(57)【要約】【課題】  ガス循環系の全体を通した気密性の確保を容易にするとともに、熱交換器及び送風機を経由したガスの漏洩を防止して循環系全体の気密性を高める。【解決手段】  空調部２により空調した特定のガスＧを供給部２ｓから密閉された所定の被空調空間Ｓに供給するとともに、被空調空間Ｓから戻り部２ｒに戻されたガスＧを空調部２により空調可能なガス循環用精密空調装置を構成するに際して、供給部２ｓと戻り部２ｒを連通接続し、かつガスＧが流通する気密性を有する流通路Ｒｇを形成するダクト部３と、特定ガス供給源４ｓからダクト部３の内部にガスＧを供給可能な特定ガス供給手段４とを備え、ダクト部３の内部に、少なくとも空調部２におけるガスＧに接触する熱交換器５の全体及びガスＧを循環させる送風機６の全体を収容する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調部により空調した特定のガスを供給部から密閉された所定の被空調空間に供給するとともに、前記被空調空間から戻り部に戻されたガスを前記空調部により空調可能なガス循環用精密空調装置において、前記供給部と前記戻り部を連通接続し、かつ前記ガスが流通する気密性を有する流通路を形成するダクト部と、特定ガス供給源から前記ダクト部の内部に前記ガスを供給可能な特定ガス供給手段とを備え、前記ダクト部の内部に、少なくとも前記空調部における前記ガスに接触する熱交換器の全体及び前記ガスを循環させる送風機の全体を収容してなることを特徴とするガス循環用精密空調装置。
【請求項２】
前記供給部及び前記戻り部は、前記被空調空間に対して一体構成により連通接続することを特徴とする請求項１記載のガス循環用精密空調装置。
【請求項３】
前記供給部及び前記戻り部は、前記被空調空間の流入口及び流出口に対してそれぞれ気密性を有する接続手段により接続可能に構成することを特徴とする請求項１記載のガス循環用精密空調装置。
【請求項４】
前記空調部は、圧縮機を共通にし、かつ分流部によりそれぞれの冷媒量の比率を調整可能にした第一冷凍サイクルと第二冷凍サイクルにより構成するとともに、前記熱交換器に、前記第一冷凍サイクルの冷却器及び前記第二冷凍サイクルの加熱器を含ませることを特徴とする請求項１，２又は３記載のガス循環用精密空調装置。
【請求項５】
前記送風機は、シロッコファンを使用し、このシロッコファンにおけるファン吐出口を前記供給部に直接、又は前記ガスを導く供給側ガイドを介して、接続してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガス循環用精密空調装置。
【請求項６】
前記熱交換器は、前記シロッコファンにおけるファン吸込口の上流側に配設し、当該熱交換器により空調された前記ガスを前記ファン吸込口に導く戻り側ガイドを付設してなることを特徴とする請求項５記載のガス循環用精密空調装置。
【請求項７】
前記ダクト部には、前記空調部により空調された前記ガスの熱を蓄熱可能な蓄熱器を内蔵することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガス循環用精密空調装置。
【請求項８】
前記特定ガス供給手段は、前記特定ガス供給源から供給される特定のガスを前記ダクト部の内部に供給可能であって、当該ダクト部における一又は二以上の異なる部位を選定して設けたガス供給口と、このガス供給口とは異なる部位に設けることにより、前記ダクト部の内部のガスを外部に排出可能なガス排気口とを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のガス循環用精密空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調部により空調した特定のガスを所定の被空調空間に供給するとともに、被空調空間から戻されたガスを空調部に戻すガス循環用精密空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、不活性ガス等の特定のガスが存在する空調環境下で各種処理や作業等を行う場合、当該ガスが充填された気密性を有するチャンバが利用されることも多く、従来、このような処理環境（作業環境）を得るための技術としては、例えば、特許文献１に開示される露光装置及び特許文献２で開示されるＣＯＲ処理装置が知られている。
【０００３】
特許文献１で開示される露光装置は、不活性ガス循環手段の立ち上げ時間を短縮することを目的としたものであり、露光装置本体の一部が収納され、外部環境と概略遮断された気密チャンバと、この気密チャンバ内の気体を循環させる送風機とを有し、さらに、送風機から供給される気体を気密チャンバに導入させる循環供給経路と気密チャンバ内の気体を送風機に戻す循環戻り経路とを有する不活性ガス循環手段を備え、気密チャンバや送風機の接続部を含む循環供給経路と循環戻り経路の少なくとも一方の途中に、この経路を遮断可能な循環経路開閉バルブを設け、循環経路開閉バルブを挟んで循環経路上流側には排出経路が連通する不活性ガス排出口を設け、下流側には供給経路が連通する不活性ガス供給口を設けて構成される。
【０００４】
また、特許文献２は、様々な種類のシリコン酸化膜を効率よくドライエッチング可能にすることを目的としたエッチング方法の提供を目的としたものであり、同文献２には、ウェハが搬入出され、かつ密閉構造のチャンバーを備え、このチャンバーの内部を、ウェハを収容する処理室（処理空間）とし、さらに、チャンバーの内部には、ウェハを略水平にした状態で載置させる載置台が設けられ、他方、処理室にガスを供給する供給機構，処理室内を排気する排気機構が設けられるとともに、チャンバーの天井部に、処理ガスを吐出させる複数の吐出口を有するシャワーヘッドが設けられ、かつ平面視において略円形をなす載置台は、チャンバーの底部に固定され、載置台の内部には、載置台の温度を調節する温度調節器が設けられたＣＯＲ処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４２１８５号公報
【特許文献２】特開２００７−１８０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、空調された特定のガスが存在する処理環境（作業環境）を得るための従来の技術は、次のような問題点があった。
【０００７】
第一に、各種構成部品やガス通路、即ち、チャンバ，ダクト（通路部材），送風機，冷却器，加熱器等を組合わせて構成されるガス循環系が必要となるため、全体を通した気密性の確保が重要な課題となるが、例えば、送風機に、シロッコファンを使用したような場合、ファンモータ部の回転シャフトを支持する軸受部等からガスが漏れる虞れがあり、従来の技術においては気密性を確保する観点からの構成上における十分な配慮がなされているとは言えない。したがって、気密性を確保し、ガス循環系からのガス漏れを回避する観点からは更なる改善の余地があった。
【０００８】
第二に、ガス循環系全体の構成が複雑化する傾向があり、部品点数の増加を招きやすい。このため、ガス循環系の製造や組立に係わる工数の増加、更には系全体の大型化及びコストアップが無視できないとともに、系全体の複雑化及び大型化は、経路長の拡大を招きやすく、空調に係わる温度等の制御精度にも少なからず影響する。したがって、精度の高い空調制御を確保する観点からも、必ずしも十分な配慮がなされているとは言えず、特に、高精度の温度環境を得るには限界があった。
【０００９】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したガス循環用精密空調装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るガス循環用精密空調装置１は、上述した課題を解決するため、空調部２により空調した特定のガスＧを供給部２ｓから密閉された所定の被空調空間Ｓに供給するとともに、被空調空間Ｓから戻り部２ｒに戻されたガスＧを空調部２により空調可能なガス循環用精密空調装置を構成するに際して、供給部２ｓと戻り部２ｒを連通接続し、かつガスＧが流通する気密性を有する流通路Ｒｇを形成するダクト部３と、特定ガス供給源４ｓからダクト部３の内部にガスＧを供給可能な特定ガス供給手段４とを備え、ダクト部３の内部に、少なくとも空調部２におけるガスＧに接触する熱交換器５の全体及びガスＧを循環させる送風機６の全体を収容してなることを特徴とする。
【００１１】
この場合、好適な態様により、供給部２ｓ及び戻り部２ｒは、被空調空間Ｓに対して一体構成により連通接続する態様であってもよいし、或いは被空調空間Ｓの流入口Ｓｉ及び流出口Ｓｅに対してそれぞれ気密性を有する接続手段１１ｓ，１１ｒにより接続可能に構成する態様であってもよい。一方、空調部２は、圧縮機１２を共通にし、かつ分流部１３によりそれぞれの冷媒量の比率を調整可能にした第一冷凍サイクルＣｃと第二冷凍サイクルＣｈにより構成するとともに、熱交換器５には、空調部２における、第一冷凍サイクルＣｃの冷却器１４及び第二冷凍サイクルＣｈの加熱器１５を含ませることができる。また、送風機６は、シロッコファン６ｓを使用し、このシロッコファン６ｓにおけるファン吐出口６ｓｉを供給部２ｓに直接、又はガスＧを導く供給側ガイド１６を介して、接続することができる。さらに、熱交換器５は、シロッコファン６ｓにおけるファン吸込口６ｓａの上流側に配設し、当該熱交換器５により空調されたガスＧをファン吸込口６ｓａに導く戻り側ガイド１７を付設することができる。なお、ダクト部３には、空調部２により空調されたガスＧの熱を蓄熱可能な蓄熱器１８を内蔵させることが望ましい。他方、特定ガス供給手段４は、特定ガス供給源４ｓから供給される特定のガスＧをダクト部３の内部に供給可能であって、当該ダクト部３における一又は二以上の異なる部位を選定して設けたガス供給口４ｉと、このガス供給口４ｉとは異なる部位に設けることにより、ダクト部３の内部のガスＧを外部に排出可能なガス排気口４ｅとを備えて構成できる。
【発明の効果】
【００１２】
このような構成を有する本発明に係るガス循環用精密空調装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１３】
（１）  供給部２ｓと戻り部２ｒを連通接続し、かつガスＧが流通する気密性を有する流通路Ｒｇを形成するダクト部３と、特定ガス供給源４ｓからダクト部３の内部にガスＧを供給可能な特定ガス供給手段４とを備え、ダクト部３の内部に、少なくとも空調部２におけるガスＧに接触する熱交換器５の全体及びガスＧを循環させる送風機６の全体を収容してなるため、ガスＧの循環系における全体を通した気密性の確保が容易となる。したがって、特に、熱交換器５及び送風機６を経由したガスＧの漏洩を防止できるため、循環系全体における気密性をより高めることができる。
【００１４】
（２）  好適な態様により、供給部２ｓ及び戻り部２ｒを、被空調空間Ｓに対して一体構成により連通接続すれば、ガスＧの循環系全体の構成をシンプル化できるため、部品点数の削減、これに伴う製造や組立に係わる工数の低減、更には系全体の小型化及びコストダウンを図れるとともに、経路長の短縮により温度等に対する精度の高い空調制御を確保できる。
【００１５】
（３）  好適な態様により、供給部２ｓ及び戻り部２ｒを、被空調空間Ｓの流入口Ｓｉ及び流出口Ｓｅに対してそれぞれ気密性を有する接続手段１１ｓ，１１ｒにより接続可能に構成すれば、様々な異なる被空調空間Ｓ…に使用できるため、汎用性を高めることができるとともに、設置場所や設置条件等に対する適応性を高めることができる。
【００１６】
（４）  好適な態様により、空調部２を構成するに際して、圧縮機１２を共通にし、かつ分流部１３によりそれぞれの冷媒量の比率を調整可能にした第一冷凍サイクルＣｃと第二冷凍サイクルＣｈにより構成するとともに、熱交換器５に、空調部２における、第一冷凍サイクルＣｃの冷却器１４及び第二冷凍サイクルＣｈの加熱器１５を含ませれば、ヒートポンプ方式の採用により、加熱手段としての電熱ヒータ等が不要となるため、高精度の温度調整を実現できるとともに、省エネルギ性を高めることができる。
【００１７】
（５）  好適な態様により、送風機６に、シロッコファン６ｓを使用し、このシロッコファン６ｓにおけるファン吐出口６ｓｉを供給部２ｓに直接、又はガスＧを導く供給側ガイド１６を介して、接続すれば、供給側ガイド１６によりガスＧの流通路Ｒｇを確保する二重構造部分を設けることができる。したがって、シロッコファン６ｓに対する、流通路Ｒｇの下流側領域においては、シロッコファン６ｓの送風機能部分のみを流通路Ｒｇに臨ませ、シロッコファン６ｓにおけるファンモータ部等は供給側ガイド１６の外側に配することができる。これにより、十分な気密性を確保しつつ、ファンモータ部等による、空調されたガスＧへの無用な影響を回避できるため、温度等に対する精度の高い空調制御を実現できる。
【００１８】
（６）  好適な態様により、熱交換器５を、シロッコファン６ｓにおけるファン吸込口６ｓａの上流側に配設し、当該熱交換器５により空調されたガスＧをファン吸込口６ｓａに導く戻り側ガイド１７を付設して構成すれば、戻り側ガイド１７によりガスＧの流通路Ｒｇを確保する二重構造部分を設けることができる。したがって、熱交換器５における本来の熱交換機能部分のみを流通路Ｒｇに臨ませ、排出側ヘッダ等は戻り側ガイド１７の外側に配することが可能となる。これにより、十分な気密性を確保しつつ、排出側ヘッダ、更には前述したファンモータ部等を含めた、空調されるガスＧへの無用な影響を回避できるため、温度等に対する空調制御の更なる高精度化に寄与できる。
【００１９】
（７）  好適な態様により、ダクト部３に、空調部２により空調されたガスＧの熱を蓄熱可能な蓄熱器１８を内蔵させれば、熱容量の大きい蓄熱器１８をガスＧが通過することにより、当該蓄熱器１８の保有熱と熱交換されるため、当該蓄熱器１８の上流側におけるガスＧが制御誤差等により温度変動を生じた場合であっても、ガスＧの温度が設定温度になるように安定に維持できる。
【００２０】
（８）  好適な態様により、特定ガス供給手段４として、特定ガス供給源４ｓから供給される特定のガスＧをダクト部３の内部に供給可能であって、当該ダクト部３における一又は二以上の異なる部位を選定して設けたガス供給口４ｉと、このガス供給口４ｉとは異なる部位に設けることにより、ダクト部３の内部のガスＧを外部に排出可能なガス排気口４ｅとを備えて構成すれば、例えば、ダクト部３の内部にガイド（１６，１７）等を設けることにより二重構造部分が生じる場合であっても、ダクト部３の内部にガスＧを供給するパージ処理時に、ダクト部３の内部に空気が残留し、或いはパージングに時間がかかるなどの不具合を回避し、確実かつ迅速なパージ処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適実施形態に係るガス循環用精密空調装置の模式的平面視断面構造を含む全体構成図、
【図２】同ガス循環用精密空調装置の背面から見た模式的断面構造を含む制御系の構成図、
【図３】同ガス循環用精密空調装置における空調部の全体回路図、
【図４】同ガス循環用精密空調装置におけるダクト部に配した蓄熱器の構成図、
【図５】同ガス循環用精密空調装置における被空調空間の一例を示す平面視断面構成図、
【図６】同ガス循環用精密空調装置の作用説明図、
【図７】同ガス循環用精密空調装置のパージ処理時の動作説明図、
【図８】同ガス循環用精密空調装置のパージ処理時の他の動作説明図、
【図９】同ガス循環用精密空調装置のドレン水の排水処理時の動作説明図、
【図１０】本発明の変更実施形態に係るガス循環用精密空調装置の模式的平面視一部断面構成図、
【図１１】本発明の変更実施形態に係るガス循環用精密空調装置における戻り側ガイドの変更例を示す模式的平面視断面構成図、
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
まず、本実施形態に係るガス循環用精密空調装置１の全体構成について、図１〜図５を参照して説明する。
【００２４】
図１及び図２に示すガス循環用精密空調装置１は、大別して、全体をキャビネット２１により覆った空調部２と、密閉された所定の被空調空間Ｓを形成するチャンバ２２と、キャビネット２１の側面に位置させることにより空調部２により空調した特定のガス（例示は、不活性ガス）Ｇをチャンバ２２に供給する（吹出す）供給部２ｓと、キャビネット２１の他の側面に位置させることによりチャンバ２２の内部の不活性ガスＧが戻される戻り部２ｒと、キャビネット２１の内部に配することにより供給部２ｓと戻り部２ｒを連通接続し、かつ不活性ガスＧが流通する気密性を有する流通路Ｒｇを形成するダクト部３と、このダクト部３の内部に不活性ガスＧを供給可能な特定ガス供給手段４と、供給部２ｓとチャンバ２２の流入口Ｓｉを連通接続する供給管部２３と、戻り部２ｒとチャンバ２２の流出口Ｓｅを連通接続する戻り管部２４とを備えて構成する。
【００２５】
この場合、チャンバ２２，供給管部２３，戻り管部２４及びダクト部３は、一体に構成する。これにより、閉ループとなる循環通路Ｒが形成される。なお、一体に構成するとは、例えば、合成樹脂素材等により一体成形する場合と、複数の分割部品を用意し、組付けることにより一体に構成する場合の双方が含まれ、基本的には、内部を流通する不活性ガスＧが外部に漏洩しない高度の気密性を確保できる構成を意味する。このように、供給部２ｓ及び戻り部２ｒを、被空調空間Ｓに対して一体構成により連通接続すれば、ガスＧの循環系全体の構成をシンプル化できるため、部品点数の削減、これに伴う製造や組立に係わる工数の低減、更には系全体の小型化及びコストダウンを図れるとともに、経路長の短縮により温度等に対する精度の高い空調制御を確保できる利点がある。
【００２６】
また、空調部２は、空冷式の精密温度調整装置により構成する。前述したキャビネット２１の内部は、図２に示すように、上半部を空気制御処理室Ｐｕとして構成し、この空気制御処理室Ｐｕには、図１に示すように、平面視がＬ形となるダクト部３を配設する。このダクト部３は、キャビネット２１の側面２１ｕｐに位置する一端が戻り部２ｒとなり、他端は、側面２１ｕｐに隣接する他の側面２１ｕｆに位置させる。ダクト部３の内部における屈曲部付近には、送風機６を構成するシロッコファン６ｓの全体を配設する。シロッコファン６ｓの全体とは、少なくともファン（羽根）部６ｓｆとファンモータ部６ｓｍが含まれる。
【００２７】
そして、シロッコファン６ｓにおけるファン吐出口６ｓｉは、ダクト状に形成した供給側ガイド１６を介して供給部２ｓに連通接続する。したがって、供給側ガイド１６は供給部２ｓを介して供給管部２３に連通するため、供給側ガイド１６と供給管部２３は一体の管部材２５により構成できる。この場合、ダクト部３の他端も供給部２ｓに接続するため、実際の構造は、図１に示すように、ダクト部３の他端を閉塞板３ｃにより閉塞し、管部材２５を閉塞板３ｃに貫通させることにより構成できる。したがって、管部材２５における閉塞板３ｃの位置が供給部２ｓとなる。この際、閉塞板３ｃと管部材２５間、及び閉塞板３ｃとダクト部３間は、高度の気密性が確保されるように接合又は一体形成する。このように、送風機６として、シロッコファン６ｓを使用し、このシロッコファン６ｓにおけるファン吐出口６ｓｉを供給部２ｓに対し、供給側ガイド１６を介して接続すれば、供給側ガイド１６によりガスＧの流通路Ｒｇを確保する二重構造部分を設けることができる。したがって、シロッコファン６ｓに対する、流通路Ｒｇの下流側領域においては、シロッコファン６ｓの送風機能部分のみを流通路Ｒｇに臨ませ、シロッコファン６ｓにおけるファンモータ部等は供給側ガイド１６の外側に配することができる。これにより、十分な気密性を確保しつつ、ファンモータ部６ｓｍ等による、空調されたガスＧへの無用な影響を回避できるため、温度等に対する精度の高い空調制御を実現できる利点がある。
【００２８】
さらに、ダクト部３の内部となる供給側ガイド１６の内部には、ファン吐出口６ｓｉから吐出される不活性ガスＧの熱（冷温を含む）を蓄熱する蓄熱器１８を配設する。図４に蓄熱器１８の一例を示す。例示の蓄熱器１８は、通気方向Ｆｗに平行に配するとともに、この通気方向Ｆｗに対して直角方向Ｆｃへ一定間隔毎に並べて配した複数のフィン部２６…と、チューブ部材２７ｐ…の内部に蓄熱性溶液Ｌを封入して構成した複数の蓄熱部２７…とを備え、各蓄熱部２７…を各フィン部２６…に貫通させるとともに、外面を溶着等により固定して一体化させたものである。これにより、フィンアンドチューブ方式の熱交換器と同一原理の構成とすることができる。各フィン部２６…と各チューブ部材２７ｐ…はアルミニウム素材や銅素材等の熱伝導性素材により形成するとともに、蓄熱性溶液Ｌには、水又は不凍液を用いることができる。このような蓄熱器１８を設ければ、熱容量の大きい蓄熱器１８をガスＧが通過することにより、当該蓄熱器１８の保有熱と熱交換されるため、当該蓄熱器１８の上流側におけるガスＧが制御誤差等により温度変動を生じた場合であっても、ガスＧの温度が設定温度になるように安定に維持できる利点がある。
【００２９】
他方、シロッコファン６ｓにおけるファン吸込口６ｓａの上流側には、熱交換器５を配設する。例示の場合、ファン吸込口６ｓａの上流側に、ダクト状に形成した戻り側ガイド１７を配設し、戻り側ガイド１７の下流端をファン吸込口６ｓａに接続するとともに、戻り側ガイド１７の上流端を戻り部２ｒに臨ませる。これにより、戻り側ガイド１７の内部に熱交換器５が配設される。熱交換器５をこのように配設すれば、戻り側ガイド１７によりガスＧの流通路Ｒｇを確保する二重構造部分を設けることができる。したがって、熱交換器５における本来の熱交換機能部分のみを流通路Ｒｇに臨ませ、排出側ヘッダ等は戻り側ガイド１７の外側に配することが可能となる。この結果、十分な気密性を確保しつつ、排出側ヘッダ、更には上述したファンモータ部６ｓｍ等を含めた、空調されるガスＧへの無用な影響を回避できるため、温度等に対する空調制御の更なる高精度化に寄与できる利点がある。なお、図２中、２８はフィルタを示すが、このフィルタ２８は、図１に示すように必ずしも設けることを要しない。
【００３０】
この場合、熱交換器５には、上流側に配した冷却器１４と下流側に配した加熱器１５が含まれる。空調部２（精密温度調整装置）は、図１に示すように、圧縮機１２を共通にし、かつ分流部１３によりそれぞれの冷媒量の比率を調整可能にした第一冷凍サイクルＣｃと第二冷凍サイクルＣｈにより構成する。したがって、熱交換器５には、第一冷凍サイクルＣｃの冷却器１４及び第二冷凍サイクルＣｈの加熱器１５を用いることができる。このような構成を有する空調部２を利用すれば、ヒートポンプ方式の採用により、加熱手段としての電熱ヒータ等が不要となるため、高精度の温度調整を実現できるとともに、省エネルギ性を高めることができる利点がある。
【００３１】
図３に、空調部２（精密温度調整装置）の全体回路を示す。空調部２は、上述したように、圧縮機１２を共通にした第一冷凍サイクルＣｃと第二冷凍サイクルＣｈを備える。この場合、第一冷凍サイクルＣｃは冷却側となり、第二冷凍サイクルＣｈは加熱側となる。第一冷凍サイクルＣｃは、圧縮機１２の吐出口→分流部１３→第一調整弁（電子膨張弁）３１→凝縮器（放熱器）３２→電子膨張弁３３→蒸発器（冷却器）１４→合流部Ｊ→圧縮機１２の吸込口の経路で冷媒（熱媒体）Ｋが循環する。第二冷凍サイクルＣｈは、圧縮機１２の吐出口→分流部１３→第二調整弁（電子膨張弁）３４→凝縮器（加熱器）１５→電子膨張弁３５→蒸発器（吸熱器）３６→合流部Ｊ→圧縮機１２の吸込口の経路で冷媒（熱媒）Ｋが循環する。その他、回路中、３７，３８，３９は圧力ゲージ、４０，４１は圧力スイッチ、４２，４３はチェックバルブ、４４，４５はストレーナ、４６はアキュムレータをそれぞれ示す。
【００３２】
また、ダクト部３の底面には、図２に示すドレン部５１を配設する。ドレン部５１は、ダクト部３の底面に設けた排出口５２と、この排出口５２から下方に延出させた排出管５３と、この排出管５３の上端付近に接続した電磁バルブ等を用いた開閉バルブ５４を備えて構成する。したがって、排出口５２に対してダクト部３の底面は傾斜形成することが望ましい。
【００３３】
一方、キャビネット２１の下半部は放熱処理室Ｐｄとして構成する。この放熱処理室Ｐｄの側面２１ｄｑには、外気の吸込口２１ｉを設けるとともに、この側面２１ｄｑに対面する他の側面２１ｄｐには、吸込口２１ｉから吸込んだ外気を外部に排出する吹出口２１ｅを設ける。さらに、図２に示すように、放熱処理室Ｐｄの内部には、前端口７１ｉを吸込口２１ｉに連通接続し、かつ後端口７１ｅを放熱処理室Ｐｄの内部に臨ませた放熱ダクト７１を配設する。この放熱ダクト７１の内部は外気が流通する熱交換通路７２となる。そして、この放熱ダクト７１の内部における右側面には吸込フィルタ（エアフィルタ）７３を配設するとともに、この吸込フィルタ７３の下流側に、上述した第一冷凍サイクルＣｃにおける凝縮器（放熱器）３２と第二冷凍サイクルＣｈにおける蒸発器（吸熱器）３６を配設する。なお、１２は放熱処理室Ｐｄの内部に配設した圧縮機、７４は送風ファンをそれぞれ示す。
【００３４】
一方、チャンバ２２は密閉された被空調空間Ｓを構成する。図５にチャンバ２２の一例を示す。例示のチャンバ２２は、直方体のボックス状に構成し、内部に作業台８１を備える。また、チャンバ２２の側面には、外部から作業者の手を差し込むことができるゴム製の作業手袋部８２ｐ，８２ｑを固定し、全体の気密性を確保する。これにより、空気に触れてはいけない環境下或いは特定のガスＧが存在する環境下であって、高度に制御された温度環境下で各種処理や作業等を行うことができ、本実施形態に係るガス循環用精密空調装置１は、このような用途に最適となる。なお、８３は出入用の開閉カバーであり、閉じた際には気密性が確保される。
【００３５】
他方、特定ガス供給手段４は、図１及び図２に示すように、特定ガス供給源４ｓから供給される特定のガスＧをダクト部３の内部に供給可能であって、当該ダクト部３における一又は二以上の異なる部位を選定して設けたガス供給口４ｉと、このガス供給口４ｉとは異なる部位に設けることによりダクト部３の内部のガスＧを外部に排出可能なガス排気口４ｅとを備えて構成する。例示の場合、図１（図２）に示すように、二つのガス供給口４ｉ…を、ダクト部３と供給側ガイド１６間の空間Ｚであって、供給部２ｓ付近に臨ませるとともに、ガス排気口４ｅは、ダクト部３の戻り口２ｒ付近に臨ませて設けた。また、ガス供給口４ｉ…は送気管９１を介して特定ガス供給源４ｓとなるガスボンベ９２に接続するとともに、送気管９１の中途に電磁バルブ等を用いた開閉バルブ９３を接続する。さらに、ガス排気口４ｅは送気管９４を介して大気に臨ませるとともに、送気管９４の中途には、電磁バルブ等を用いた開閉バルブ９５を接続する。したがって、このような特定ガス供給手段４を設ければ、前述したように、ダクト部３の内部に供給側ガイド１６及び戻り側ガイド１７等を設けることにより二重構造部分が生じたような場合であっても、ダクト部３の内部にガスＧを供給するパージ処理時に、ダクト部３の内部に空気が残留し、或いはパージングに時間がかかるなどの不具合を回避し、確実かつ迅速なパージ処理を行える利点がある。
【００３６】
また、ガス循環用精密空調装置１は、全体の制御を司る制御系を備えており、キャビネット２１の内部には、図２に示すコントローラ６１を内蔵する。なお、図２はコントローラ６１の概要図を抽出して示す。コントローラ６１は、各種制御処理及び演算処理等を行うコンピューティング機能を有するコントローラ本体６２を備え、コントローラ本体６２に内蔵するメモリ６２ｍのプログラムエリア６２ｍｐには、ガス循環用精密空調装置１に係わるパージ処理（パージモード）及び一連のシーケンス制御を実行する使用モードのための制御プログラムを格納するととも、データエリア６２ｍｄには各種設定データ及び検出データ等が記憶される。さらに、コントローラ本体６２には、入力や選択等の操作を行う操作部６３を接続するとともに、各種データの表示等を行う表示部６４を接続する。一方、前述した開閉バルブ５４，９３，９５はコントローラ本体６２の出力ポートに接続するとともに、ダクト部３又はその近傍には、ダクト部３の内圧を検出する圧力センサ（圧力計）６５，不活性ガスＧの濃度を検出するガス濃度センサ（ガス濃度計）６６，ドレン水の貯留量を検出する水面高さセンサ（水面計）６７，不活性ガスＧの温度を検出する温度センサ（温度計）６８を付設し、それぞれコントローラ本体６２のセンサ入力ポートに接続する。
【００３７】
次に、本実施形態に係るガス循環用精密空調装置１の使用方法及び動作について、図１〜図９を参照して説明する。
【００３８】
ガス循環用精密空調装置１の使用に際しては、最初にパージ処理を行う。非使用時における開閉バルブ５４，９３及び９５は、基本的に閉位置に切換わっている。パージ処理を行う際には、操作部６３における開始キー（不図示）等をＯＮにする。これにより、パージモードによる制御が行われる。パージモードの開始により、開閉バルブ９３及び９５はそれぞれ開位置に切換えられ、ガスボンベ９２の不活性ガスＧはガス供給口４ｉ…からダクト部３内に供給される。なお、シロッコファン６ｓは停止させた状態でもよいし、低速で運転させた状態でもよい。図６は、パージ処理時の不活性ガスＧの流通経路を矢印で示す。また、図６は、図１に示したガス供給口４ｉに対して、二つの追加したガス供給口４ｉ…を仮想線で示してある。このように、ガス供給口４ｉ…は、異なる必要な部位に任意の数だけ設けることができる。
【００３９】
パージ処理の開始により、不活性ガスＧは、各ガス供給口４ｉ…を通して、ダクト部３の内部に供給される。この場合、不活性ガスＧは、少なくともダクト部３と供給側ガイド１６間の空間Ｚに供給されるため、供給部２ｓ側から、供給側ガイド１６の外側，シロッコファン６ｓにおけるファン部６ｓｆの外側，戻り側ガイド１７の外側を流れて戻り部２ｒ側に至る。これにより、例示のように、ダクト部３の内部に供給側ガイド１６及び戻り側ガイド１７等を設けることにより二重構造部分が生じたような場合であっても、ダクト部３の内部に空気が残留し、或いはパージングに時間がかかるなどの不具合を回避し、確実かつ迅速なパージ処理を行うことができる。また、戻り部２ｒ側に至った不活性ガスＧは、この後、戻り側ガイド１７の内部に進入し、冷却器１４，加熱器１５，シロッコファン６ｓのファン部６ｓｆの内部，供給側ガイド１６の内部，蓄熱器１８，供給管部２３，チャンバ２２，戻り管部２４を経てガス排気口４ｅに至り、外部に排出される。
【００４０】
一方、パージ処理時には、ガス濃度センサ６６により、循環通路Ｒ内のガス濃度Ｇｃが検出され、コントローラ本体６２に付与される。図７はパージ処理時における循環通路Ｒ内のガス濃度Ｇｃの時間に対する変化を示している。図７に示すように、パージ処理の開始から循環通路Ｒ内のガス濃度Ｇｃは、徐々に上昇するため、予め設定した目標濃度Ｇｃｔに達したならパージ処理を終了させる。この場合、目標濃度Ｇｃｔに達した時点ｔｃにおいて直ちにパージ処理を終了させてもよいし、或いは、目標濃度Ｇｃｔに対して余裕濃度ｇｕを付加し、目標濃度Ｇｃｔよりも若干大きい第二目標濃度Ｇｃｕを設定することにより、この第二目標濃度Ｇｃｕに達した時点ｔｕでパージ処理を終了させてもよいし、さらには、余裕時間Ｔｒを付加し、第二目標濃度Ｇｃｕに達した時点ｔｕから余裕時間Ｔｒだけ遅れた時点ｔｓでパージ処理を終了させてもよい。図７は、余裕時間Ｔｒが経過した時点ｔｓで終了させる場合を例示する。パージ処理が終了すれば、開位置にある開閉バルブ９３及び９５は共に閉位置に切換えられる。
【００４１】
他方、パージ処理が終了したなら使用モードに移行し、使用モードによる制御が行われる。使用モードの実行時には、空調部２及びシロッコファン６ｓは使用時の動作を行う。即ち、シロッコファン６ｓの回転により、図１に示すように、不活性ガスＧは循環通路Ｒに沿って矢印（Ｇ）方向に循環する。また、空調部２では、目標温度が設定されることにより、予め設定された出力条件により分流部１３の分流比率が、設定された分流比率になるように、第一冷凍サイクルＣｃ（冷却側）における第一調整弁３１と第二冷凍サイクルＣｈ（加熱側）における第二調整弁３４の開度がセットされる。
【００４２】
そして、空調部２が運転を開始すれば、不活性ガスＧの温度、即ち、供給部２ｓから供給される不活性ガスＧの温度が温度センサ６８により検出され、コントローラ本体６２に付与される。これにより、コントローラ本体６２では、検出された温度（検出温度）が、予め設定された目標温度となるように、空調部２における圧縮機１２を含む第一冷凍サイクルＣｃ及び第二冷凍サイクルＣｈがフィードバック制御される。この際、運転開始後、目標温度に達するまでは、第一調整弁３１及び第二調整弁３４も制御され、予め設定されたプログラムに従って分流比率が最適な分流比率になるように設定される。目標温度に達した後は、第一調整弁３１及び第二調整弁３４は固定されるとともに、第一冷凍サイクルＣｃ及び第二冷凍サイクルＣｈに対しては通常のフィードバック制御が行われる。
【００４３】
また、ダクト部３内では、戻り側ガイド１７内を不活性ガスＧが通過する際に、冷却器（蒸発器）１４により冷却されるとともに、加熱器（凝縮器）１５により加熱される。これにより、不活性ガスＧに対する温度調整（空調）が行われ、空調された不活性ガスＧはチャンバ２２に供給されるとともに、循環通路Ｒ内を循環する。なお、放熱処理室Ｐｄでは、送風ファン７４の作動により外気が吸込フィルタ７３を通して吸い込まれ、放熱ダクト７１内に配した凝縮器３２及び蒸発器３６を通過する際に、凝縮器３２及び蒸発器３６に対する冷却が行われる。
【００４４】
この際、圧力センサ６５により内圧Ａｇが検出され、予め設定した規定圧を維持しているか否かが監視される。図８は、使用モード時における内圧Ａｇの時間に対する変化を示している。これにより、内圧（検出内圧）Ａｇが徐々に低下し、ｔａ時点で予め設定した第一監視圧Ａｇｆまで低下すれば、開閉バルブ９３は開位置に切換えられ、ガス供給口４ｉ…から不活性ガスＧが補給される。この結果、内圧Ａｇは徐々に上昇するため、ｔｅ時点で、予め設定した第二監視圧力Ａｇｓ（Ａｇｓ＞Ａｇｆ）に達すれば、開閉バルブ９３が閉位置に切換えられる。これにより、不活性ガスＧの補給は停止する。なお、図８は、ｔｅ時点に達した後、余裕時間Ｔｄが経過したｔｂ時点で不活性ガスＧの補給を停止する場合を示している。図８中、Ａｔｍは大気圧の大きさを示す。
【００４５】
一方、冷却器１４の表面にはドレン水が発生するため、発生したドレン水は、図２に示すようにダクト部３の底面上に貯留される。この際、貯留されるドレン水の上限レベルを検出する水面高さセンサ６７が付設されているため、貯留されるドレン水の貯留量を監視する。そして、ドレン水の貯留量が増加し、図９に示すように、ｔｍ時点で上限レベルに達したとすれば、水面高さセンサ６７は、ＯＦＦからＯＮに切換わる。これにより、遅れ時間Ｔｘを経たｔｘ時点で開閉バルブ５４が開位置に切換わり、排出口５２からドレン水が排出される。この場合、全てのドレン水が排出されれば、不活性ガスＧの漏洩を来すため、ある程度残留させた状態で開閉バルブ５４を閉位置に切換えることが望ましい。このため、別途、下限レベルを検出する第二水面高さセンサを付設し、第二水面高さセンサにより下限レベルを検出したなら開閉バルブ５４を閉位置に切換える制御を行ってもよいし、予め一定の排出時間Ｔｓを設定し、この排出時間Ｔｓが経過したなら閉位置に切換える制御を行ってもよい。図９は、排出時間Ｔｓにより制御する場合を例示する。図９中、ｔｙは排出時間Ｔｓの経過時点、即ち、開閉バルブ５４を閉位置に切換えた時点を示す。
【００４６】
以上の使用モードを実行することにより、チャンバ２２内における不活性ガスＧの濃度は、所望のガス濃度Ｇｃに維持されるとともに、チャンバ２２内の温度環境は、所望の温度に維持され、最適な環境を有する被空調空間Ｓ内で、所定の処理及び作業等を行うことができる。このように、本実施形態に係るガス循環用精密空調装置１によれば、供給部２ｓと戻り部２ｒを連通接続し、かつガスＧが流通する気密性を有する流通路Ｒｇを形成するダクト部３と、特定ガス供給源４ｓからダクト部３の内部にガスＧを供給可能な特定ガス供給手段４とを備え、ダクト部３の内部に、少なくとも空調部２におけるガスＧに接触する熱交換器５の全体及びガスＧを循環させる送風機６の全体を収容してなるため、ガスＧの循環系における全体を通した気密性の確保が容易となる。したがって、特に、熱交換器５及び送風機６を経由したガスＧの漏洩を防止できるため、循環系全体における気密性をより高めることができる。
【００４７】
なお、図１０及び図１１には、変更実施形態に係るガス循環用精密空調装置１の一部を示す。まず、図１０は、供給部２ｓ及び戻り部２ｒを、被空調空間Ｓの流入口Ｓｉ及び流出口Ｓｅに対してそれぞれ気密性を有する接続手段１１ｓ，１１ｒにより接続可能に構成したものである。したがって、図１に示したガス循環用精密空調装置１と比較した場合、図１に示したガス循環用精密空調装置１は、チャンバ２２と一体に構成した供給管部２３と戻り管部２４を備えるのに対して、図１０に示すガス循環用精密空調装置１は、先端を開放した供給管部２３ｍと戻り管部２４ｍを備え、この供給管部２３ｍと戻り管部２４ｍの先端に、フランジ部１００ｓ，１００ｒをそれぞれ形成するとともに、フランジ部１００ｓ，１００ｒの先端面に気密性を確保するためのパッキング１０１ｓ，１０１ｒを含む接続手段１１ｓ，１１ｒを設けた点が異なる。これにより、チャンバ２２側に備える接続管部２３ｊ，２４ｊの先端にもフランジ部１０３ｓ，１０３ｒを設け、このフランジ部１０３ｓ，１０３ｒを、接続手段１１ｓ，１１ｒにおけるパッキング１０１ｓ，１０１ｒに当接することにより、ボルトナット等の固定手段１０２ｃ…により固定すれば、一体化することができる。このような図１０に示すガス循環用精密空調装置１によれば、様々な異なる被空調空間Ｓ…に使用できるため、汎用性を高めることができるとともに、設置場所や設置条件等に対する適応性を高めることができる。
【００４８】
また、図１１は、ガス循環用精密空調装置１における戻り側ガイド１７の変更例を示す。図１１に示す戻り側ガイド１７は、図１に示した戻り側ガイド１７に上流側の端部に、ダクト部３と戻り側ガイド１７間の開口（空間Ｚ）を閉塞する逆止弁機能を有する弾性カバー１０４を設けたものである。これにより、パージモード時には、戻り側ガイド１７の外側であってダクト部３の内側の空間Ｚにおけるパージ処理を有効に行うことができるとともに、使用モード時には、戻される不活性ガスＧを有効に戻り側ガイド１７の内部に導くことができ、循環通路Ｒに対する空間Ｚの影響を回避することができる。
【００４９】
以上、好適実施形態（変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、被空調空間Ｓとして、チャンバ２２を例示したが、室内や建物等の密閉される各種空間に適用できる。また、空調部２は例示した形態に限定されるものではなく、空調機能を有する各種形態の空調部２を適用できる。さらに、シロッコファン６ｓにおけるファン吐出口６ｓｉは供給側ガイド１６を介して供給部２ｓに接続した場合を例示したが、ファン吐出口６ｓｉを供給部２ｓに対して直接接続する場合を排除するものではない。一方、蓄熱器１８は必ずしも設けることを要しない。また、特定のガスＧには、例示した窒素ガスをはじめ、アルゴンガス等の各種不活性ガスが含まれるとともに、混合ガスや湿度を調整したガスなど、各種のガスが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係るガス循環用精密空調装置は、試験等の処理及び組立等の作業を行うための閉空間をはじめ、サンプル保管庫，グローブボックス，室内や建物等の各種被空調空間に対して、空調した各種のガス（一般的には気体）を供給する際に利用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１：ガス循環用精密空調装置，２：空調部，２ｓ：供給部，２ｒ：戻り部，３：ダクト部，４：特定ガス供給手段，４ｓ：特定ガス供給源，４ｉ：ガス供給口，４ｅ：ガス排気口，５：熱交換器，６：送風機，６ｓ：シロッコファン，６ｓｉ：ファン吐出口，６ｓａ：ファン吸込口，１１ｓ：接続手段，１１ｒ：接続手段，１２：圧縮機，１３：分流部，１４：冷却器，１５：加熱器，１６：供給側ガイド，１７：戻り側ガイド，１８：蓄熱器，Ｇ：特定ガス，Ｓ：被空調空間，Ｓｉ：流入口，Ｓｅ：流出口，Ｒｇ：流通路，Ｃｃ：第一冷凍サイクル，Ｃｈ：第二冷凍サイクル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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