(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床に全面又は部分的に穿孔されたパンチングパネルが施設され、垂れ壁により高い清浄度を必要とする高速流域と低速流域とに区画し、前記高速流域にファンフィルタユニットを設け、前記低速流域に断面略１／４楕円弧形状を為す全面がフィルタで構成される、フィルタダクトを設けたトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、
前記断面略１／４楕円弧形状のフィルタダクトは、前記低速流域への吹出口の曲率及び作業員が位置する前記高速流域と前記低速流域との境界域への吹出口の曲率を、前記高速流域と前記低速流域の風速比に応じて円弧形状を経て縦楕円弧形状から横楕円弧形状まで断面形状を変化させて形成すると共に、
前記境界域で下向きの均一方向を持つ流れになるように、前記境界域への吹出口からは前記境界域が前記高速流域から前記低速流域の速度まで漸減した速度で吹き出すと共に、前記低速域への吹出口からは前記低速域が０．０５から０．２m/secの室内平均降下風速で吹き出すように形成する
ことを特徴とするトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法。
【請求項２】
前記高速流域に設けたファンフィルタユニットが、垂れ壁の下端高さと略等しい高さに位置することを特徴とする請求項１記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法。
【請求項３】
前記高速流域に設けたファンフィルタユニットは、昇降自在となっていることを特徴とする請求項１記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法。
【請求項４】
前記高速流域に設けたファンフィルタユニットは、筒状のユニット本体の下端開口部にフィルタを配置するとともに、前記ユニット本体の上面の中心に形成される吸気用開口部に軸流型のファンを配置し、前記ファンの下方に該ファンの下方に向けて窪む正方形状の遮音板を配置し、前記ユニット本体の内周の上部に内方に向けて突出し前記ファンの回転により発生する旋回流の旋回を抑制する複数の整流板を配置して成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法。
【請求項５】
前記垂れ壁の下方の前記高速流域と前記低速流域との境界部の吹出速が、前記高速流域と略等速になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法。
【請求項６】
前記低速流域に設けた前記断面略１／４楕円弧状のフィルタダクトは、作業域の高速域と隣り合うエリア部分の吹出速度が前記高速流域から離れるに従って低速になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体工場、精密機械工場、薬品製造工場等の無塵室或いは無菌室に適用されるトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体工場に於ては、超ＬＳＩの高集積化・超微細化に伴なう製造技術の高度化への対応として超清浄度空間の必要性が増大し、クラス１〜１００の清浄度を有するトンネル式のクリーンルームが要求されている。
【０００３】
この要求に応えるものとしては、垂直層流方式のクリーンルームとトンネル方式のクリーンルームとがある。
処で、垂直層流方式のクリーンルームは、天井の全面に高性能フィルタを施設すると共に、温湿度を室全体として制御する必要があり、室内の各生産装置毎の温度制御の不均衡を起こす虞があった。
【０００４】
これに対し、トンネル方式のクリーンルームは、そのエリア分けにより作業部毎に高精度に制御することができる可能性があるという利点を有する。
このトンネル方式のクリンルームとしては、例えば、特開昭６１−２８２７４２号公報がある。
これを図１０により説明する。
【０００５】
図に於て、１はトンネル方式のクリーンルームである。このトンネル式のクリーンルーム１には垂れ壁２により高い清浄度を必要とする高速流域Ａと境界域Ｃと低速流域Ｂとが区画されている。
高速流域Ａには、高性能フィルタ３が施設されている。この高性能フィルタ３は、トンネル状室内の天井側に設けた給気チャンバ４に取り付けてある。
【０００６】
高性能フィルタ３の下方には、クリンルーム１の床５上に配置された生産機械６が位置している。
低速流域Ｂ側の垂れ壁２と天井７との間には、吹出口８が設けられている。この吹出口８は、２つの高性能フィルタ９，１０と、両高性能フィルタ９，１０に清浄空気を送る給気チャンバ１１と、給気チャンバ１１内に位置し垂れ壁２よりの高性能フィルタ９の上部に設けたダンパ１２とで構成されている。
【０００７】
境界域Ｃは、高性能フィルタ９からの吹出によって形成される。
このトンネル式のクリーンルーム１によれば、高性能フィルタ３を介して高速流域Ａの全域に亘って清浄空気をほぼ鉛直下向きに０．３〜０．４m/sec程度の速度で層流状に吹き出し、低速流域Ｂでは、清浄空気を高性能フィルタ１０を介して拡散的に０．０５〜０．２m/sec程度の室内平均降下風速になるように吹き出している。
【０００８】
そして、境界域Ｃに於ては、ダンパ１２を操作して清浄空気をほぼ鉛直下向きに０．３〜０．４m/sec程度の速度で吹き出している。
この境界域Ｃに於ける高速流域Ａの気流流れと同じ気流流れを高性能フィルタ９とダンパ１２によって形成するため、境界域Ｃ側に位置する作業員からの発塵の巻き込みを防止することができる。
【０００９】
図１１は、同じく特開昭６１−２８２７４２号公報に記載されてあるトンネル方式のクリーンルームである。
この場合には、高性能フィルタ１３を天井側に施設し、１つの吹出口１４に境界域用１４ａと低速流域用１４ｂとを設けたものである。
このトンネル式のクリーンルームに於ても、図１０と同様に境界域Ｃ側に位置する作業員からの発塵の巻き込みを防止することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
処が、図１０に示すトンネル式のクリーンルームでは、ダンパ１２によって境界域Ｃの風速を調整するものであるため、ダンパ１２の調整に手間取ると共に、高性能フィルタ９，１０が、それぞれ直線で形成され、高性能フィルタ９，１０の為す角がかなり大きな角度を持つため、高性能フィルタ９，１０の夫々から吹き出す気流により、新たな境界域ができる。それにより、境界域Ｃは、高性能フィルタ９の幅の分だけ位置がずれただけに過ぎないことになる可能性が大きい。
【００１１】
又、図１１に示すトンネル式のクリーンルームでは、高性能フィルタ１３から吹出口１４内に動圧が掛かるため、清浄空気は横向きの低速流域用１４ｂよりも下向きの境界域用１４ａから出やすくなり、高速流域Ａの流速よりも速くなる可能性がある。その場合には、境界域Ｃ側に位置する作業員からの発塵の巻き込みを防止することができない。
【００１２】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、境界領域に位置する作業員からの発塵を高速流域に巻き込むことを防止することができるトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、床に全面又は部分的に穿孔されたパンチングパネルが施設され、垂れ壁により高い清浄度を必要とする高速流域と低速流域とに区画し、前記高速流域にファンフィルタユニットを設け、前記低速流域に断面略１／４楕円弧形状を為す全面がフィルタで構成される、フィルタダクトを設けたトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、前記断面略１／４楕円弧形状のフィルタダクトは、前記低速流域への吹出口の曲率及び作業員が位置する前記高速流域と前記低速流域との境界域への吹出口の曲率を、前記高速流域と前記低速流域の風速比に応じて円弧形状を経て縦楕円弧形状から横楕円弧形状まで断面形状を変化させて形成すると共に、前記境界域で下向きの均一方向を持つ流れになるように、前記境界域への吹出口からは前記境界域が前記高速流域から前記低速流域の速度まで漸減した速度で吹き出すと共に、前記低速域への吹出口からは前記低速域が０．０５から０．２m/secの室内平均降下風速で吹き出すように形成することを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、前記高速流域に設けたファンフィルタユニットが、垂れ壁の下端高さと略等しい高さに位置するものである。
請求項３の発明は、請求項１記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、前記高速流域に設けたファンフィルタユニットは、昇降自在となっているものである。
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、前記高速流域に設けたファンフィルタユニットは、筒状のユニット本体の下端開口部にフィルタを配置するとともに、前記ユニット本体の上面の中心に形成される吸気用開口部に軸流型のファンを配置し、前記ファンの下方に該ファンの下方に向けて窪む正方形状の遮音板を配置し、前記ユニット本体の内周の上部に内方に向けて突出し前記ファンの回転により発生する旋回流の旋回を抑制する複数の整流板を配置して成るものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、前記垂れ壁の下方の前記高速流域と前記低速流域との境界部の吹出速が、前記高速流域と略等速になっているものである。
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法において、前記低速流域に設けた前記断面略１／４楕円弧状のフィルタダクトは、作業域の高速域と隣り合うエリア部分の吹出速度が前記高速流域から離れるに従って低速になっているものである。
【００１６】
（作用）
請求項１乃至６の発明に於ては、高速流域では従来と同様に生産機械に向かって流れる高速層流を形成し、低速流域と境界域では断面円弧状のフィルタダクトから均一方向を持つ中低速流を形成することができる。
【００１７】
そのため、境界域や室内の隅部に於て、上昇気流が起こらず、室内が安定した下向きの気流が得られる。
請求項２の発明に於ては、生産機械に対する高速層流による渦領域での圧力場が上昇し、渦中の塵埃濃度減衰時間を短くすることができる。
請求項３の発明に於ては、高速流域に設けたファンフィルタユニットが、用途に応じて昇降することができる。
【００１８】
請求項４の発明に於ては、高速流を容易に形成することができる。
請求項５及び６の発明に於ては、高速流域への作業者からの発塵の巻込を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、請求項１、４乃至６に係るトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の一実施の形態を示す。
図に於て、２１はトンネル方式のクリーンルームである。このトンネル式のクリーンルーム２１には垂れ壁２２により高い清浄度を必要とする高速流域Ａと境界域Ｃと低速流域Ｂとが区画されている。
【００２１】
トンネル式のクリーンルーム２１は、天井２３側にトンネル式のクリーンルーム２１内に清浄空気を吹き出す高性能フィルタユニット２４が取り付けられ、床２５には全面や部分的に穿孔されたパンチングメタルが施設されている。そして、天井空間２６と床下空間２７とは、空調機２８を介して連絡している。床上には生産機械２９が配置されている。
【００２２】
高速流域Ａには、ファンフィルタユニット３０が配置されている。このファンフィルタユニット３０は図３及び図４に示すように、横断面正方形形状で筒状のユニット本体３１の下端開口部３３には、ＵＬＰＡフィルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタ３５が配置されている。
【００２３】
ユニット本体３１の上面３７の中心には、吸気用開口部３９が形成され、この吸気用開口部３９に軸流型ファン４１が配置されている。
この軸流型ファン４１は、吸気用開口部３９に嵌挿されるべルマウス４３を有している。
べルマウス４３の中央には、ボス部４５が配置され、ボス部４５の外周に羽根４７が固定されている。
【００２４】
ボス部４５には、モータ４９が連結され、モータ４９は、ブラケット５１を介してべルマウス４３に固定されている。
そして、ボス部４５には、吸い込み方向に向けて突出する先端先細り状の気流案内カバー５３が装着されている。
ユニット本体３１の内周の上部には、内方に向けて突出し軸流型ファン４１の回転により発生する旋回流の旋回を抑制する複数の整流板５５が固定されている。
【００２５】
この整流板５５には、グラスウールから成る吸音材５７が装着されている。
ユニット本体３１の軸流型ファン４１の下方には、遮音板５９が配置されている。
この遮音板５９は、正方形状をしており、その中心が軸流型ファン４１の下方に位置されている。
【００２６】
遮音板５９には、グラスウールから成る吸音材６１が装着されており、遮音板５９は、ブラケット６３によりユニット本体３１の内面に固定されている。
遮音板５９の中心部には、下方に向けて窪む正方形状の凹部６５が形成されている。
そして、凹部６５の内周面が、底面側に向けて傾斜する傾斜面６７とされている。
【００２７】
ユニット本体３１の遮音板５９の下方には、矩形環状の外側遮音板６９が配置されている。
この外側遮音板６９は、その内周部が遮音板５９に重なるように配置されている。
そして、外側遮音板６９には、グラスウールから成る吸音材７１が装着されている。
【００２８】
図１に於て、８０は断面円弧状のフィルタダクトを表す。このフィルタダクト８０は、ＵＬＰＡフィルタ，ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタを高速流域Ａと低速流域Ｂの風速比Ｖａ／Ｖｂや、フィルタダクトの取付ピッチ距離ｘに応じて断面略１／４縦楕円弧形状〜断面略１／４円弧形状〜断面略１／４横楕円形状に変化させて形成したものである。
【００２９】
このＶａ／Ｖｂが大きくなるほど、低速流域Ｂよりも境界域Ｃに多風量を与えなければならず、フィルタダクトの取付ピッチ距離ｘが大きくなるほど、低速流域Ｂに多風量を与えなければならない。
そこで、吹出口８１の曲率を（１／ρ）81、吹出口８２の曲率を（１／ρ）82とすると、次のような関数となる。
Ｖａ／Ｖｂ×α ・１／ｘ  ∝ β×（１／ρ）81／（１／ρ）82
ここで、α，βは係数である。
この関数から明らかなように、Ｖａ／Ｖｂが大きくなるほど、（１／ρ）81／（１／ρ）82の値を大きくする必要があり、そのようにすることにより、境界域Ｃに多風量を与えることができる。そして、フィルタダクトの取付ピッチ距離ｘが大きい場合には（１／ρ）81／（１／ρ）82の値が小となるように調整して低速流域Ｂへの流量を増加させることができる。
【００３０】
フィルタダクト８０は低速流域Ｂ側への吹出口８１と境界域Ｃへの吹口８２とで構成されている。吹出口８１には、パンチングの抵抗体を取り付けるか、或いは高性能フィルタの折り密度や折り高さを変化させることができる。吹出口８２より吹出口８１のフィルタの曲率を大きくすることによって、吹出口８２を吹出口８１より濾材面積を増加させることもできる。このように濾材面積を増加させることにより、フィルタダクト８０は低速流域Ｂ側への吹出口８１よりも境界域Ｃへの吹出口８２からの風量を増加させたものとされる。
【００３１】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
空調機２８を駆動して清浄空気をファンフィルタユニット３０，高性能フィルタユニット２４及びフィルタダクト８０へ供給することによって、トンネル式のクリーンルーム２１へ清浄空気を供給する。
その際、ファンフィルタユニット３０では、軸流型ファン４１により吸気用開口部３９から吸引された空気が、旋回流とされた後、この旋回流が、外周部に於て整流板５５に衝突し抑制され、下方に向かう流れになり、遮音板５９と外側遮音板６９との間を通過した後高性能フィルタ３５に達し、高性能フィルタ３５で浄化された後、高速流域Ａ内に０．３〜０．４m/sec程度の高速で吹き出される。
【００３２】
一方、高性能フィルタユニット２４からは、０．０５〜０．２m/sec程度の室内平均降下風速になるような低速で清浄空気が吹き出される。
そして、フィルタダクト８０では、吹出口が全面フィルタで形成されているので、動圧の影響を受けずに、各部フィルタの圧力損失の違いにより、境界域Ｃへの吹出口８２からは高速流域Ａの速度〜低速流域Ｂの速度まで漸減した速さの清浄空気を吹き出すと共に、低速流域Ｂ側への吹出口８１からは０．０５〜０．２m/sec程度の室内平均降下風速になるような低速で清浄空気を吹き出すことができる。
【００３３】
そのため、高速流域Ａと境界域Ｃとの間では、下向きの安定した気流が形成され、上昇気流が発生しない。
即ち、境界域Ｃでの作業者からの発塵を高速流域Ａ内に巻き込むことがない。
而も、従来のように、ダンパを操作するという煩雑な操作を必要としないためトンネル式のクリーンルームの管理が容易である。
【００３４】
加えて、境界域Ｃにフィルタダクト８０を設置するだけで済むため、構造が簡単である。
又、上述したファンフィルタユニット３０では、軸流型ファン４１の使用により軸流型ファン４１の外方に向けて旋回流が発生するが、この旋回流が、外周部に於てユニット本体３１の内周の上部に配置される複数の整流板５５に衝突し抑制され、下方に向かう流れになり、高性能フィルタ３５を介して室内に吹き出されるため、高性能フィルタ３５からの吐出風速分布を均一にすることができる。
【００３５】
又、整流用多孔板等によって気流の方向を変える必要がなくなるため、吐出抵抗が増大することを防止できる。
更に、軸流型ファン４１と高性能フィルタ３５との間に配置される遮音板５９により、軸流型ファン４１から発生する騒音を確実に遮音することができる。
又、上述したファンフィルタユニット３０では、ユニット本体３１を横断面正方形形状にし、その中心に軸流型ファン４１および正方形状の遮音板５９の中心を配置したので、高性能フィルタ３５の四方から同一条件で空気が吐出されることになり、高性能フィルタ３５からの吐出風速分布をより均一にすることができる。
【００３６】
更に、遮音板５９の中心部に下方に向けて窪む正方形状の凹部６５を形成し、凹部６５の内周面を底面側に向けて傾斜したので、凹部６５の底面に衝突した空気が、傾斜面６７に案内されて外側に向けて円滑に流れ気流が乱されることがなくなり、高性能フィルタ３５からの吐出風速分布をより均一にすることができる。
又、上述したファンフィルタユニット３０では、ユニット本体３１の遮音板５９の下方に、外側遮音板６９の内周が重なるように配置したので、軸流型ファン４１から発生する騒音が直接高性能フィルタ３５に達することが防止され、消音効果を向上することができる。
【００３７】
更に、軸流型ファン４１のボス部４５に気流案内カバー５３を配置したので、空気の流れが円滑になり、軸流型ファン４１の騒音を低減し、又、軸流型ファン４１の効率を向上することができる。
尚、ファンフィルタユニットは、図示するものに限らず、ファンと高性能フィルタとが組み合わされたものであれば如何なるものでも良い。
【００３８】
図５は、図１に示すトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の変形例を示す。
本実施の形態では、高性能フィルタユニット２４及びフィルタダクト８０にもファン８３，８４を設けたものである。
【００３９】
本実施の形態も上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
図６は、請求項２に係るトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の一実施の形態を示す。
ファンフィルタユニット３０が、フィルタダクト８０の境界域Ｃの近傍まで下降されている。
図７のようにファンフィルタユニット３０と生産機械２９との距離Ｌ1を１０５０ｍｍに近づけた場合と、図８のようにファンフィルタユニット３０と生産機械２９との距離Ｌ2を２５５０ｍｍに遠ざけた場合に於ける生産装置２９上部の渦領域と塵埃排出能力とについて実験した。
【００４０】
塵埃粒径０．０５μｍ、１００，０００個／ｍｉｎが３０，０００個／ｍｉｎになるまでの塵埃減衰時間（塵埃濃度が３０％まで低下する時間）を測定した。
図７の場合には６．３１秒、図８の場合は９．９６秒であった。
以上のように、ファンフィルタユニット３０を生産機械２９に近づけた方が浄化能力が大きいことが判明した。
【００４１】
これは、生産装置２９近傍にファンフィルタユニット３０を設けることで、天井面からの圧力損失が少なくなり、渦領域Ｘでの圧力場が上昇するためである。
３次元数値解析（シミュレーション）結果からも塵埃濃度大の領域が少なくなっている。これも渦領域Ｘの圧力場が上昇するためと思われる。
本実施の形態に於ては、上記実施の形態の作用効果に加えて塵埃減衰時間を短縮できるという効果がある。
【００４２】
図９は、図６に示すトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の変形例を示す。
本実施の形態では、高性能フィルタユニット２４及びフィルタダクト８０にもファン８５，８６を設けたものである。
本実施の形態も上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
尚、上記各実施の形態では、トンネル式のクリーンルームの要部について説明したが、全体的な構成は、例えば、特開昭６１−２８２７４２号公報の第１図に示されているようなクリーントンネルと同様の形態を為している。
【００４３】
又、ファンフィルタユニット３０は、上記各実施の形態のように所定の箇所に固定されたものでも、或いは、任意の昇降装置を介して目的に応じて所定の位置に固定できるようにしても良い（請求項３）。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１乃至６のトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法では、従来のトンネル式のクリーンルームのように境界域にダンパを設けて低速流域との流速を調整するという複雑な操作が不要となる。
【００４５】
又、ダンパによる切替装置を必要としないので、装置が簡単となる。
更に、ファンフィルタユニットが、生産装置に近い位置に設けられるので、塵埃減衰時間が短くなり、即ち、生産装置に発生する渦領域に於ける塵埃濃度大の領域が小さくなり、浄化能力が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１、４乃至６に係るトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】  図１のトンネル式のクリーンルームの清浄空気の流れを示す説明図である。
【図３】  図１のトンネル式のクリーンルームに用いたファンフィルタユニットを示す断面図である。
【図４】  図３の断面図である。
【図５】  請求項１、４乃至６に係るトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の別の実施の形態を示す説明図である。
【図６】  請求項２に係るトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の一実施の形態を示す説明図である。
【図７】  図６のトンネル式のクリーンルームの作用説明図である。
【図８】  図６のトンネル式のクリーンルームの作用説明図である。
【図９】  請求項２に係るトンネル式のクリーンルームのフィルタダクト形成方法の別の実施の形態を示す説明図である。
【図１０】  従来のトンネル式のクリーンルームを示す説明図である。
【図１１】  従来のトンネル式のクリーンルームを示す説明図である。
【符号の説明】
２１ トンネル方式のクリーンルーム
２２ 垂れ壁
２３ 天井
２４ 高性能フィルタユニット
２５ 床
２６ 天井空間
２７ 床下空間
２８ 空調機
２９ 生産機械
３０ ファンフィルタユニット
３１ ユニット本体
３５ 高性能フィルタ
４１ 軸流型ファン
８０ 断面円弧状のフィルタダクト
８１，８２ 吹出口
Ａ 高速流域
Ｂ 低速流域
Ｃ 境界域
【図１】
0003820609.tif 000002
【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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