(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に吹出口を備え、装置内に取り込んだ空気を所望の温度状態にして前記吹出口から吹き出す熱交換装置と、
上面に吸込口を備え、前記吸込口を通じて取り込んだ空気を清浄処理して室内に放出する空気清浄装置とを備え、
前記熱交換装置をクリーンルームの上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記熱交換装置と所定の距離を置いて、前記熱交換装置の側方下部に配置し、
前記熱交換装置の空気吹出口から吹出された空気を前記空気清浄装置の空気吸込口に受け渡すようにしたクリーンルームの気流制御システムにおいて、
前記空気清浄装置の吸込口が形成された面を、前記熱交換装置の吹出口が形成された面と直交させる態様で、前記空気清浄装置を前記熱交換装置の側方下部に配置し、
前記熱交換装置の吹出口における下中央部分を通過する空気の吹出速度が、前記吹出口の他の部分を通過する空気の吹出速度よりも速くなるように、前記熱交換装置の吹出口に通風抵抗部材を配置したことを特徴とするクリーンルームの気流制御システム。
【請求項２】
前記熱交換装置の吹出口を下中央、左下、右下、上中央、左上、右上の６つの領域で構成し、
前記吹出口の下中央部分を通過する空気の吹出速度が最も早く、且つ、前記吹出口の左上及び右上部分を通過する空気の吹出速度が最も遅くなるように、前記通風抵抗部材を配置したことを特徴とする請求項１に記載のクリーンルームの気流制御システム。
【請求項３】
前記通風抵抗部材は、
２枚以上の金網を重ね合わせて構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーンルームの気流制御システム。
【請求項４】
前記通風抵抗部材を構成する金網は、目開きの異なる金網を重ね合わせて構成したことを特徴とする請求項３に記載のクリーンルームの気流制御システム。
【請求項５】
前記通風抵抗部材を構成する金網は、線径の異なる金網を重ね合わせて構成したことを特徴とする請求項３に記載のクリーンルームの気流制御システム。
【請求項６】
前記熱交換装置の吹出口の下端部に導風板を設置し、前記下端部から離れるにしたがって高くなるように前記導風板を傾斜させたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のクリーンルームの気流制御システム。
【請求項７】
前記熱交換装置の吹出口の前方に、所定間隔を置いて配列された複数の羽板からなるルーバを設置し、前記吹出口から離れるにしたがって高くなるように前記各羽板を傾斜させたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のクリーンルームの気流制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーンルームの気流制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、装置内に取り込んだ空気を所望の温度状態にして空気吹出口から吹き出す熱交換装置（ＦＣＵ（Ｆａｎ  Ｃｏｉｌ  Ｕｎｉｔ））と、熱交換装置の吹出した空気を吸込んで清浄処理した後、この空気を室内に吹出す空気清浄装置（ＦＦＵ（Ｆａｎ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｕｎｉｔ））とから構成される空調システムを備えたクリーンルームが知られている（例えば、特許文献１を参照）。この空調システムの熱交換装置は、ケーシング底面に空気吸込口が形成されるとともに、ケーシング側面に空気吹出口が形成されており、クリーンルーム内の上方に配置されている。一方、空気清浄装置は、ケーシング上面に空気吸込口が形成されるとともに、ケーシング底面に空気吹出口が形成されており、熱交換装置と所定の距離を置いて、熱交換装置の側方下部に配置されている。クリーンルーム内において、熱交換装置の空気吹出口から吹出された空気は空気清浄装置の空気吸込口に吸い込まれて清浄処理された後、空気清浄装置の空気吹出口から吹出される。空気清浄装置の空気吹出口から吹出された空気は、クリーンルーム内を対流した後、熱交換装置の空気吸込口に吸込まれ、熱交換装置内にて熱交換された後に空気吹出口から吹出され、空気清浄装置に送られる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２７８８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した空調システムにおいては、熱交換装置の空気吹出口から吹出された空気を、できるだけ多く空気清浄装置の空気吸込口へ受け渡す必要がある。このため、熱交換装置から吹出される空気の吹出速度は、熱交換装置の空気吸込口に短絡せず、且つ、空気清浄装置の空気吸込口へ十分に吸い込まれる程度の速度に設定されている。しかしながら、上述した空調システムでは、熱交換装置の空気吹出口から吹出される気流が、受け手である空気清浄装置の吸込気流特性にマッチングしていないため、熱交換装置の空気吹出口から吹出された気流の一部が空気清浄装置の空気吸込口に吸い込まれずに空気清浄装置の上部を通過してしまい、効率のよい空気の受け渡しが行われていなかった。
【０００５】
また、クリーンルーム内に設置される各種生産装置の大型化に伴って熱交換装置及び空気清浄装置の風量が大きくなるとともに両者間の距離も長くなることから、熱交換装置と空気清浄装置との間の距離に応じて効率よく空気の受け渡しを行うことが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑み、クリーンルーム内において、熱交換装置の空気吹出口から吹出された空気を、空気清浄装置の空気吸込口へ効率よく受け渡すことができる気流制御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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のクリーンルームの気流制御システムは、側面に吹出口を備え、装置内に取り込んだ空気を所望の温度状態にして前記吹出口から吹き出す熱交換装置と、上面に吸込口を備え、前記吸込口を通じて取り込んだ空気を清浄処理して室内に放出する空気清浄装置とを備え、前記熱交換装置をクリーンルームの上部に配置する一方、前記空気清浄装置を前記熱交換装置と所定の距離を置いて、前記熱交換装置の側方下部に配置し、前記熱交換装置の空気吹出口から吹出された空気を前記空気清浄装置の空気吸込口に受け渡すようにしたクリーンルームの気流制御システムにおいて、前記空気清浄装置の吸込口が形成された面を、前記熱交換装置の吹出口が形成された面と直交させる態様で、前記空気清浄装置を前記熱交換装置の側方下部に配置し、前記熱交換装置の吹出口における下中央部分を通過する空気の吹出速度が、前記吹出口の他の部分を通過する空気の吹出速度よりも速くなるように、前記熱交換装置の吹き出し口に通風抵抗部材を配置したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２のクリーンルームの気流制御システムは、上記請求項１において、前記熱交換装置の吹出口を下中央、左下、右下、上中央、左上、右上の６つの領域で構成し、前記吹出口の下中央部分を通過する空気の吹出速度が最も早く、且つ、前記吹出口の左上及び右上部分を通過する空気の吹出速度が最も遅くなるように、前記通風抵抗部材を配置したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３のクリーンルームの気流制御システムは、上記請求項１又は２において、前記通風抵抗部材が、２枚以上の金網を重ね合わせて構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４のクリーンルームの気流制御システムは、上記請求項３において、前記通風抵抗部材を構成する金網が、目開きの異なる金網を重ね合わせて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５のクリーンルームの気流制御システムは、上記請求項３において、前記通風抵抗部材を構成する金網が、線径の異なる金網を重ね合わせて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６のクリーンルームの気流制御システムは、上記請求項１から５のいずれか一つにおいて、前記熱交換装置の吹出口の下端部に導風板を設置し、前記下端部から離れるにしたがって高くなるように前記導風板を傾斜させたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項７のクリーンルームの気流制御システムは、上記請求項１から５のいずれか一つにおいて、前記熱交換装置の吹出口の前方に、所定間隔を置いて配列された複数の羽板からなるルーバを設置し、前記吹出口から離れるにしたがって高くなるように前記各羽板を傾斜させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のクリーンルームの気流制御システムによれば、空気清浄装置の吸込口における空気吸込量に応じて熱交換装置の吹出口に通風抵抗部材を配置し、この通風抵抗部材によって吹出口を通過する空気の吹出速度を制御するようにしたことで、熱交換装置の吹出口から吹出された空気が空気清浄装置の吸込口に吸い込まれずに吸込口の上部を通過するいわゆるオーバーシュート気流を低減させることが可能となるため、熱交換装置から空気清浄装置への空気の受渡し効率を向上させることが可能となる。その結果、クリーンルーム内の清浄度が高く保たれるとともに、クリーンルームにおける空間の温度制御・熱処理性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照して、本発明のクリーンルームの気流制御システムにおける好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
図１は、クリーンルームの一例を側方から見た図である。図１に示すように、このクリーンルームは上下２階から構成されており、上階の中央及び下階部分に、本実施の形態において適用対象となる乱流式クリーンルーム１０が配置されている。この乱流式クリーンルーム１０は、清浄度クラス６〜１０の処理を行うものである。上階の乱流式クリーンルーム１０の両側には、清浄度クラス４の処理を行う整流式クリーンルームが配置してある。なお、以下の説明では、乱流式クリーンルーム１０を省略して「クリーンルーム１０」と呼ぶことにする。図１に示すように、本実施の形態であるクリーンルームの気流制御システムは、クリーンルーム１０内に熱交換装置２０及び空気清浄装置３０を備えている。
【００２２】
熱交換装置２０は、ＦＣＵ（Ｆａｎ Ｃｏｉｌ Ｕｎｉｔ）であり、下面に空気吸込口２１、側面に空気吹出口２２が設けられたケーシング２３と、ケーシング２３内に配置された図示しない熱交換コイル及び送風ファンとを備えている。以下、空気吸込口２１及び空気吹出口２２を、それぞれ省略して「吸込口２１」及び「吹出口２２」という。熱交換装置２０は、送風ファンを作動させることにより、吸込口２１を通じて上階の室内２及び下階の室内１の空気を装置内に取り込み、取り込んだ空気と熱交換コイルとの間で熱交換を行い、所望の温度状態となった空気を吹出口２２から吹き出すように構成されている。図１には明示されていないが、吹出口２２は、熱交換装置２０の全側面（四側面）に設けられている。
【００２３】
空気清浄装置３０は、ＦＦＵ（Ｆａｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ）であり、ケーシングの上面に空気吸込口３１、下面に空気吹出口３２が設けられ、空気吸込口３１を通じて室内２，１の空気を装置内に取り込み、清浄処理した空気を室内２，１に吹出すように構成されている。以下、空気吸込口３１及び空気吹出口３２を、それぞれ省略して「吸込口３１」及び「吹出口３２」という。この空気清浄装置３０の吹出口３２には、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタが設けてある。
【００２４】
図２−１及び図２−２は、下階の室内１における熱交換装置２０及び空気清浄装置３０の配置の一例を示す図であり、図２−１は側面図、図２−２は上面図である。図２−１及び図２−２に示すように、熱交換装置２０は、空気清浄装置３０よりも上方に配置されるとともに、室内１の奥行き及び幅方向の四方に処理後の空気を吹出すように配置されている。また、図２−２に示すように、１つの熱交換装置２０に対応して複数（４つ）の空気清浄装置３０が配置されている。空気清浄装置３０は、熱交換装置２０の各吹出し方向に対応してそれぞれ配置されている。より詳細に説明すると、空気清浄装置３０は、図２−１、図２−２及び図８に示すように、吸込口３１が形成された面を、熱交換装置２０の吹出口２２が形成された面と直交させる態様で、熱交換装置２０と所定の距離を置いて、熱交換装置２０の側方下部に配置されている。図２−２に示すように、室内１には、２つの熱交換装置２０に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３０が配置されている。
【００２５】
上記のように熱交換装置２０及び空気清浄装置３０が配置された室内１においては、空気清浄装置３０の吹出口３２から吹出された空気は、室内１の下部の床面４に到達した後、室内１の上部に向けて対流する。室内１を対流する空気は、熱交換装置２０の吸込口２１を通じて熱交換装置２０内に吸い込まれ、熱交換コイルとの間で熱交換を行った後に、吹出口２２から空気清浄装置３０に向けて吹出される。吹出口２２から吹き出された空気は、空気清浄装置３０の吸込口３１に受け渡され、吸込口３１を通じて装置内に吸い込まれて清浄処理された後に、吹出口３２から室内１に吹出され、室内１を対流して熱交換装置の吸込口２１に吸い込まれる。以上の過程を繰り返すことにより、熱交換装置２０及び空気清浄装置３０で処理された空気が室内を循環することになる。
【００２６】
なお、クリーンルーム１０内において、空気清浄装置３０は装置５の近傍に設置されることが好ましく、これにより装置５周りの清浄度が確実に保たれる。ここで、装置５としては、清浄度クラス６〜７のクリーンルームで好適とされる、例えば撮像管の試作、ＶＴＲヘッドなどの微細加工及び精密測定などに用いられる装置等を設置することができる。なお、破線部分は、空気清浄装置３０の処理後の空気が吹出される範囲を示している。
【００２７】
上記構成を有する気流制御システムでは、クリーンルーム１０内において、熱交換装置２０の空気吹出口２２から吹き出された空気を空気清浄装置３０の空気吸込口３１へ効率よく受け渡す必要がある。熱交換装置２０の空気吹出口２２から吹き出された空気ができるだけ空気清浄装置３０の空気吸込口３１に吸い込まれるようにするには、熱交換装置２０の空気吹出口２２から吹出された気流を、空気清浄装置３０の吸込気流特性とマッチングのよいプロフィールに調整することが重要である。以下に説明するように、本実施の形態における気流制御システムは、熱交換装置２０から空気清浄装置３０への空気の受渡し率が所望の値となるように、空気清浄装置３０の吸込口３１における空気吸込量に応じて熱交換装置２０の吹出口２２に通風抵抗部材５０を配置し、吹出口２２を通過する空気の吹出速度を制御するようにしている。
【００２８】
ここで、上述した熱交換装置２０から空気清浄装置３０への空気の「受渡し率」とは、熱交換装置２０の吹出口２２から吹出された気流が室内空気と混合して風量を増加させながら下流へ流れ、空気清浄装置３０の吸込口３１まで到達した到達気流の風量をＱ１、到達気流Ｑ１のうち吸込口３１に吸込まれた到達気流の風量をＱ１−ｉｎとして、Ｑ１−ｉｎ／Ｑ１で定義されるものである。
【００２９】
図３は、空気清浄装置３０の吸込口３１上部の吸込風速分布（風量２６００ｍ３／ｈ）を等速度線で示したものであり、３次元超音波風速計で測定したものである。図３に示すように、吸込風速が１．０ｍ／ｓ以上になるのは、中心からの距離が上部で３００ｍｍ、左右で４００ｍｍの範囲であり、高受渡し率を達成するためにはこのエリアを狙って、熱交換装置２０の吹出口２２からの気流を送るとよいと考えられる。熱交換装置２０の吹出口２２から吹き出された気流が空気清浄装置３０の吸込口３１にできるだけ多く吸い込まれるようにするためには、熱交換装置２０の吹出口２２から吹出される吹出気流の流線と、空気清浄装置３０の吸込口３１に吸込まれる吸込気流の流線を合成した流線群が、できるだけ多く空気清浄装置３０の吸込口３１へ入るようにすればよいと考えられる。
【００３０】
図４は、吹出口２２と吸込口３１との間の水平距離が３．０ｍの場合について意図した熱交換装置２０の吹出気流の速度分布プロフィール(左図)と、熱交換装置の吹出流線及び空気清浄装置の吸込流線の合成流線(右図)を示す図である。図４において上図は側面図、下図は上面図である。なお、右図において合成流線群は矢印で示されている。空気清浄装置３０の吸込口３１上部の吸込風速分布が図３に示されるような分布となるとき、図４の右図の合成流線になるように、すなわち、吹出口２２からの吹出気流の速度分布を図４の左側に示されるようなプロフィールにしたい。この図４に示されるような気流プロフィールを作り出すために、熱交換装置２０の吹出口２２に、以下の実施例で説明する通風抵抗部材５０を配置し、これによって吹出口２２に抵抗のグラデーションをつけて、吹出口２２を通過する空気の吹出速度に分布をつける。より具体的には、吹出口２２の下中央を通過する空気の吹出速度が最も速く、上中央・左下・右下を通過する空気の吹出速度がやや遅く、左上・右上を通過する空気の吹出速度が最も遅くなるように通風抵抗部材５０を配置する。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明のクリーンルームの気流制御システムについて具体的に説明する。
【００３２】
（実施例１）
図５は、実施例１で適用される熱交換装置２０の概略斜視図、図６は、実施例１で適用される熱交換装置２０の吹出口２２に配置される通風抵抗部材５０を示す図、図７は、実施例１における吹出口２２の空気の速度分布の一例を示す図、図８は熱交換装置２０からの吹出気流及び空気清浄装置３０の吸込気流の概念図である。実施例１で適用される熱交換装置２０は、上記で説明した図１〜図２−２で示した熱交換装置と同様の構成を有するものであり、ケーシング２３内に熱交換コイル及び送風ファンとを備えている。熱交換装置２０は、送風ファンを作動させることにより、吸込口２１（図示せず）を通じて室内の空気を装置内に取り込み、取り込んだ空気と熱交換コイルとの間で熱交換を行い、所望の温度状態となった空気を、チャンバー２４を介して吹出口２２から吹き出すように構成されている。ここで、チャンバー２４とは、消音や空気の混合・分岐などの目的で設置される箱状の装置である。なお、実施例１で適用される熱交換装置２０は、図１〜図２−２で示したものと同様に、吹出口２２を各側面に１つずつ（すなわち計４個）備えた構成を有しているが、図５では一側面の吹出口２２のみを示し、他の３つの側面に設けた吹出口２２の図示を省略している。
【００３３】
図５に示すように、熱交換装置２０のチャンバー２４の前面に形成された吹出口２２の全面を覆う態様で、通風抵抗部材５０を配置した。この通風抵抗部材５０は、図６に示すように、メッシュＡ及びメッシュＢの２種類の金網を適当な寸法に切断して作成した６枚の金網５０ａ〜５０ｆを重ね合わせて構成したものであり、重ね合わせる金網の枚数やメッシュの種類が適宜選択されることによって、吹出口２２の部位ごとに通風抵抗を異ならせ、吹出口２２を通過する空気の吹出速度に分布をつけるものである。なお、メッシュＡは、線径０．３０ｍｍ、メッシュ数２１、目開き０．９１ｍｍ、開口率５６．５４であり、メッシュＢは、線径０．３５ｍｍ、メッシュ数１７、目開き１．１４ｍｍ、開口率５８．６０である。
【００３４】
実施例１では、金網５０ａ〜５０ｆを重ね合わせて構成した通風抵抗部材５０を吹出口２２に配置することにより、図５に示すように、吹出口２２を左上４１、上中央４２、右上４３、左下４４、下中央４５、右下４６の６つの領域で構成した。図７は、吹出口２２に通風抵抗部材５０を配置した場合の吹出口２２における空気の速度分布（吹出口風量が１２５０ｍ３／ｈの場合）である。図７に示すように、下中央４５を通過する空気の吹出速度が最も速く、左上４１・右上４３を通過する空気の吹出速度が最も遅くなるようにした。
【００３５】
吹出口２２は、開口寸法９００ｍｍ×２７０ｍｍ、開口面積０．２４３ｍ２、アスペクト比３．３３とした。また、熱交換装置２０の熱交換コイルは、フィン間隔２ｍｍ、フィン長さ２５０ｍｍ、フィン幅１９ｍｍ×６列、コイル間隔２０ｍｍ、コイル径１０Φのものを使用した。
【００３６】
図８に示すように、空気清浄装置３０の吸込口３１が形成された面を熱交換装置２０の吹出口２２が形成された面と直交させる態様で、空気清浄装置３０を熱交換装置２０の側方下部に配置した。熱交換装置２０の吹出口２２の風量と、熱交換装置２０の吹出口２２と空気清浄装置３０の吸込口３１との間の水平距離（図１１を参照）の２つを因子とし、吹出口風量を３水準（１２５０ｍ３／ｈ、１７５０ｍ３／ｈ、２１２５ｍ３／ｈ）、吹出口２２・吸込口３１間の水平距離を３水準（１．５ｍ、３．０ｍ、５．０ｍ）として、吹出口２２から吸込口３１への気流の受渡し率を測定した。なお、すべての条件で、空気清浄装置３０の吸込風量を２５００ｍ３／ｈとした。また、吸込口３１に対する吹出口２２の高さ（鉛直距離：図１１を参照）は８ｃｍとした。表１に実施例１の受渡し率を示す。
【表１】
0005218829.tif 000002
【００３７】
（実施例２）
図９−１は、実施例２で適用される熱交換装置２０の概略斜視図、図９−２は、実施例２で適用される熱交換装置２０の吹出口２２に配置される通風抵抗部材５０´の一部を拡大して示した図、図１０は実施例２における熱交換装置２０の吹出気流及び空気清浄装置３０の吸込気流の概念図である。
【００３８】
図９−１に示すように、実施例２では、実施例１のチャンバー付きの熱交換装置に替えて、チャンバーなしの熱交換装置２０を適用し、通風抵抗部材５０´として、実施例１の金網５０ａ〜５０ｆに替えて、金属板に打ち抜き加工をして多数の小孔５１を形成したパンチングパネル５０´を吹出口２２に配置した。なお、実施例２で適用される熱交換装置２０も、実施例１の熱交換装置２０と同様に吹出口２２を各側面に１つずつ（すなわち計４個）備えた構成を有しているが、図９−１では一側面の吹出口２２のみを示し、他の３つの側面に設けた吹出口２２の図示を省略している。実施例１では、吹出口２２に金網５０ａ〜５０ｆを重ね合わせて配置することによって吹出口２２を通過する空気の吹出速度に分布をつけたのに対し、実施例２では、吹出口２２に１枚のパンチングパネル５０´を配置することによって吹出気流の乱れを小さくするとともに、吹出口２２を通過する空気の吹出速度の分布が均一となるようにした。なお、パンチングパネル５０´は孔径５．０ｍｍ、ピッチ６．５ｍｍ、開口率３５％のものを適用した。
【００３９】
また、実施例２では、吹出口２２からの吹出気流が吸込口３１まで到達する吹出速度（約１．０ｍ／ｓ）以上の条件で、実施例１よりも吹出開口面積を大きくして吹出速度を遅くし、気流の乱れを最小限とする構成とした。実施例２における熱交換装置２０の吹出口２２は、開口寸法９００ｍｍ×５３２ｍｍ、開口面積０．４７８８ｍ２、アスペクト比１．６９であり、吹出口２２を通過する空気の吹出速度は、吹出口風量が２１２５ｍ３／ｈの場合、１．２３ｍ／ｓである。また、熱交換装置２０の熱交換コイルは、実施例１と同様のものを適用した。
【００４０】
実施例１と同様の条件で、吹出口２２から吸込口３１への気流の受渡し率を測定した。表２に実施例２の受渡し率を示す。また、実施例１及び実施例２の吹出口２２の仕様をまとめて表３に示す。
【表２】
0005218829.tif 000003
【表３】
0005218829.tif 000004
【００４１】
表１及び表２から、吹出口風量が１２５０ｍ３／ｈ、吹出口２２・吸込口３１間の水平距離が１．５ｍの場合の受渡し率は１００％であり、これより吹出口風量が大きくなるほど、水平距離が長くなるほど、受渡し率が低くなる傾向にあることが分かる。また、表１と表２を比べると、近距離（１．５ｍ）、中距離（３．０ｍ）では、表１の受渡し率が高く、逆に、遠距離（５．０ｍ）では表２の受渡し率が高いことが分かる。
【００４２】
従って、吹出口２２と吸込口３１との間が近距離（１．５ｍ）及び中距離（３．０ｍ）の場合で高受渡し率を実現するには、熱交換装置２０の吹出口２２の下中央４５の吹出速度を速くして、空気清浄装置３０の吸込力の強いエリアへ気流を積極的に送るとともに、熱交換装置２０の吹出口２２の左上４１、右上４３の吹出速度を遅くしてオーバーシュートを防ぐことが効果的であると考えられる。吹出気流の中心部の吹出速度を速くし、周囲の吹出速度を遅くすることは、図８の吹出気流及び吸込気流の概念図に示されるように、空気清浄装置３０の吸込口３１に到達するまでなるべく拡がらない気流形状を作るのに寄与するものと考えられる。
【００４３】
一方、吹出口２２と吸込口３１との間が遠距離（５．０ｍ）の場合で高受渡し率を実現するには、熱交換装置２０の吹出口２２からの吹出気流が空気清浄装置３０の吸込口３１まで到達する吹出速度以上の条件で、吹出開口面積を大きくして吹出速度を遅くし、気流の乱れを小さくして風量の増加を最小限にすることが効果的であると考えられる。
【００４４】
（実施例３）
上述した実施例１では、吹出口風量が等しい３つの例において、熱交換装置２０の吹出口２２と空気清浄装置３０の吸込口３１との間の水平距離が長いほど受渡し率が低くなるという結果が得られた。一般的に、吹出口２２を通過する空気の吹出速度及び吹出温度を固定した場合、熱交換装置２０と空気清浄装置３０との間の水平距離が長いほど、吹出気流の降下距離（図１１を参照）は長くなる。また、一般的に、熱交換装置２０の吹出口２２と空気清浄装置３０の吸込口３１との間の水平距離を固定した場合、熱交換装置２０の吹出口２２における吹出温度が低いほど、また、吹出口２２を通過する空気の吹出速度が遅いほど、吹出気流の降下距離（図１１を参照）は長くなる。
【００４５】
熱交換装置２０の吹出口２２と空気清浄装置３０の吸込口３１との間の水平距離が長く（例えば５ｍ）、熱交換装置２０の吹出口２２の吹出温度と室内雰囲気の温度差ΔＴ（吹出温度＜室内温度）が比較的大きい場合（例えばΔＴ＝８℃）、図１２−１に示すように、吹出口２２の下中央４５と比べて吹出速度を遅くした左上４１、左下４４、右上４３、右下４６の吹出気流の風向は、下中央４５の吹出気流と比べて下向きになる。図１２−２は、図１２−１に示した状態における吹出気流の速度分布プロフィール、及び、吹出流線と吸込流線の合成流線を示した図である。図１２−２に示すように、吹出速度の速い下中央４５の吹出気流が空気清浄装置３０の吸込口３１に到達する一方、下中央４５よりも吹出速度の遅い左上４１、左下４４、右上４３、右下４６の吹出気流は、空気清浄装置３０の吸込口３１に到達する前に大きく降下し、吸込口３１に十分に吸い込まれない。
【００４６】
従って、吹出口２２と吸込口３１との間の水平距離が比較的長く、且つ、吹出口２２の吹出温度と室内雰囲気の温度差ΔＴが比較的大きい場合には、吹出気流の降下を抑制する目的で、吹出口２２（通風抵抗部材５０）の下端部に、図１３に示すような導風板６０を設置するのが好ましい。
【００４７】
図１３は、図５に示した熱交換装置２０における吹出口２２の下端部に導風板６０を設置した状態の一例を示す図である。また、図１４は、図１３に示した熱交換装置２０からの吹出気流及び空気清浄装置３０の吸込気流の概念図、図１５−１は、図１３に示した熱交換装置２０の吹出気流の風向を模式的に示した図、図１５−２は、図１５−１に示した状態における吹出気流の速度分布プロフィール、及び、吹出流線と吸込流線の合成流線を示した図である。
【００４８】
図１３に示す例では、導風板６０は、吹出口２２の左下４４及び右下４６の下端部に１枚ずつ設置してある。この導風板６０は、吹出口２２の左下４４及び右下４６の各領域の幅寸法とほぼ同じ大きさに形成された矩形の板材であり、吹出口２２の下端部から離れるにしたがって高くなるように傾斜した状態（すなわち、通風抵抗部材５０の法線に対して斜め上向きとなる状態）で設置される。また、導風板６０の水平面からの傾斜角度θは、吹出口風量、吹出口２２を通過する空気の吹出速度、吹出温度等に応じて調整可能となっている。
【００４９】
図１４及び図１５−１に示すように、吹出口２２において、下中央４５と比べて吹出速度を遅くした左下４４及び右下４６の下端部に導風板６０を設置し、上記各領域からの吹出気流を導風板６０によって上向きに導くようにしたことで、吹出口２２の上記各領域の吹出気流の降下を抑制することが可能となる。その結果、図１５−２に示すように、上記各領域から吹き出された吹出気流を吸込口３１に到達させることが可能となる。
【００５０】
なお、吹出口２２の下中央４５を通過する空気の吹出速度が比較的遅く、下中央４５の吹出気流の降下距離が長くなるような場合には、図１６に示すように、吹出口２２の下端部全域に亘って導風板６０を設置してもよい。
【００５１】
また、上述した導風板６０を設置する替わりに、図１７に示すように、吹出口２２の前方（すなわち室内側）にルーバ７０を設置してもよい。図１７は、通風抵抗部材５０が設置された吹出口２２の左上４１・左下４４及び右上４３・右下４６の前方にルーバ７０を設置した状態を示す図であり、図１８は、図１７に示した熱交換装置２０からの吹出気流及び空気清浄装置３０の吸込気流の概念図である。ルーバ７０は、図１７及び図１８に示すように、複数の羽板７１を所定の間隔をあけて横方向に平行に配列したものであり、取付具７２を用いて吹出口２２の左右両端部に取付けてある。各羽板７１は、上述した導風板６０と同様に、吹出口２２から離れるにしたがって高くなるように傾斜させた状態（すなわち通風抵抗部材５０の法線に対して斜め上向きとなる状態）に設置される。また、各羽板７１の水平面からの傾斜角度θは、吹出口風量、吹出口２２を通過する吹出速度、吹出温度等に応じて調節可能となっている。
【００５２】
このように、吹出口２２において、下中央４５と比べて吹出速度を遅くした左上４１・左下４４及び右上４３・右下４６の前方にルーバ７０を設置することで、上述した導風板６０と同様に、上記各領域の吹出気流の降下を抑制することが可能となり、上記各領域から吹き出された吹出気流を吸込口３１に到達させることが可能となる。
【００５３】
なお、吹出口２２の下中央４５を通過する空気の吹出速度が比較的遅く、吹出気流の降下距離が長くなる場合には、図１９に示すように、吹出口２２（通風抵抗部材５０）の全面にルーバ７０を設置してもよい。
【００５４】
以下の条件で、上述した導風板６０を吹出口２２に設置した場合の空気の受渡し率を測定した。図１３に示すように、熱交換装置２０のチャンバー２４の前面に形成された吹出口２２の全面を覆う態様で通風抵抗部材５０を配置し、吹出口２２を左上４１、上中央４２、右上４３、左下４４、下中央４５、右下４６の６つの領域で構成した。熱交換装置２０及び通風抵抗部材５０は、実施例１と同一のものを用いた。
【００５５】
熱交換装置２０の吹出口２２の風量は２１２５ｍ３／ｈ、吹出口２２における空気の吹出速度は、下中央４５が４．０ｍ／ｓ、上中央４２が１．９ｍ／ｓ、左下４４及び右下４６が１．８ｍ／ｓ、左上４１及び右上４３が１．５ｍ／ｓである。また、吹出口２２の吹出温度は１５℃、室内雰囲気の温度は２３℃、すなわち吹出口２２の吹出温度と室内雰囲気との温度差ΔＴは８℃である。また、空気清浄装置３０の吸込風量は２５００ｍ３／ｈである。
【００５６】
吹出口２２の左下４４及び右下４６の下端部にはそれぞれ導風板６０を設置した。導風板６０の幅寸法は、吹出口２２の左下４４及び右下４６の幅寸法とほぼ同じであり、幅２００ｍｍ×長さ３００ｍｍである。
【００５７】
図１４に示すように、空気清浄装置３０の吸込口３１が形成された面を熱交換装置２０の吹出口２２が形成された面と直交させる態様で、空気清浄装置３０を熱交換装置２０の側方下部に配置した。熱交換装置２０の吹出口２２と空気清浄装置３０の吸込口３１との間の水平距離は５．０ｍ、吹出口２２と吸込口３１との間の鉛直距離（吹出口２２からの吹出気流の降下距離）は０．７ｍである。
【００５８】
導風板６０の水平面からの傾斜角度θを、０°、６°、１５°、２０°に変化させた各場合について、吹出口２２から吸込口３１への気流の受渡し率を測定した。また、上記と同様の条件で導風板６０を設置しない場合の受渡し率も測定した。表４に実施例３の受渡し率を示す。
【表４】
0005218829.tif 000005
【００５９】
表４より、導風板６０の傾斜角度θを１５°とした場合に最も受渡し率が高くなり、導風板６０を設置しない場合の受渡し率（４５％）よりも８％程度上昇させることができた。一方、導風板６０の傾斜角度θを２０°とした場合の受渡し率は、導風板６０を設置しない場合の受渡し率よりも低い結果となった。以上の結果より、導風板６０の傾斜角度θは、吹出口風量、吹出口２２を通過する吹出速度、吹出温度等に応じた最適な角度に調整する必要がある。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態のクリーンルームの気流制御システムによれば、空気清浄装置３０の吸込口３１における空気吸込量に応じて熱交換装置２０の吹出口２２に通風抵抗部材５０を配置し、この通風抵抗部材５０によって吹出口２２を通過する空気の吹出速度を制御するようにしたことで、吹出口２２から吹出された空気が空気清浄装置３０の吸込口３１に吸い込まれずに吸込口３１の上部を通過するいわゆるオーバーシュート気流を低減させることが可能となるため、熱交換装置２０から空気清浄装置３０への空気の受渡し効率を向上させることが可能となる。その結果、クリーンルーム内の清浄度を高く保つことができるとともに、クリーンルームにおける空間の温度制御・熱処理性能を向上させることができる。
【００６１】
具体的には、空気清浄装置３０の吸込口３１が形成された面を、熱交換装置２０の吹出口２２が形成された面と直交させる態様で、空気清浄装置３０を熱交換装置２０の側方下部に配置するとともに、吹出口２２に通風抵抗部材５０を配置することによって吹出口２２を下中央４５、左下４４、右下４６、上中央４２、左上４１、右上４３の６つの領域で構成し、吹出口２２の下中央４５を通過する空気の吹出速度が最も早く、且つ、吹出口２２の左上４１及び右上４３を通過する空気の吹出速度が最も遅くなるように調整している。上記のように構成することで、熱交換装置２０の吹出口２２からの吹出気流を、空気清浄装置３０の吸込気流特性とマッチングのよいプロフィールに調整することが可能となる。
【００６２】
また、通風抵抗部材５０を、複数枚の目開き・線径の異なる金網を重ね合わせて構成としたことで、吹出口２２を通過する空気の吹出速度の制御を容易且つ低コストで行うことができる。
【００６３】
また、熱交換装置２０の吹出口２２に導風板６０又はルーバ７０を設置したことで、吹出口２２からの吹出気流と室内雰囲気の温度差ΔＴが大きく、且つ、吹出速度が比較的遅い場合に、吹出口２２からの吹出気流が空気清浄装置３０の吸込口３１に到達する前に降下してしまうといった事態を防止することが可能となり、吹出口２２からの吹出気流を吸込口３１まで確実に到達させることが可能となる。その結果、クリーンルーム１０における空間の温度制御・熱処理性能をさらに向上させることができる。
【００６４】
また、吹出口２２に導風板６０又はルーバ７０を設置することで、吹出気流の降下距離、すなわち熱交換装置２０の吹出口２２と空気清浄装置３０の吸込口３１との間の鉛直距離を短くすることができる。その結果、クリーンルーム１０の天井高を従来よりも低くすることができるようになるため、建屋コストを低減させることができる。
【００６５】
また、導風板６０又はルーバ７０の羽板７１の傾斜角度を調整可能に構成したことで、熱交換装置２０の吹出口風量、吹出口２２の吹出速度、吹出温度等に応じて、導風板６０又はルーバ７０を最適な角度に設置することができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態では、図２−２に示すように、熱交換装置２０の吹出口２２からの吹出方向が、この吹出口２２に対向する室内の壁に直交するように（すなわち、壁の法線に対して平行となるように）熱交換装置２０を配置し、これに対応させて空気清浄装置３０を配置したが、熱交換装置２０と空気清浄装置３０の配置はこれに限定されるものではない。例えば図２０に示すように、熱交換装置２０の吹出口２２からの吹出方向が、この吹出口２２に対向する室内の壁と直交しないように（すなわち、壁の法線に対して４５°斜めになるように）熱交換装置２０を配置し、これに対応させて空気清浄装置３０を配置してもよい。また、上記実施の形態では、図２−２に示すように、室内において２つの熱交換装置２０に対して４つずつ計８つの空気清浄装置３０を配置したが、図２１に示すように、図２０に示した２つの熱交換装置２０の間にもうひとつ熱交換装置２０を配置してもよい。要するに、空気清浄装置３０の吸込口３１が形成された面を、熱交換装置２０の吹出口２２が形成された面と直交させる態様で、空気清浄装置３０を熱交換装置２０の側方下部に配置するという条件を満たしていれば、熱交換装置２０と空気清浄装置３０を室内においてどのように配置しても構わない。
【００６７】
また、上記実施の形態では、熱交換装置２０の吹出口２２の下中央４５を通過する空気の吹出速度が最も早く、且つ、吹出口の左上４１及び右上４３を通過する空気の吹出速度が最も遅くなるように通風抵抗部材（金網）５０を配置したが、吹出口２２の速度分布はこれに限定されるものではなく、空気清浄装置３０の吸込風量及び吸込気流速度分布を考慮して適宜調整される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態で適用されるクリーンルームの一例を側方から見た図である。
【図２−１】下階の室内における熱交換装置及び空気清浄装置の配置の一例を示す側面図である。
【図２−２】下階の室内における熱交換装置及び空気清浄装置の配置の一例を示す上面図である。
【図３】空気清浄装置における吸込口の吸込気流速度分布を示すグラフである。
【図４】熱交換装置の吹出気流の速度分布プロフィール(左図)と、熱交換装置の吹出流線及び空気清浄装置の吸込流線の合成流線(右図)を示す図である。
【図５】実施例１で適用される熱交換装置の概略斜視図である。
【図６】実施例１で適用される通風抵抗部材（金網）を示す図である。
【図７】実施例１における吹出口の速度分布を示す図である。
【図８】熱交換装置からの吹出気流及び空気清浄装置の吸込気流の概念図である。
【図９−１】実施例２で適用される熱交換装置の概略斜視図である。
【図９−２】実施例２で適用される通風抵抗部材（パンチングメタル）の一部を拡大して示した図である。
【図１０】実施例２における熱交換装置の吹出気流及び空気清浄装置の吸込気流の概念図である。
【図１１】熱交換装置と空気清浄装置の配置を説明するための図である。
【図１２−１】熱交換装置と空気清浄装置との間の水平距離が長く、熱交換装置の吹出口の吹出温度と室内雰囲気の温度差が大きい場合における吹出気流の風向を模式的に示した図である。
【図１２−２】図１２−１に示した状態における吹出気流の速度分布プロフィール、及び、吹出流線と吸込流線の合成流線を示した図である。
【図１３】熱交換装置の吹出口の下端部に導風板を設置した状態の一例を示す図である。
【図１４】吹出口に導風板を設置した場合における熱交換装置からの吹出気流及び空気清浄装置の吸込気流の概念図である。
【図１５−１】図１３に示した熱交換装置からの吹出気流の風向を模式的に示した図である。
【図１５−２】図１５−１に示した状態における吹出気流の速度分布プロフィール、及び、吹出流線と吸込流線の合成流線を示した図である。
【図１６】熱交換装置の吹出口の下端部に導風板を設置した状態の他の例を示す図である。
【図１７】熱交換装置の吹出口にルーバを設置した状態の一例を示す図である。
【図１８】吹出口にルーバを設置した場合における熱交換装置からの吹出気流及び空気清浄装置の吸込気流の概念図である。
【図１９】熱交換装置の吹出口にルーバを設置した状態の他の例を示す図である。
【図２０】室内における熱交換装置及び空気清浄装置の配置の一例を示す上面図である。
【図２１】室内における熱交換装置及び空気清浄装置の配置の一例を示す上面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１      下階の室内
２      上階の室内
４      床面
５      （クリーンルーム内の）装置
１０  （乱流式）クリーンルーム
２０    熱交換装置
２１    （熱交換装置の）吸込口
２２    （熱交換装置の）吹出口
２３    （熱交換装置の）ケーシング
２４    （熱交換装置の）チャンバー
３０    空気清浄装置
３１    （空気清浄装置の）吸込口
３２    （空気清浄装置の）吹出口
５０    通風抵抗部材
５０ａ  金網
５０ｂ  金網
５０ｃ  金網
５０ｄ  金網
５０ｅ  金網
５０ｆ  金網
５０´  パンチングパネル（通風抵抗部材）
５１    小孔
６０    導風板
７０    ルーバ
７１    羽板
７２    取付具
【図１】
0005218829.tif 000006
【図２−１】
0005218829.tif 000007
【図２−２】
0005218829.tif 000008
【図３】
0005218829.tif 000009
【図４】
0005218829.tif 000010
【図６】
0005218829.tif 000011
【図７】
0005218829.tif 000012
【図９−１】
0005218829.tif 000013
【図９−２】
0005218829.tif 000014
【図１０】
0005218829.tif 000015
【図１２−２】
0005218829.tif 000016
【図１５−２】
0005218829.tif 000017
【図１７】
0005218829.tif 000018
【図１８】
0005218829.tif 000019
【図１９】
0005218829.tif 000020
【図２０】
0005218829.tif 000021
【図２１】
0005218829.tif 000022
【図５】
0005218829.tif 000023
【図８】
0005218829.tif 000024
【図１１】
0005218829.tif 000025
【図１２−１】
0005218829.tif 000026
【図１３】
0005218829.tif 000027
【図１４】
0005218829.tif 000028
【図１５−１】
0005218829.tif 000029
【図１６】
0005218829.tif 000030