって，前記給気口３４が設定されている壁面とは異なった壁面には，差圧ダンパ３５を有する排気口３６が設けられており，高温高湿室Ｒの上部付近の空気を排気口３６から前室１２へと排気するようになっており，さらに前室１２の上部付近には，排気ファン３７を有する排気口３８が設定されている。これによって前室１２内の空気は，外部へと排気されるようになっている。
【００１９】
本実施の形態にかかる空調システムは以上のように構成されており，高温高湿室Ｒを所定の温湿度，例えば温度が３０℃±２℃，湿度が６０％±５％となるように運転する場合，処理チャンバ２１のファン２２を作動させることで，クリーンルーム１内の空気，例えば温度が２２℃，湿度が５５％の空気が，吸込口１３，ダクト１４，導入口１５を通じて処理チャンバ２１のファン２２の上流側に導入され，一方高温高湿室Ｒからの還気が還気導入部３２を通じて処理チャンバ２１のファン２２の上流側に導入され，混合された後，電気式ヒータ２３，加湿部２５ａによって，所定の温湿度に調整された後，給気部３０，ダクト３３，給気口３４から高温高湿室Ｒの上部に供給される。
【００２０】
以上の例で示した高温高湿室Ｒからの還気とクリーンルーム１内の空気との混合空気を，処理チャンバ２１で加熱，加湿処理したときの温湿度の変化を図２の空気線図に示した。
【００２１】
ここで還気と混合される空気は，クリーンルーム１内の空気であるから，湿度についていえば予め一定湿度（５５％）に調整されており，従来のように一旦冷却して減湿する必要がなく，加湿部２５ａによって加湿するだけでよい。したがって，従来のような専用の直膨コイル等の冷却器は必要がなく，別途外気を導入する必要もない。また温度についても，クリーンルーム１内の空気は２２℃に調整されているので，電気式ヒータ２３による加熱処理で済む。そして空気の清浄度についても，クリーンルーム１内空気は，予め，所定の清浄度が確保されているから，サランフィルタ２６やＨＥＰＡフィルタ２７の負荷が軽減され，メンテナンスや保守のサイクルが長くとれる。
【００２２】
本実施の形態における前記高温高湿室Ｒは，例えば静電気を嫌う基板の保管庫として想定しているので，温湿度負荷はほぼ一定であり，そのためクリーンルーム１内の空気と高温高湿室Ｒからの還気との混合比は，一定，例えば５０：５０とすれば足りる。したがって，ダンパＤ１，Ｄ２の開度も一定にしておけばよいが，例えばきのこ類や植物の栽培，細菌類等の繁殖目的など，必要に応じて負荷が変動したり，温湿度条件が変化するものについては，ダンパＤ１，Ｄ２の開度調整を行って，両者の混合比率を変化させればよい。この場合，温度センサ２８，湿度センサ２９の検出結果に基づいて，ダンパＤ１，Ｄ２の開度を自動的に調整する制御装置を別途設置することで，かかる際の必要な混合比率の変更を自動的に行うことができる。このような混合比率の変更は，例えばダンパＤ１，Ｄ２にモータダンパを使用し，ダンパＤ１，Ｄ２の開度の関係を，逆比例の関係で制御するようにすればよい。
【００２３】
前記実施の形態では，温度センサ２８は，高温高湿室Ｒ内に設置されていたが，例えばかかる温度センサ２８を処理チャンバ２１内，例えば電気式ヒータ２３の下流側の適当な位置に設けて制御してもよい。この場合，目標温度は，例えば「室温−２℃」程度に設定して制御するようにしてもよい。すなわち高温高湿室Ｒ内には，適宜照明器具が設けられていたり，また作業員が居て，それらからの熱負荷を考慮すると，例えば「室温−２℃」程度（例えば高温高湿室Ｒを３０℃に設定する場合には，２８℃）にして給気を吹き出すことにより，高温高湿室Ｒを所定の温度に維持することができる。
【００２４】
なお前記実施の形態では，高温高湿室Ｒは，クリーンルーム１の内部に設置されていたが，これに限らず，例えばクリーンルーム１に隣接して設けたり，近接して設けてもよい。その場合，クリーンルーム１からの空気は，適宜のダクトを通じて導入すればよい。
【００２５】
なお前記実施の形態では，給気口３４が高温高湿室Ｒの上方に設置され，還気口３１が高温高湿室Ｒの下方に設置されていたが，処理チャンバ２１の構成を上下逆にして，給気部３０を下方に設定し，還気導入部３２を上方に設定し，それに伴って各々給気口３４を高温高湿室Ｒの下方に設定し，還気口３１を高温高湿室Ｒの上方に設定してもよい。それによってさらに，置換還気が円滑に行えるという効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば，減湿を行うための専用の冷却器を必要とすることなく，所定の高温高湿度条件を目的室に実現でき，従来よりも省エネルギー性が優れる。また必要な設備機器も少なくてよい。また屋外器と冷却器を結ぶ冷媒管もなくなり，材料費，工事費が低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる空調システムの構成の概略を示す説明図である。
【図２】  本発明の実施の形態にかかる空調システムの運転例の空気線図である。
【符号の説明】
１    クリーンルーム
２    空調機
１１    機械室
１３    吸込口
１４    ダクト
１５    導入口
２１    処理チャンバ
２２    ファン
２３    電気式ヒータ
２５    電熱式蒸気加湿器
２７    ＨＥＰＡフィルタ
２８    温度センサ
２９    湿度センサ
３０    給気部
３１    還気口
３２    還気導入部
３４    給気口
Ｒ    高温高湿室
【図１】
0004657530.tif 000002
【図２】
0004657530.tif 000003