(57)【要約】【課題】空調給気設備に用いるエネルギーの節減および効率的な利用を図る。【解決手段】クリーンルーム１１内に設置された生産装置１２内へ供給する温調空気ｂは、湿度を調整せずに、加熱部２または冷却部３により温度を調整するので、湿度の調整に要するエネルギーを必要としないため、生産装置１２内へ供給する温調空気ｂに必要とされるエンタルピーＥＴの削減を実現する空調給気設備１０を提供することができる。【選択図】図１
2012007853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気から塵埃を取り除くフィルター部を備え、
前記フィルター部により清浄度を上げられた空気をクリーンルーム内へ供給する空調給気設備であって、
前記空調給気設備は、
前記空気を加熱する加熱部と、
前記空気を冷却する冷却部と、
前記空気の湿度を調整する湿度調整部とを備え、
前記加熱部および／または前記冷却部により温度を調整し、前記湿度調整部により湿度を調整した温調調湿空気を前記クリーンルーム内へ供給し、
前記フィルター部により清浄度を上げた前記空気を、前記加熱部または前記冷却部により温度を調整した温調空気を、前記クリーンルーム内に配置された生産装置内へ直接供給することを特徴とする空調給気設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調給気設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空調給気設備を稼動させることにより、外気に除塵、加熱、冷却、および加湿などの処理を施し、清浄度を上げ温度および湿度を調整した空気（温調調湿空気）をクリーンルーム内へ、およびクリーンルーム内に設置された生産装置内へ、供給している。また、除塵のみを施した空気を生産装置内へ、供給している。（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５７９０９号公報（４頁〜６頁、図１〜６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、空調給気設備を稼動させて得た清浄度の高い空気は、クリーンルーム内および生産装置内へ供給された後、クリーンルームの外へ排気されてしまう。つまり、エネルギーが使用された空気を排出しているので、エネルギーを無駄にしている。このため、空調給気設備に用いるエネルギーの節減および効率的な利用という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものである。以下の形態または適用例により実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる空調給気設備は、外気から塵埃を取り除くフィルター部を備え、前記フィルター部により清浄度を上げられた空気をクリーンルーム内へ供給する空調給気設備であって、前記空調給気設備は、前記空気を加熱する加熱部と、前記空気を冷却する冷却部と、前記空気の湿度を調整する湿度調整部とを備え、前記加熱部および／または前記冷却部により温度を調整し、前記湿度調整部により湿度を調整した温調調湿空気を前記クリーンルーム内へ供給し、前記フィルター部により清浄度を上げた前記空気を、前記加熱部または前記冷却部により温度を調整した温調空気を、前記クリーンルーム内に配置された生産装置内へ直接供給することを要旨とする。
【０００７】
これによれば、クリーンルーム内に設置された生産装置内へ供給する空気は、湿度を調整せずに、加熱部または冷却部により温度を調整するので、湿度の調整に要するエネルギーを必要としないため、生産装置内へ供給する空気に必要とされるエネルギーの削減を実現する空調給気設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の空調給気設備の構成を示す概略構成図。
【図２】本実施形態の実施例１および比較例１の空気の状態を模式的に示す湿り空気線図。
【図３】本実施形態の実施例２および比較例２の空気の状態を模式的に示す湿り空気線図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態）
以下、実施形態について、図１参照して説明する。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、空調給気設備１０は、クリーンルーム１１に設置されている。そして、生産装置１２は、クリーンルーム１１内に配置されている。生産装置１２は、工業用途に用いられる洗浄装置およびドラフトチャンバーなどが例に挙げられる。この洗浄装置としては、ウェットエッチング、ドライエッチング、超音波、および／または流水などの方法を用いたものが例として挙げられる。そのほかに、生産装置１２は、医薬品あるいは化粧品などの生産に用いられる生産装置、または食品の調理などに用いられる生産装置が例として挙げられる。
【００１１】
図１（ｂ）に示すように、空調給気設備１０は、フィルター部１と、加熱部２と、冷却部３と、湿度調整部４と、混合調整部５とを備えている。
【００１２】
フィルター部１は、ＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Air Filter）などを備えている。フィルター部１により、クリーンルーム１１の外気から、塵埃などを取り除いて清浄度を上げられた空気ｃを得る。
【００１３】
加熱部２は、たとえば加熱コイルを備え、フィルター部１により清浄度を上げられた空気ｃを加熱することで、空気ｃの温度を上昇させ、温調空気ｂを得る。冷却部３は、たとえば冷却コイルを備え、空気ｃを冷却することで、空気ｃの温度を低下させ、温調空気ｂを得る。このように、加熱部２および冷却部３により、空気ｃの温度を調整し、温調空気ｂを得る。また、加熱部２は、加熱コイルのほかに前もって加熱するための予熱コイルなどを備えていてもよい。
湿度調整部４は、たとえば冷却方式により除湿する、または、たとえば気化式により加湿することで、フィルター部１により清浄度を上げられた空気ｃの湿度を調整し、温調調湿空気ａを得る。ここで、加熱部２、冷却部３、および湿度調整部４の動作させる順序、ならびに動作させるか否かについては、外気または空気ｃの温度ならびに湿度により、適宜決定される。
【００１４】
混合調整部５は、ダンパーにより、温調空気ｂに空気ｃを混合して、温調空気ｂの温度を調整する。その後、温調空気ｂは、混合調整部５から生産装置１２内へ供給する。
ここで、外気または空気ｃの温度が、温調空気ｂの温度と同等の場合、空気ｃは、加熱部２および冷却部３へ供給されることなく、フィルター部１から混合調整部５へ直接供給される。また、加熱部２および冷却部３により、温度を調整された温調空気ｂに空気ｃを混合させることなく、温調空気ｂを混合調整部５から生産装置１２内へ供給する場合もある。
【００１５】
このような構成の空調給気設備１０により、清浄度を上げ、温度および湿度を調整した温調調湿空気ａを、クリーンルーム１１内へ、供給する。そして、清浄度を上げ、温度を調整した温調空気ｂを、クリーンルーム１１内に配置されている生産装置１２内へ、供給する。
【００１６】
詳しくは、加熱部２または冷却部３により温度を調整した温調空気ｂを、生産装置１２内へ供給する。一方で、加熱部２および／または冷却部３により温度を調整し、湿度調整部４により湿度を調整した温調調湿空気ａを、クリーンルーム１１内へ直接供給する。
つまり、生産装置１２内へ供給する温調空気ｂは、クリーンルーム１１へ供給する温調調湿空気ａとは異なり、湿度調整部４による湿度の調整は施されていないことが、本実施形態の特徴である。
【００１７】
本実施形態では、空調給気設備１０により、クリーンルーム１１内へ供給する温調調湿空気ａの温度（乾球温度ＤＢ）を１７℃とし、生産装置１２内へ供給する温調空気ｂの乾球温度ＤＢを２０℃とする。このように乾球温度ＤＢを同一とせずに、１７℃および２０℃とした理由を以下に示す。
クリーンルーム１１内へ供給された１７℃の温調調湿空気ａを生産装置１２内へ供給した場合、クリーンルーム１１内の照明、クリーンルーム１１内に設置された生産装置１２などの生産装置、およびクリーンルーム１１内の作業者から発せられる熱により、２０℃程度になっている。このため、本実施形態において、空調給気設備１０により、生産装置１２内へ供給する温調空気ｂの乾球温度ＤＢを２０℃とする。
【００１８】
クリーンルーム１１内へ供給された温調調湿空気ａ、および生産装置１２内へ供給された温調空気ｂは、その後クリーンルーム１１の外へ排気される。
【００１９】
本実施形態によれば、クリーンルーム１１内に設置された生産装置１２内へ供給する温調空気ｂは、湿度を調整せずに、加熱部２または冷却部３により温度を調整するので、湿度の調整に要するエネルギーを必要としないため、生産装置１２内へ供給する温調空気ｂに必要とされるエンタルピーＥＴの削減を実現する空調給気設備１０を提供することができる。
【００２０】
以下に、本実施形態の実施例１および２について説明する。
【００２１】
（実施例１）
以下に、本実施形態の実施例１について説明する。
実施例１は、乾球温度ＤＢが２１℃で相対湿度ＲＨが８６％の外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、空調給気設備１０のフィルター部１により清浄度を上げられた空気ｃの乾球温度ＤＢを２０℃にした温調空気ｂを、生産装置１２内へ供給する一例である。そして、クリーンルーム１１内へは、上述した実施形態と同様にして、空気ｃの温度および湿度を調整した温調調湿空気ａを供給する。
【００２２】
まず、実施形態に上述したように、相対湿度ＲＨを調整せずに乾球温度ＤＢだけを調整した温調空気ｂを、生産装置１２内へ供給する場合について説明する。
【００２３】
外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、清浄度を上げた空気ｃ（乾球温度ＤＢ＝２１℃）を、冷却部３により冷却し、温調空気ｂの乾球温度ＤＢを２０℃にする。そして、乾球温度ＤＢが２０℃の温調空気ｂを生産装置１２内へ供給する。
【００２４】
これを、図２に示す湿り空気線図を参照して説明する。
図２において、横軸は乾球温度ＤＢを示している。そして、図２に、実線で図示した直線ＥＴはエンタルピーＥＴ（単位：ｋｃａｌ／ｋｇ）を示し、実線で図示した曲線ＤＰは相対湿度ＲＨ（単位：％）が１００％での露点温度ＤＰ（単位：℃）を示している。相対湿度ＲＨが低下すると、一点鎖線で図示した曲線ＲＨのように、曲線ＤＰの図示右側または下側へ移動する。
【００２５】
乾球温度ＤＢが２１℃の相対湿度ＲＨを調整せずに、冷却部３により冷却し、乾球温度ＤＢを２１℃（図２に示す「Ａ」）から２０℃（図２に示す「Ｂ」）に低下させる。
【００２６】
このとき、図２に示すように、ＡからＢへ、空気ｃから温調空気ｂの状態が変化することに伴うエンタルピーＥＴ（単位：ｋｃａｌ／ｋｇ）は、１３．１８ｋｃａｌ／ｋｇから１２．９８ｋｃａｌ／ｋｇへと変わり、その差である０．２ｋｃａｌ／ｋｇのエンタルピーＥＴを要したことを示している。
【００２７】
（実施例２）
以下に、本実施形態の実施例２について説明する。
実施例２は、乾球温度ＤＢがマイナス２℃で相対湿度ＲＨが６５％の外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、空調給気設備１０のフィルター部１により清浄度を上げられた空気ｃの乾球温度ＤＢを２０℃にした温調空気ｂを、生産装置１２内へ供給する一例である。そして、クリーンルーム１１内へは、上述した実施形態と同様にして、空気ｃの温度および湿度を調整した温調調湿空気ａを供給する。
【００２８】
まず、実施例１と同様に、相対湿度ＲＨを調整せずに乾球温度ＤＢだけを調整した温調空気ｂを、生産装置１２内へ供給する場合について説明する。
【００２９】
外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、清浄度を上げた空気ｃ（乾球温度ＤＢ＝マイナス２℃）を、加熱部２により加熱た温調空気ｂの乾球温度ＤＢをマイナス２℃から２０℃にする。そして、乾球温度ＤＢが２０℃の温調空気ｂを生産装置１２内へ供給する。
【００３０】
これを、図３に示す湿り空気線図を参照して説明する。
図３に示す横軸、縦軸、実線で図示した直線ＥＴ、実線で図示した曲線ＤＰ、および一点鎖線で図示した曲線ＲＨは、上述した図２と同一である。
【００３１】
乾球温度ＤＢがマイナス２℃の相対湿度ＲＨを調整せずに、加熱部２により加熱し、乾球温度ＤＢをマイナス２℃（図３に示す「Ｖ」）から２０℃（図３に示す「Ｗ」）に上昇させる。
【００３２】
このとき、図３に示すように、ＶからＷへ、空気ｃから温調空気ｂの状態が変化することに伴うエンタルピーＥＴ（単位：ｋｃａｌ／ｋｇ）は、０．７８ｋｃａｌ／ｋｇから６．０ｋｃａｌ／ｋｇへと変わり、その差である５．２２ｋｃａｌ／ｋｇのエンタルピーＥＴを要したことを示している。
【００３３】
以下に、比較例１および２について説明する。
比較例１および２は、空調給気設備１０で乾球温度ＤＢおよび相対湿度ＲＨを調整した温調調湿空気ａをクリーンルーム１１内へ供給し、クリーンルーム１１内から生産装置１２内へ供給する例である。
【００３４】
ここで、実施例１および２で、乾球温度ＤＢを２０℃に調整したのに対して、比較例１および２では乾球温度ＤＢを１７℃に調整する。乾球温度ＤＢを１７℃にする理由を以下に示す。
【００３５】
クリーンルーム１１内へ供給する１７℃の温調調湿空気ａは、クリーンルーム１１内の照明、クリーンルーム１１内に設置された生産装置１２などの生産装置、およびクリーンルーム１１内の作業者から発せられる熱により、２０℃程度になっている。その後、乾球温度ＤＢが２０℃程度の温調調湿空気ａを、生産装置１２内へ供給する。
【００３６】
（比較例１）
以下に、比較例１について説明する。
比較例１は、乾球温度ＤＢが２１℃で相対湿度ＲＨが８６％の外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、空調給気設備１０で乾球温度ＤＢを２０℃にした温調調湿空気ａを、クリーンルーム１１内へ供給して、クリーンルーム１１から生産装置１２内へ供給する一例である。
【００３７】
比較例１では、クリーンルーム１１へ供給する温調調湿空気ａは、乾球温度ＤＢを２１℃から１７℃にする。
【００３８】
これを、実施例１の説明で用いた図２を参照して説明する。
外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、清浄度を上げた空気ｃの相対湿度ＲＨを調整するとともに、冷却部３により冷却する。これにより、乾球温度ＤＢは、２１℃（図２に示す「Ａ」）から相対湿度ＲＨが１００％である露点温度ＤＰ１８．６℃（図２に示す「Ｃ」）の状態に変化する。そして、湿度調整部４により除湿すると、実線で図示した曲線ＤＰに沿って露点温度ＤＰ１３．０℃（図２に示す「Ｄ」）の状態に変化する。その後、加熱部２により加熱する。これにより、乾球温度ＤＢが１７．０℃で、相対湿度ＲＨが７５％（図２に示す「Ｅ」）の状態の温調調湿空気ａに変化する。
【００３９】
図２に示すように、ＡからＥへ、空気ｃから温調調湿空気ａの状態が変化することに伴うエンタルピーＥＴは、１３．１８ｋｃａｌ／ｋｇから９．７４ｋｃａｌ／ｋｇへと変わり、その差であり、３．４４ｋｃａｌ／ｋｇ要したことを示している。
【００４０】
その後、クリーンルーム１１内の照明、クリーンルーム１１内に設置された生産装置１２などの生産装置、およびクリーンルーム１１内の作業者から発せられる熱により、乾球温度ＤＢが２０℃程度の温調調湿空気ａを、クリーンルーム１１内から生産装置１２内へ供給する。
【００４１】
（比較例２）
以下に、比較例２について説明する。
比較例２は、乾球温度ＤＢがマイナス２℃で相対湿度ＲＨが６５％の外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、空調給気設備１０で乾球温度ＤＢを２０℃にした温調調湿空気ａを、クリーンルーム１１内へ供給し、クリーンルーム１１から生産装置１２内へ供給する一例である。
【００４２】
比較例２では、比較例１と同様に、クリーンルーム１１へ供給する温調調湿空気ａは、乾球温度ＤＢをマイナス２℃から１７℃にする。
【００４３】
これを、実施例２の説明で用いた図３を参照して説明する。
外気をクリーンルーム１１の外部から取り込み、清浄度を上げた空気ｃの相対湿度ＲＨを調整するとともに、加熱部２により加熱する。これにより、乾球温度ＤＢは、マイナス２℃（図３に示す「Ｖ」）から、図３に示す「Ｚ」の状態に変化する。その後、湿度調整部４により加湿する。これにより、乾球温度ＤＢが１７．０℃で、相対湿度ＲＨが７５％（図３に示す「Ｅ」）の状態の温調調湿空気ａに変化する。
【００４４】
図３に示すように、ＶからＥへ、空気ｃから温調調湿空気ａの状態が変化することに伴うエンタルピーＥＴ（単位：ｋｃａｌ／ｋｇ）は、０．７８ｋｃａｌ／ｋｇから９．７４ｋｃａｌ／ｋｇへと変わり、その差であり、８．９６ｋｃａｌ／ｋｇ要したことを示している。
【００４５】
その後、比較例１と同様に、乾球温度ＤＢが２０℃程度の温調調湿空気ａを、クリーンルーム１１内から生産装置１２内へ供給する。
【００４６】
ここで、上述の実施例１および２、ならびに比較例１および２について、図２および３を参照して評価を行った。
【００４７】
まず、外気の乾球温度ＤＢが、２１℃（図２に示す「Ａ」）の実施例１と比較例１とを比較する。
【００４８】
図２に示すように、実施例１では、エンタルピーＥＴを０．２０ｋｃａｌ／ｋｇ要しているのに対して、比較例１では、エンタルピーＥＴを３．４４ｋｃａｌ／ｋｇ要している。このため、実施例１は、比較例１に対して、３．２４ｋｃａｌ／ｋｇ（＝３．４４ｋｃａｌ／ｋｇ―０．２０ｋｃａｌ／ｋｇ）削減されていることを確認することができる。
【００４９】
次に、外気の乾球温度ＤＢがマイナス２℃（図３に示す「Ｖ」）の実施例２と比較例２とを比較する。
【００５０】
図３に示すように、実施例２では、エンタルピーＥＴを５．２２ｋｃａｌ／ｋｇ要しているのに対して、比較例２では、エンタルピーＥＴを８．９６ｋｃａｌ／ｋｇ要している。このため、実施例２は、比較例２に対して、３．７４ｋｃａｌ／ｋｇ（＝８．９６ｋｃａｌ／ｋｇ―５．２２ｋｃａｌ／ｋｇ）削減されていることを確認することができる。
【００５１】
このようにして、本実施形態の実施例１および２についても、上述した本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５２】
なお、上記課題の少なくとも一部を解決できる範囲での変形、改良などは前述の実施形態に含まれるものである。
【００５３】
たとえば、実施例１および２において、例示した乾球温度ＤＢおよび相対湿度ＲＨは、本実施形態に示す外気、ならびに生産装置１２内へ供給する温調空気ｂの乾球温度ＤＢおよび相対湿度ＲＨを限定するものではなく、適宜決定されて本実施形態に適用することができる。また、空調給気設備１０は、混合調整部５を備えているとしたが、これに限るものではなく、混合調整部５を備えない構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…フィルター部、２…加熱部、３…冷却部、４…湿度調整部、１０…空調給気設備、１１…クリーンルーム、１２…生産装置、ａ…温調調湿空気、ｂ…温調空気、ｃ…空気、ＥＴ…エンタルピー、ＤＢ…乾球温度、ＲＨ…相対湿度。
【図１】
2012007853.tif 000003
【図２】
2012007853.tif 000004
【図３】
2012007853.tif 000005