特許 7474625 クリーンルームの空調システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-17

(45)【発行日】2024-04-25

(54)【発明の名称】クリーンルームの空調システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/06 20060101AFI20240418BHJP

   B65G 49/00 20060101ALI20240418BHJP

【ＦＩ】

F24F7/06 C

B65G49/00 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020058455

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021156519

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2022-11-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000001834

【氏名又は名称】三機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】弁理士法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】樋口 康博

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 賢知

【審査官】杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２７３９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２６１５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９０５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０９１００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１１８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１２９１２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ７／０６

Ｂ６５Ｇ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象空間に機器を配置するクリーンルームの空調システムであって、
対象空間のうち、他の領域に比べて高い清浄度の要求される領域を高度清浄域に設定すると共に、該高度清浄域以外の領域を非高度清浄域に設定し、
対象空間の上方に吊られて設置され対象空間に浄化した空気を供給する送風ユニットは、前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように配置されると共に、前記高度清浄域の上方空間に対し横向きに空気を送り出すように設置され、
前記非高度清浄域における機器より上方の位置で前記送風ユニットの背面側に、風路としての給気チャンバが画成され、
前記送風ユニット及び前記給気チャンバは、上方空間を挟んで対向する両側で対称の構成になり、
前記送風ユニットのファンの吐出側静圧により横向きに送り出された空気は該上方空間にて下方へ曲げられ前記高度清浄域に向かい、前記高度清浄域に供給された空気は前記高度清浄域を下降してから前記非高度清浄域に至り、該非高度清浄域に入り込んだ空気は前記機器の発熱の上昇流が加わり、温度成層を形成しながら前記非高度清浄域内を上昇して前記送風ユニットに戻るよう構成され、
前記空気の循環にかかる搬送力は、前記給気チャンバから高度清浄域間では送風ユニットの静圧により賄われ、非高度清浄域内では温度成層による空気層の上昇により賄われるように構成されていること
を特徴とするクリーンルームの空調システム。

【請求項2】

対象空間に機器を配置するクリーンルームの空調システムであって、
対象空間のうち、他の領域に比べて高い清浄度の要求される領域を高度清浄域に設定すると共に、該高度清浄域以外の領域を非高度清浄域に設定し、
対象空間の上方に吊られて設置され対象空間に浄化した空気を供給する送風ユニットは、前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように配置されると共に、前記高度清浄域の上方空間に対し横向きに空気を送り出すように設置され、
前記非高度清浄域における機器より上方の位置で前記送風ユニットの背面側に、風路としての給気ダクトが設置され、
前記送風ユニット及び前記給気ダクトは、上方空間を挟んで対向する両側で対称の構成になり、
前記送風ユニットのファンの吐出側静圧により横向きに送り出された空気は該上方空間にて下方へ曲げられ前記高度清浄域に向かい、前記高度清浄域に供給された空気は前記高度清浄域を下降してから前記非高度清浄域に至り、該非高度清浄域に入り込んだ空気は前記機器の発熱の上昇流が加わり、温度成層を形成しながら前記非高度清浄域内を上昇して前記送風ユニットに戻るよう構成され、
前記空気の循環にかかる搬送力は、前記給気ダクトから高度清浄域間では送風ユニットの静圧により賄われ、非高度清浄域内では温度成層による空気層の上昇により賄われるように構成されていること
を特徴とするクリーンルームの空調システム。

【請求項3】

前記高度清浄域と前記非高度清浄域との間における床より上方の位置に、下向き方向に沿って延びる垂壁を設け、前記送風ユニットは、吹出し面を前記垂壁に開設した開口に位置させて設置すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項4】

前記垂壁の下向き方向は、鉛直を含む鉛直に対し４５度以内の傾斜であること
を特徴とする請求項３に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項5】

前記垂壁を下向き方向に沿って延ばす位置は、前記高度清浄域と前記非高度清浄域との境界位置、または前記非高度清浄域側へセットバックした位置に設けること
を特徴とする請求項３または請求項４に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項6】

前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように前記送風ユニットが配置され、
前記送風ユニットから送り出される空気が互いに衝突し上方空間にて下方へ曲げ合い、前記高度清浄域においてダウンフローを形成するよう構成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項7】

前記送風ユニットに前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように誘導板が設置され、
前記送風ユニットから送り出される空気が前記誘導板に衝突し上方空間にて下方へ曲げられ、前記高度清浄域においてダウンフローを形成するよう構成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項8】

前記送風ユニットは、前記給気チャンバ内の空気を前記高度清浄域の上方空間へ供給するよう、前記給気チャンバの前記高度清浄域に面する側壁に設置され、
前記給気チャンバは、送風ユニットの吸込み口から前記非高度清浄域で形成された温度成層上部の温かい空気の流れを遠ざけて対象空間内の空気の縦循環を大きく円滑にする空間であり、
前記非高度清浄域内の空気は、前記給気チャンバに冷却されて貯留され、前記送風ユニットから前記高度清浄域に供給されること
を特徴とする請求項１に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項9】

前記給気ダクト入口に冷却ユニットを設け、前記非高度清浄域内の空気は、冷却されて
前記給気ダクトを通り、前記送風ユニットから前記高度清浄域に供給されること
を特徴とする請求項２に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項10】

前記高度清浄域の交差部に面する前記送風ユニットは、平面視において前記交差部の中央部に向けて空気を送り出すように配置されること
を特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のクリーンルームの空調システム。

【請求項11】

前記対象空間には、被加工物を搬送する搬送装置を構成する搬送レールが設置されており、
前記高度清浄域として、前記搬送レールの周辺の領域が設定されることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のクリーンルームの空調システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クリーンルームの空調システムに関する。

【背景技術】

【0002】

図１２～図１４は従来の工業用のクリーンルームにおける空調システムの一例を示している。対象空間Ｓには、床スラブの上方にパンチングパネルやグレーチング等により上げ床１ａが形成され、該上げ床１ａには、各種の生産装置等である機器２が載置されている。対象空間Ｓ内における上げ床１ａより上方の位置には、被加工物４を搬送するための搬送装置５が装備されている。対象空間Ｓは、例えば半導体の生産設備の作業室等であり、被加工物４は、例えば半導体集積回路を形成する母材のウエハや、フラットパネルディスプレイの基板といった基板状の物品、あるいはそれら複数の基板状の物品を含めた収納容器等である。

【0003】

搬送装置５は、搬送レール６と、該搬送レール６に沿って移動可能な搬送車７とを備えており、搬送車７は、被加工物４を積み込んで移動しつつ、機器２との間で被加工物４の受け渡しを行うようになっている。上方のスラブ面からは、天井面として吊り天井３ａが吊下設置されており、搬送レール６は、吊り天井３ａの構成材、あるいは上方のスラブ面から吊られるようにして、吊り天井３ａに沿って取り付けられる。上下方向では、図１４のように機器２前面のロード／アンロード部にある被加工物４を、図示はしていないが上下方向に移動可能な搬送車などで受け渡しを行ったりする。

【0004】

吊り天井３ａには、さらに対象空間Ｓに空気Ａを送り出すための送風ユニット８が設置されている。送風ユニット８は、ファン・フィルタ・ユニット（ＦＦＵ）等と称され、ファンとＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタである高性能フィルタを備えた装置であり、吊り天井３ａの上方の空気Ａを前記ファンの駆動により引き込んでフィルタに吹き付け、該フィルタを通って浄化された空気Ａを下方の対象空間Ｓへ下向きに送り出すようになっている。上げ床１ａと床スラブとの間の空間（床下空間）と、上階の床スラブと吊り天井３ａの間の空間（天井裏空間）の間には、これらを連通するようにレタンシャフト１０が設けられており、送風ユニット８により対象空間Ｓに送り込まれた空気Ａは、上げ床１ａの開孔９から床下空間に抜け、送風ユニット８のファンの吸込み口が面する天井裏空間は対象空間Ｓよりも負圧となりその圧力差により床下空間からレタンシャフト１０を通って天井裏空間へ送られ、再度送風ユニット８から対象空間Ｓに供給される。通風抵抗のロス分があるので対象空間Ｓに対する負圧度合いは、床下空間、レタンシャフト、天井裏空間の順に大きくなり、床下空間も小さく負圧なので上げ床１ａの開孔９から対象空間Ｓ内空気を吸い込むのである。

【0005】

図１３に示す如く、吊り天井３ａには送風ユニット８が疎らに配置されている。また、床下空間からレタンシャフト１０を通って天井裏空間に至る経路のいずれかの位置（ここでは、レタンシャフト１０の入口）には冷却ユニット１１が設置されており、レタンシャフト１０から天井裏へ向かう空気Ａを冷却するようになっている。冷却ユニット１１は、例えば内部に冷水等である冷媒Ｗが流通するドライコイルであり、外部の冷熱源（図示せず）から冷媒往き配管１２を通して低温の冷媒Ｗを引き込み、ドライコイルの周囲を流通する空気Ａとの間で間接的に熱交換させてから、温度の上昇した冷媒Ｗを冷媒還り配管１３を通して前記冷熱源へ戻すようになっている。

【0006】

こうして、対象空間Ｓから床下空間、さらにレタンシャフト１０から天井裏空間へと空気Ａが循環し、その過程において、対象空間Ｓへ送られる空気Ａは送風ユニット８にて浄化され、機器２の排熱を含んだ空気Ａは冷却ユニット１１にて冷却されるようになっている。尚、このような空気Ａの循環は、送風ユニット８におけるファンの動作によって駆動される（ただし、必要に応じて別途ファン等を設け、空気Ａの駆動を補助してもよい）。

【0007】

この種のクリーンルームの空調システムに関連する先行技術文献としては、例えば、下記の特許文献１等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】実公平６－４８２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述の如き空調システムにおいては、例えば対象空間Ｓ全体における排熱量を基準として空気Ａの吹出温度が決定される。図１２～図１４に示す空調システムを念頭に、各所における空気Ａの温度分布の一例を説明すると、生産装置（ここでは、機器２）における製品工程等によって決まる室内空気条件は、例えば乾球温度２３℃、相対湿度４５％である。この場合、対象空間Ｓへ送られる空気Ａの温度は、機器２の発熱密度の高いエリアでは送風ユニット８の近傍において１５℃（つまり、吹出温度は１５℃）であり、ここから床下空間へ抜けるまでの間に、機器２の排熱を受け取って２３℃程度まで上昇する。そして、冷却ユニット１１において１５℃まで冷却され、再度送風ユニット８へ送られる。

【0010】

空気Ａの温度に関するこうした設定は、機器２の周辺における温度を適温に保つことは勿論、冷却ユニット１１において空気Ａ中の水分が凝縮しないことをも考慮されたものである。１気圧の条件下で、作業空間（ここでは、機器２やその周辺）における乾球温度が２３℃、相対湿度が４５％の場合を想定すると、空気Ａの露点温度は約１０．５℃である。冷却ユニット１１での吹出温度は１５℃であるが、この温度では相対湿度７５％程度であり、冷却ユニット１１のコイル部分において凝縮は発生せず、ドライコイルが実現できる。

【0011】

ここで、冷媒往き配管１２における冷媒Ｗの温度（入口水温）は１０℃程度であるが、冷媒Ｗをこのような低温に季節を問わず保とうとすれば、前記冷熱源において、凝縮器にて排熱を熱交換する外気が夏場の３３℃程度の場合でも蒸発器における冷媒Ｗの温度まで冷やすことが可能な冷凍サイクルを実現する圧縮機の仕事が必要となり、相応のエネルギー消費が要求されることになる。また、一般に中間期や冬期においては冷媒Ｗの冷却にフリークーリング（冷凍機等によらず、外気の冷熱を利用する形式の冷却）が行われることがあるが、入口水温を１０℃に設定した場合、フリークーリングには外気温１０℃を大きく下回る条件が必要になるため、日本の気候において、フリークーリングを実行できる期間は短い。このように、上述の如き空調システムでは、温度管理の省エネルギー化に限界があった。

【0012】

また、上述の如き空調システムは、対象空間Ｓ内の全体を均一に清浄に保つよう設計されており、大量の空気Ａを浄化する必要がある。このため、送風ユニット８に関して相当の設置台数や、フィルタの交換頻度が必要である。また、冷却ユニット１１にも大きな熱交換面積が要求されるなど、コストの増大を招いていた。

【0013】

また、発熱量の多い機器２を設置する場合などに対応することを考えた場合、送風ユニット８を設置するために天井セル等を吊り天井３ａ全体に敷設することになり、吊り天井３ａの構築に多大なコストが生じてしまう。

【0014】

しかも、近年では、被加工物４の製品集積度の向上により、クリーンルーム内における機器２の発熱量は増加する傾向にある。発熱量が大きければ、その分だけ機器２の排熱に由来する上昇気流は大きくなり、これを抑えるには、送風ユニット８にある程度の風量が要求される。その結果、やはりある程度の台数の送風ユニット８の設置が必要となる。

【0015】

さらに、上述の従来例では、送風ユニット８から対象空間Ｓに供給した空気Ａの全量を上げ床１ａの開孔９を通して床下空間へ導き、冷却ユニット１１で冷却したうえで天井裏空間へ戻すようにしている。このため、床下空間と天井裏空間を連通するレタンシャフト１０が必要であり、このレタンシャフト１０の分だけ利用可能な平面積及び立面積が狭められ、空間の利用効率が低下していた。

【0016】

また、従来例においては、大空間として設定された対象空間Ｓ全体を必要最小限の循環風量で浄化するため、パンチングパネル等により構成した上げ床１ａの開孔９から床下空間に空気Ａを引き込んで下向きの気流を形成している。なるべく少ない風量で空気Ａを確実に循環させるためであるが、このことが床下空間の用途に制限を生じさせることにもなっていた。

【0017】

本発明は、斯かる実情に鑑み、対象空間内において要求される温度と清浄度を満足しつつ、コストの増大を抑え、省エネルギーと共に対象空間の有効利用を図り得るクリーンルームの空調システムを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明は、対象空間に機器を配置するクリーンルームの空調システムであって、
対象空間のうち、他の領域に比べて高い清浄度の要求される領域を高度清浄域に設定すると共に、該高度清浄域以外の領域を非高度清浄域に設定し、
対象空間の上方に吊られて設置され対象空間に浄化した空気を供給する送風ユニットは、前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように配置されると共に、前記高度清浄域の上方空間に対し横向きに空気を送り出すように設置され、
前記非高度清浄域における機器より上方の位置で前記送風ユニットの背面側に、風路としての給気チャンバが画成され、
前記送風ユニット及び前記給気チャンバは、上方空間を挟んで対向する両側で対称の構成になり、
前記送風ユニットのファンの吐出側静圧により横向きに送り出された空気は該上方空間にて下方へ曲げられ前記高度清浄域に向かい、前記高度清浄域に供給された空気は前記高度清浄域を下降してから前記非高度清浄域に至り、該非高度清浄域に入り込んだ空気は前記機器の発熱の上昇流が加わり、温度成層を形成しながら前記非高度清浄域内を上昇して前記送風ユニットに戻るよう構成され、
前記空気の循環にかかる搬送力は、前記給気チャンバから高度清浄域間では送風ユニットの静圧により賄われ、非高度清浄域内では温度成層による空気層の上昇により賄われるように構成されていること
を特徴とするクリーンルームの空調システムにかかるものである。

【0019】

本発明は、対象空間に機器を配置するクリーンルームの空調システムであって、
対象空間のうち、他の領域に比べて高い清浄度の要求される領域を高度清浄域に設定すると共に、該高度清浄域以外の領域を非高度清浄域に設定し、
対象空間の上方に吊られて設置され対象空間に浄化した空気を供給する送風ユニットは、前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように配置されると共に、前記高度清浄域の上方空間に対し横向きに空気を送り出すように設置され、
前記非高度清浄域における機器より上方の位置で前記送風ユニットの背面側に、風路としての給気ダクトが設置され、
前記送風ユニット及び前記給気ダクトは、上方空間を挟んで対向する両側で対称の構成になり、
前記送風ユニットのファンの吐出側静圧により横向きに送り出された空気は該上方空間にて下方へ曲げられ前記高度清浄域に向かい、前記高度清浄域に供給された空気は前記高度清浄域を下降してから前記非高度清浄域に至り、該非高度清浄域に入り込んだ空気は前記機器の発熱の上昇流が加わり、温度成層を形成しながら前記非高度清浄域内を上昇して前記送風ユニットに戻るよう構成され、
前記空気の循環にかかる搬送力は、前記給気ダクトから高度清浄域間では送風ユニットの静圧により賄われ、非高度清浄域内では温度成層による空気層の上昇により賄われるように構成されていること
を特徴とするクリーンルームの空調システムにかかるものである。

【0020】

本発明のクリーンルームの空調システムにおいては、前記高度清浄域と前記非高度清浄域との間における床より上方の位置に、下向き方向に沿って延びる垂壁を設け、前記送風ユニットは、吹出し面を前記垂壁に開設した開口に位置させて設置することができる。当該垂壁の下向き方向は、鉛直であってもよいし、鉛直に対し４５度以内の傾斜であってもよい。垂壁を下向き方向に沿って延ばす位置は、前記高度清浄域と前記非高度清浄域との境界位置であっても、前記非高度清浄域側へセットバックした位置でもよい。
本発明のクリーンルームの空調システムにおいては、前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように前記送風ユニットを配置し、前記送風ユニットから送り出される空気が互いに衝突し上方空間にて下方へ曲げ合い、前記高度清浄域においてダウンフローを形成するよう構成することができる。

【0021】

本発明のクリーンルームの空調システムにおいては、前記送風ユニットに前記高度清浄域の上方空間を挟んで対向するように誘導板を設置し、前記送風ユニットから送り出される空気が前記誘導板に衝突し上方空間にて下方へ曲げられ、前記高度清浄域においてダウンフローを形成するよう構成してもよい。

【0022】

本発明のクリーンルームの空調システムにおいては、前記送風ユニットは、前記給気チャンバ内の空気を前記高度清浄域の上方空間へ供給するよう、前記給気チャンバの前記高度清浄域に面する側壁に設置され、前記給気チャンバは、送風ユニットの吸込み口から前記非高度清浄域で形成された温度成層上部の温かい空気の流れを遠ざけて対象空間内の空気の縦循環を大きく円滑にする空間であり、前記非高度清浄域内の空気は、前記給気チャンバに冷却されて貯留し、前記送風ユニットから前記高度清浄域に供給するようにしてもよい。

【0023】

本発明のクリーンルームの空調システムにおいては、前記給気ダクト入口に冷却ユニットを設け、前記非高度清浄域内の空気は、冷却されて前記給気ダクトを通り、前記送風ユニットから前記高度清浄域に供給されるようにしてもよい。

【0024】

本発明のクリーンルームの空調システムにおいては、前記高度清浄域の交差部に面する前記送風ユニットを、平面視において前記交差部の中央部に向けて空気を送り出すように配置してもよい。

【0025】

本発明のクリーンルームの空調システムにおいて、前記対象空間には、被加工物を搬送する搬送装置を構成する搬送レールが設置されており、前記高度清浄域として、前記搬送レールの周辺の領域が設定されていてもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明のクリーンルームの空調システムによれば、対象空間内において要求される温度と清浄度を満足しつつ、コストの増大を抑え、省エネルギーと共に対象空間の有効利用を図り得るという優れた効果を奏し得る。さらに、対象空間内における高度清浄域の上方空間に横向きに空気を送り出し上方空間にて下方へ曲げられ前記高度清浄域に向かうので、高度清浄域の高さ方向が有効に利用できるという優れた効果を奏し得る。さらには、送風ユニットのファンによる空気搬送力だけに頼らず、対象空間内の生産機器発熱による空気成層によって温空気の上昇力も利用するので省エネルギーを図り得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施によるクリーンルームの空調システムの形態の一例を示す概略立面図である。

【図2】本実施例のクリーンルームの空調システムの形態を示す概略平面図である。

【図3】本実施例のクリーンルームの空調システムの形態を示す概略側断面図であり、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視相当図である。

【図4】本実施例のクリーンルームの空調システムの形態を示す斜視図である。

【図5】本発明の別の実施例によるクリーンルームの空調システムの形態を示す概略側断面図である。

【図6】本発明を適用したクリーンルームにおける側断面に沿った空気の流れの一例を示す図である。

【図7】本発明を適用したクリーンルームにおける側断面に沿った空気の流れの一例を示す図であり、図６とは別の断面を示している。

【図8】高度清浄域の交差部における送風ユニットの配置の参考例を示す概略平面図である。

【図9】高度清浄域の交差部における送風ユニットの配置の一例を示す概略平面図である。

【図10】誘導板としての邪魔板の設置例を示す概略側断面図である。

【図11】誘導板としての壁の設置例を示す概略側断面図である。

【図12】従来のクリーンルームにおけるクリーンルームの空調システムの一例を示す概略立面図である。

【図13】従来のクリーンルームにおけるクリーンルームの空調システムの一例を示す概略平面図である。

【図14】従来のクリーンルームにおけるクリーンルームの空調システムの一例を示す概略側断面図であり、図１２のＸＩＶ－ＸＩＶ矢視相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【0029】

図１～図４は本発明の実施によるクリーンルームの空調システムの形態の一例を示しており、図中、図１２～図１４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。尚、図１～図４に示した構成は、例えば空調システムを備えた対象空間Ｓにおける一部分であり、同様の構成が平面視で縦横に複数連続していても良い。また、説明の便宜上、一部の図では各構成要素の一部または全部について図示を省略している。例えば、図１、図２では被加工物４や搬送車７の図示を省略しており、図４ではこれらに加えて搬送レール６をも省略している。また、後に説明する図６、図７においても、被加工物４や搬送レール６、搬送車７の図示を省略している。この他にも、幾つかの構成要素について、図が煩雑になることを避けるため、各図で適宜図示を省略している。

【0030】

対象空間Ｓの床１には機器２が載置されており、床１より上方の高さには、被加工物４を搬送するための搬送装置５が設置されている。搬送装置５は、搬送レール６と、該搬送レール６に沿って移動可能な搬送車７とを備えており、搬送車７は、被加工物４を積み込んで搬送レール６に沿って移動しつつ、機器２との間で被加工物４の受け渡しを行うようになっている。

【0031】

以上の構成については図１２～図１４に示す上記従来例と概ね共通しているが、本実施例の場合、送風ユニット８の配置に特徴を有しており、これに伴い床１や天井３、レタンシャフト１０に関する構成も従来例と異なっている。

【0032】

まず、本実施例では、送風ユニット８を上記従来例（図１３参照）の如く対象空間Ｓの上方全体に満遍なく配置するのではなく、対象空間Ｓを高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２とに分け、高度清浄域Ｓ１に設定した領域に、送風ユニット８から吹き出す空気Ａを集中して供給するようにしている。ここで、「高度清浄域」とは、対象空間のうち、他の領域と比較して高い清浄度が要求される領域を指し、「非高度清浄域」とは、対象空間のうち、高度清浄域以外の領域を指す。

【0033】

例えば、対象空間Ｓとして工業用クリーンルームを想定する場合、対象空間Ｓ内において最も清浄度を確保すべき領域は、基板等の物品やその収納容器である被加工物４が露出する可能性のある場所である。本実施例の場合、被加工物４が搬送車７によって搬送され、搬送車７と機器２との間で被加工物４の受け渡しが行われる場所、すなわち搬送レール６の周辺の領域がそれに該当する。被加工物４自体に塵埃等の異物が到達しない限り、被加工物４が存在しない場所にはさほどの清浄度は要求されない。また、機器２の内部は対象空間Ｓから構造的に隔離されて清浄度が保たれるので、送風ユニット８による清浄な空気Ａの供給が最も必要とされる領域は、平面視で搬送レール６の周辺にあたる領域ということになる。そこで、搬送レール６の周辺の領域を高度清浄域Ｓ１に設定し、清浄度を特に高く保つようにしている。高度清浄域Ｓ１の設定清浄度は、例えばクラス５～６であり（尚、その場合、実態としては設定清浄度よりも清浄な空間となる）、非高度清浄域Ｓ２についてはクラス６程度で良い。尚、これは一例であって、各領域の清浄度については本発明を実施するにあたり適宜設定することができ、各領域の設定清浄度はここに例示したより高く設定しても、低く設定しても十分成立し得る。

【0034】

ここで、非高度清浄域Ｓ２の平面積は、高度清浄域Ｓ１の平面積と同じか、それより大きく設定することが好ましい。後述する空気Ａの循環のためである。

【0035】

床１については、従来例の上げ床１ａとは異なり、空気Ａが通過する開孔９は必須ではなく、本実施例では全面閉鎖の床面として構成されている。また、ここでは床１を上げ床として構成した例を図示しているが、上げ床も必須の構成ではない。天井３についても、従来例の吊り天井３ａとは異なり、吊下構造は必須ではなく、本実施例の場合、上方のスラブ面を天井３とする直天井構造としている（あるいは、スラブ面に近い高さに天井３を別途設けてもよい）。また、レタンシャフト１０に関しては省略されている。そして、全体的な空気Ａの流れも従来例とは大きく相違している。

【0036】

高度清浄域Ｓ１およびその周辺における機器２や搬送レール６、送風ユニット８の配置について、さらに具体的に説明する。

【0037】

本実施例の場合、搬送レール６は上階の床スラブ面である天井３から吊り下げる形で設置されており、搬送レール６の下方の床１には、平面視で該搬送レール６の両脇にあたる位置に機器２が配置されている。

【0038】

機器２にとっては、搬送車７との間で被加工物４の受け渡しを行うロード・アンロード部がある前面部２ａで特に清浄度が要求される。このため、図２、図３に示す如く、機器２は前面部２ａのみが搬送レール６下方の高度清浄域Ｓ１へわずかに突出し、前面部２ａ以外は非高度清浄域Ｓ２内に位置するように配置される。尚、機器２の排熱は、前面部２ａ以外（背面部２ｂなど）から排出される。

【0039】

また、図２～図４に示す如く、平面視で搬送レール６を両側から挟む位置に、高度清浄域Ｓ１の上方空間に前面を向ける形で送風ユニット８が配置されている。すなわち、搬送レール６の周辺に設定された高度清浄域Ｓ１の上方空間を挟んで、送風ユニット８が対向する形である。

【0040】

送風ユニット８の背面側には、非高度清浄域Ｓ２で形成された温度成層上部の温かい空気Ａの流通する風路としての給気チャンバ１４が画成されている。給気チャンバ１４は送風ユニット８の吸込み口から非高度清浄域Ｓ２で形成された温度成層上部の温かい空気Ａの流れを遠ざけて対象空間Ｓ内の空気Ａの縦循環を大きく円滑にする空間であり、本実施例の場合、給気チャンバ１４の全体が非高度清浄域Ｓ２における床１より上方、機器２の上方に画成されている。給気チャンバ１４の側壁１５のうち、一部（前面１５ａとする）は後述する垂壁１６の上部を兼ねて高度清浄域Ｓ１に面しており、ここに送風ユニット８のＨＥＰＡフィルタ吹出し面が設けられている。

【0041】

側壁１５のうち、他の面（側面１５ｂおよび背面１５ｃとする）は非高度清浄域Ｓ２に面しており、その一部（ここに示した例の場合、側面１５ｂ）には冷却ユニット１１が設けられている。冷却ユニット１１は、例えば上述の従来例（図１２～図１４参照）における冷却ユニット１１と同様の装置（ドライコイル）であり、内部に冷水等の冷媒Ｗが流通する冷却コイルを備え、外部の冷熱源（図示せず）から冷媒往き配管１２を通して低温の冷媒Ｗを引き込み、周囲の空気Ａとの間で間接的に熱交換させてから冷媒還り配管１３を通して前記冷熱源へ戻すようになっている（図１参照）。給気チャンバ１４の上面は天井３の面を利用して形成され、側壁１５および底面は天井３から吊り下げるようにして設置されている。

【0042】

また、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２との間には垂壁１６が設置されている。本実施例の場合、給気チャンバ１４の前面１５ａが高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２の境界の一部を形成しており、垂壁１６の一部は、この給気チャンバ１４の前面１５ａから下方に向かって鉛直方向に沿って延びるように設けられている。また、本実施例の場合、垂壁１６は給気チャンバ１４の側壁１５が設けられていない部分にも伸び、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２の境界の一部を形成している。なお垂壁１６の設置位置は高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２の境界であっても、その境界から非高度清浄域Ｓ２側へセットバックした位置であってもよい。

【0043】

垂壁１６の下端は、床１より上方に位置しており、垂壁１６は、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２との間を、両空間の下方が連通するように不完全に隔てている。尚、垂壁１６のなす面は必ずしもここに示すように給気チャンバ１４の側壁１５のなす面等と一致していなくとも良く、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２の間に配置されていればよい。例えば、平面視で給気チャンバ１４の前面１５ａよりも搬送レール６から離れた位置に設置されていてもよい。

【0044】

天井３から垂壁１６の下端までの寸法は、以下のように設定すべきである。まず、垂壁１６の下端の位置は、床１における機器２の移設の妨げとならないよう、床１よりは上方とする。また、垂壁１６が機器２に接すると、やはり機器２の移設の妨げとなるため、垂壁１６の下端は機器２の上端よりは上方に位置していることが好ましい。一方、後述する空気Ａの循環の観点から、床１と垂壁１６の下端とは一定の距離を保ちながらある程度近接させ、垂壁１６の下方を流れる空気Ａの流速をある程度小さく保つのが良い。空気Ａの循環と機器２の移設自由度の両立のためには、垂壁１６は下端が機器２の上端より１０ｃｍ前後高い位置に来る程度の寸法とするのが最も好適である。本実施例では、垂壁１６の下端は機器２の上端から垂直方向に距離を保って同じ高さで連続しており、機器２同士の間を遮る物はない。垂壁１６は、パネルのような硬質の素材で構成しても良いし、また、ビニールシートのような軟質の素材であっても良い。尚、垂壁１６や後述する誘導板１８，１９に関し、「下向き方向に沿って延びる」とは必ずしも正確な鉛直面を有することを指すものではなく、垂壁１６の下向き方向は、鉛直を含む鉛直に対して４５度以内の傾きを有していても良い。鉛直方向に沿った向きとは、鉛直方向を成分として含む向きといった程度の意味である。

【0045】

給気チャンバ１４内をその入り口の冷却ユニット１１のコイル通風抵抗に抗して導入され流れる空気Ａは、送風ユニット８のファンの吸込み側静圧を搬送力として送風ユニット８内まで搬送され、ファンの吐出側静圧により高性能フィルタを通ったのち一定の風速で高度清浄域Ｓ１に供給される。続いて高度清浄域Ｓ１の上方空間を挟んで対向するように設置された送風ユニット８により、対向して吹出される空気Ａと空気Ａが互いに衝突し上方空間にて下方へ曲げ合い下向きのダウンフローとなって高度清浄域Ｓ１を吹き降りる。そのあと、高度清浄域Ｓ１の下方で垂壁１６の下方や機器２同士の間を通って非高度清浄域Ｓ２にゆっくりと流れ込んだ空気Ａは、非高度清浄域Ｓ２内にある機器２の発熱により暖められた機器周囲空気の上昇に伴い、非高度清浄域Ｓ２の高さ方向に温度成層が形成され、非高度清浄域Ｓ２全体のゆっくりした温度成層間の入れ替わりにより機器２の発熱を空気温度に変換して上昇して流れ、該非高度清浄域Ｓ２の上部において冷却ユニット１１で冷却されつつ給気チャンバ１４へ戻る。こうした空気Ａの循環にかかる搬送力は、給気チャンバ１４の入り口から高度清浄域Ｓ１間では送風ユニット８の静圧により賄われ、非高度清浄域Ｓ２内では温度成層によるゆっくりした空気層の上昇により賄われ、冷却ユニット１１における空気Ａの通過や、給気チャンバ１４における空気Ａの流通等に関し、特に別途送風のための機構を配置する必要はない（ただし、本発明を実施するにあたり、送風ユニット８だけで搬送力が不足するような場合には、冷却ユニット１１や給気チャンバ１４等に送風のための機構を適宜設置し、搬送力を補っても良い）。

【0046】

尚、風路あるいは給気チャンバ１４の構成や冷却ユニット１１の配置については、ここに示した例に限定されない。非高度清浄域Ｓ２の上方に滞留した空気を冷却し、送風ユニット８を通じて適宜に高度清浄域Ｓ１に供給し得る限りにおいて、風路や冷却ユニットは種々の形式を採用し得る。例えば、クリーンルーム内の配置等によっては、給気チャンバ１４の側面１５ｂではなく、背面１５ｃに冷却ユニット１１を設置してもよい（図示は省略する）。あるいは、図５に別の実施例として示す如く、給気チャンバ１４の代わりに、冷却ユニット１１と送風ユニット８を繋ぐように、風路としての給気ダクト１７を非高度清浄域Ｓ２における床１より上方の位置に設けてもよい。

【0047】

上記した本実施例における空気Ａの循環について、さらに詳しく説明する。高度清浄域Ｓ１の上方空間に面しては、送風ユニット８が向かい合わせに設置されており、該送風ユニット８から横向きに吹き出される清浄な空気Ａは、上方空間にて互いにぶつかり合ってダウンフローを形成し、高度清浄域Ｓ１内を下降する（図３参照）。空気Ａは、搬送レール６の周辺から、さらに被加工物４の受け渡しが行われる機器２の前面部２ａを下向きに流れていく。塵埃を除去しながら垂壁１６の下端や機器２の端面を迂回し、非高度清浄域Ｓ２にゆっくりと流れ込んだ空気Ａは、非高度清浄域Ｓ２内にある機器２の発熱により暖められた機器周囲空気の上昇に伴い、非高度清浄域Ｓ２の高さ方向に温度成層が形成され、非高度清浄域Ｓ２全体のゆっくりした温度成層間の入れ替わりにより機器２の発熱を空気温度に変換して上昇して押し出される。非高度清浄域Ｓ２では、空気Ａは床１より上方に位置する給気チャンバ１４の入口（冷却ユニット１１の設けられた部分）に向かうアップフローとなる。

【0048】

送風ユニット８における吹出温度は、例えば２０℃とする。すなわち、冷却ユニット１１で冷却されたうえで送風ユニット８のフィルタから吹き出される空気Ａの温度が２０℃である。給気チャンバ１４から送風ユニット８を通って２０℃で供給される空気Ａは、高度清浄域Ｓ１へ送り込まれ、被加工物４が搬送される搬送レール６や、被加工物４の受け渡しが行われる機器２の前面部２ａへ吹き付けられる（図１～図４参照）。高度清浄域Ｓ１を搬送車７により搬送される被加工物４は、送風ユニット８で浄化されて間のない清浄な空気Ａを吹き付けられ、清浄に保たれる。

【0049】

次に、空気Ａは、機器２同士の間や、機器２と垂壁１６との間、垂壁１６と床１との間をすり抜けて非高度清浄域Ｓ２へ移る。非高度清浄域Ｓ２では被加工物４の受け渡しや搬送が行われないため、仮に高度清浄域Ｓ１から非高度清浄域Ｓ２へ至る途中で空気Ａの清浄度が低下したとしても、その状態の空気Ａが被加工物４に直接接触する虞はない。

【0050】

機器２は前面部２ａが高度清浄域Ｓ１へわずかに突出する配置となっており、空気Ａは、高度清浄域Ｓ１から非高度清浄域Ｓ２へ移動するまでの間に機器２の前面部２ａから排熱を受け取る。この過程で前面部２ａから空気Ａが受け取る排熱は、機器２全体の発熱の例えば３割程度である。

【0051】

空気Ａは、非高度清浄域Ｓ２に入り込むと、機器２の前面部２ａ以外の部分（背面部２ｂ等）から排熱を受け取って昇温する。非高度清浄域Ｓ２において、温度成層を形成するもとの高温の空気Ａは非高度清浄域Ｓ２を天井３の近傍まで上昇し、熱溜まりを形成する。熱溜まりにおける空気Ａの温度は３０℃程度である。すなわち、機器２全体の排熱を受け取った結果、空気Ａは吹出温度の２０℃から１０℃程度、昇温する計算である。前述のように、高度清浄域Ｓ１において空気Ａが機器２から受け取る排熱は機器２全体の発熱の３割程度なので、非高度清浄域Ｓ２へ移行する直前における空気Ａの温度は約２３℃である。これは、基板等である被加工物４にとって適正な温度である。冷却ユニット１１では、この機器２の前面部２ａにおける適正温度２３℃を保つため、非高度清浄域Ｓ２へ移行する直前の空気Ａの温度を制御点として計測し、冷媒Ｗによる熱交換量を制御する。尚、制御点の温度を計測するために、高度清浄域Ｓ１の下部における非高度清浄域Ｓ２との境界付近には温度センサが設置されるが、ここでは図示を省略している。

【0052】

昇温した空気Ａが非高度清浄域Ｓ２を上昇する際、給気チャンバ１４の側壁１５や、垂壁１６が非高度清浄域Ｓ２を囲んで鉛直の逆向き槽のような役割を果たし、アップフローに機器２の発熱による上昇流が加わった空気Ａは、この逆向き槽状の空間で温度成層を形成しながらゆっくりと上方へ運搬される。ここで、非高度清浄域Ｓ２の平面積が高度清浄域Ｓ１の平面積と同等以上に設定されていると、全体としてゆっくりした空気Ａの流れが形成されやすく、安定した温度成層が形成されやすい。

【0053】

この温度成層の下方における空気Ａの温度は、機器２からの排熱を受け取りつつも周辺の冷えた空気Ａと混合するため、２５℃前後である。温度成層の上方においては、上述の如く３０℃程度である。

【0054】

また、垂壁１６は、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２との間を隔てることで、送風ユニット８から高度清浄域Ｓ１に供給されて間もない清浄且つ比較的低温の空気Ａに、非高度清浄域Ｓ２内の空気Ａが混合することを抑える機能をも担っている。送風ユニット８から下方へ向かう空気Ａの流れと、機器２の近傍から上方へ向かう空気Ａの流れを垂壁１６により分割することで、非高度清浄域Ｓ２内の空気Ａの状態（温度や清浄度）が、高度清浄域Ｓ１内の空気Ａの状態に大きく影響することを防いでいるのである。

【0055】

尤も、高度清浄域Ｓ１に面する位置にある程度の数の送風ユニット８を配置し、空気Ａの送風量を確保すれば、仮に垂壁１６を設置しないとしても、高度清浄域Ｓ１においてはある程度強いダウンフローが形成されるので、一定の清浄度を保つことは可能である。ただし、高度清浄域Ｓ１における清浄度をより確実に保持するためには、やはり垂壁１６を設置することが好ましい。また、垂壁１６は、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２との空気Ａの温度差を確保するという点においても有用である。後述するように、空気Ａの循環の観点から、両領域間における空気Ａの温度差はある程度高く保たれている方が有利である。

【0056】

非高度清浄域Ｓ２の上方に設けられた給気チャンバ１４の側面１５ｂには、冷却ユニット１１が設けられており、非高度清浄域Ｓ２の上方で熱溜まりを形成する３０℃程度の空気Ａは、冷却ユニット１１にて冷却されつつ給気チャンバ１４に吸い込まれる。冷却ユニット１１に供給される冷媒Ｗの温度は、冷媒往き配管１２で１５℃であり、空気Ａは冷媒Ｗと熱交換して２０℃の吹出温度あるいはそれ以下まで冷却される。冷媒Ｗは、空気Ａとの熱交換の結果、温度が上昇し、冷媒還り配管１３では２０℃程度となる。こうして、空気Ａは２０℃程度の温度で給気チャンバ１４へ戻され、送風ユニット８から高度清浄域Ｓ１へ再度供給される。尚、空気Ａは送風ユニット８においてファンの発熱を受け取ることになるが、その熱量は微々たるものであり、送風ユニット８における吹出温度はほぼ２０℃（冷却ユニット１１における吹出温度）のままである。

【0057】

以上の如き空気Ａの循環は、主に送風ユニット８におけるファンの動作により駆動されるが、このほかに、空気Ａの比重差も機能する。すなわち、高度清浄域Ｓ１には２０℃程度の空気Ａが供給される一方、非高度清浄域Ｓ２には２５℃前後～３０℃程度の相対的に高温で比重の小さい空気Ａが位置することになり、こうした比重の差が手伝って、高度清浄域Ｓ１から垂壁１６の下方を回り込んだ空気Ａが、非高度清浄域Ｓ２において垂壁１６や給気チャンバ１４の側壁１５に囲まれた空間内を上昇することになるのである。

【0058】

このように、本実施例の空調システムでは、図１２～図１４に示す上記従来例とは各所における空気Ａの温度や冷媒Ｗの温度が異なっており、空調システム全体の平均温度を上記従来例と比較して底上げしつつ、機器２周囲の温度は非高度清浄域Ｓ２においては２５℃前後とし、高度清浄域Ｓ１に面する前面部２ａでは２３℃程度の適温を保つような制御が可能となっている。こうした温度設定は、対象空間Ｓ全体における排熱量を基準として設定温度を決め、対象空間Ｓ全体の温度を一律に管理するのではなく、対象空間Ｓ内に空気Ａの温度が相対的に高い領域と低い領域を設定し、特に冷却を要する領域（本実施例の場合は、機器２の周辺、特に前面部２ａ付近）をその他の領域（本実施例の場合は、非高度清浄域Ｓ２の上方）よりも上流側とすることで実現されている。

【0059】

こうすることにより、図示しない冷熱源では冷媒往き配管１２における冷媒Ｗの設定温度を上記従来例と比較して高くすることができるため（従来例では入口温度が１０℃、出口温度が１５℃。本実施例では入口温度が１５℃、出口温度が２０℃）、凝縮器にて排熱を熱交換する外気が高温の場合でも、蒸発器における冷媒Ｗの温度が例えば比較して５℃高くてよいので、冷凍サイクルを実現する圧縮機の仕事が小さくなり、冷熱源における冷媒Ｗの冷却効率が向上し、冷却に必要なエネルギーが小さくなる。また、冷熱源においてフリークーリングの可能な期間も拡大される（すなわち、従来例では外気が１０℃を大幅に下回る条件でのみ熱交換が可能であったのが、本実施例では１０℃以上１３℃未満の条件下でも可能になる）ため、併せて大幅な省エネルギー効果を見込める。

【0060】

空気Ａの循環を駆動するエネルギーに関しても、本実施例では空気Ａの比重差により駆動される割合が大きくなっており、ここでも省エネルギー効果を得ることができる。すなわち、上記従来例では空気Ａの吹出温度は約１５℃、機器２の排熱を受け取った後の温度は２３℃前後であり、温度差は８℃程度であったが、本実施例では、空気Ａの吹出温度は約２０℃、非高度清浄域Ｓ２の上方で熱溜まりを形成する空気Ａの温度は３０℃程度であり、温度差は１０℃程度である。空気Ａの比重差は温度差に比例するため、本実施例の場合、上述の如き空気Ａの比重差による駆動力が大きくなる分、送風ユニット８において、空気Ａの循環に必要なファンの駆動エネルギーが小さく済む。

【0061】

ここで、風路である給気チャンバ１４の入口（本実施例において冷却ユニット１１を設置した部分）が天井３の直下に設置されていると、非高度清浄域Ｓ２の上方で熱溜まりを形成する３０℃程度の温度の高い空気Ａを給気チャンバ１４の入口から定常的に吸い込み、冷却することになる。冷熱を運搬する空気Ａの温度差が、上記従来例では８℃だったところ、本実施例では１０℃の大温度差となるので、同じ熱量を運搬するのに必要な風量は８／１０となり、送風量を２割も減らすことができる。また、比重差による駆動力を得る上でもより有利である。

【0062】

また、全体的に空気Ａの温度が高くなっていることは、空気Ａの除湿を防止する上でも好都合である。上に説明したように、１気圧の条件下で２３℃における相対湿度が４５％の空気Ａを想定した場合、露点温度は１０℃程度であるが、本実施例の空調システムでは、最も温度が低い冷却ユニット１１における冷媒Ｗの入口温度が１５℃であるので、冷却ユニット１１を構成するコイルチューブの表面温度が空気Ａの露点温度を下回ることはなく、前記コイルチューブの表面で空気Ａ中の水蒸気が凝縮して空気Ａが除湿されるような事態はほぼ生じない。

【0063】

また、上述の如き温度管理に関するエネルギー面での利点と同時に、本実施例の空調システムは、清浄度の管理においても品質及びコストの面で利点を有している。すなわち、本実施例では、上述の如く対象空間Ｓのうち高度清浄域Ｓ１に送風ユニット８からの空気Ａを集中して供給することで、大きい空間内の空気Ａを一律に清浄化する場合と比較して必要な送風ユニット８の設置台数を減らすことも可能である。こうして、空気の清浄化にかかるコストを節減しながら、高度清浄域Ｓ１では高い清浄度を実現しているのである。

【0064】

この際、空気清浄の対象空間Ｓとして、仕切りのない大空間を設定できることも本実施例における利点の一つである。送風ユニット８の集中配置により、床１上に仕切りがなくとも局所的に清浄度の高い高度清浄域Ｓ１を設定することができ、大空間である対象空間Ｓを利用する上で高い清浄度と自由度を両立できるのである。ここで、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２との境界の床１や機器２よりも上の位置に垂壁１６を設置すれば、高度清浄域Ｓ１においては清浄度に関して一層高い信頼性を保ちつつ、床１上における機器２のレイアウト変更等には柔軟に対応することができる。

【0065】

ここで、クリーンルームにおける被加工物の加工においては、各工程間での時間調整等のために、一時的に被加工物を対象空間内の一部にストックする必要が生じる場合がある。この被加工物のストック場所に関し、間仕切り式の古い型のクリーンルームでは、例えば垂直棚式のストッカーを対象空間の床上に備えるようにしていたが、本実施例の如き搬送装置５を採用したクリーンルームの場合、搬送レール６にストック用の待避線を設け、ストッカーの機能を搬送装置５に代替させることが可能である。こうすることで、床上に間仕切りを備えることによる機器配置自由度の低下や、高価な床上搬送のイニシャルコストを削減することに成功している。

【0066】

尤も、搬送装置５にも移設に関する不自由さがあることは否めない。つまり、搬送レール６は天井３から吊られて強固に固定されており、これを清浄度に影響しないよう配置を変更したり、移設する工事には手間やコストが嵩む。このため、結局、被加工物４の搬送ルートはある程度固定化されるし、また、機器２の配置も搬送レール６の配置によって影響される。したがって、本実施例においても、対象空間Ｓにおける高度清浄域Ｓ１の位置はある程度固定されることになる。しかしながら、本実施例では、ある程度固定された高度清浄域Ｓ１に対し、送風量に応じた台数の送風ユニット８を発熱も考慮しながら自在に設置できるという点で、上記従来例と比較して有利である。また、非高度清浄域Ｓ２の中では、機器２の配置転換は自由にできる。

【0067】

さらに、本実施例では、上記従来例の如きレタンシャフト１０（図１２参照）を不要とし、対象空間Ｓをより有効に利用することができるようになっている。すなわち、上記従来例においては、対象空間Ｓに供給した空気Ａを床下空間から天井裏空間へ戻すためのレタンシャフト１０が必要であり、このレタンシャフト１０の分だけ無駄な空間が生じて対象空間Ｓの利用効率が低下していた。一方、本実施例の場合、対象空間Ｓのうち高度清浄域Ｓ１に送られた空気Ａは、同じ対象空間Ｓ内の別の領域である非高度清浄域Ｓ２内を上昇して給気チャンバ１４へ戻る。いわば、給気チャンバ１４の各側壁１５や垂壁１６、及びそれらに囲まれた非高度清浄域Ｓ２がレタンシャフト１０の代わりをする形であるが、給気チャンバ１４の側壁１５や垂壁１６は上述の如く床１より上にあり、垂壁１６の寸法は機器２の移動を妨げないように設定されている。よって、これらが対象空間Ｓの利用に関して自由度を下げることはない。こうして、本実施例においては、維持に多くのコストを要する清浄な空間の利用効率を高めている。

【0068】

また、実施例の空調システムでは、高度清浄域Ｓ１でのダウンフローの後、境界域の垂壁１６などをくぐって非高度清浄域Ｓ２におけるアップフローへ転換する流れにより、床下空間を経ることなく空気Ａが循環される。上記従来例においては、古い型のクリーンルームと比べれば少ない風量で、空気Ａを確実に循環させるために、上げ床１ａの開孔９から床下空間に空気Ａを引き込んで下向きの気流を形成していた。これに対し、本実施例では空気Ａの循環に床下空間を利用する必要がない。よって、床下空間を別の用途、例えば機器２の補機を設置する専用のエリアや、何らかの作業用の空間等として利用することができる。あるいは、図１～図３では床１を上げ床として図示しているが、クリーンルームの用途等によっては上げ床を設けず、スラブ床の床面、あるいは上げ床とせずにスラブ床の床面に沿って設けた床面をそのまま床１として利用することも可能である。また、上記従来例では開孔９からの吸込み気流の調整に手間がかかっていたが、こうした操作も不要となる。

【0069】

また、本実施例においては、送風ユニット８の配置により、対象空間Ｓをいっそう有効に利用できるようにしている。図１２～図１４に示した従来例では、清浄な空気Ａのダウンフローを形成するため、送風ユニット８から下向きに空気Ａを送り出すようにしていたが、このようにした場合、送風ユニット８の上側にある程度の空間（メンテナンス等のために人が立ち入れる程度の空間）を要するため、スラブ面より下方に吊り天井３ａを設置し、ここに送風ユニット８を配置する必要があった。このため、吊り天井３ａから上にあたる空間は高度清浄域として利用できず、クリーンルームの利用効率を阻害していた。また、送風ユニット８の重量を支持するためには、吊り天井３ａやその支持具に相応の強度が必要であり、工事費が嵩む要因ともなっていた。

【0070】

一方、本実施例の場合、送風ユニット８を向かい合わせに配置し、高度清浄域Ｓ１の上方空間に対し横向きに空気Ａを送り出し、空気Ａ同士を衝突させてダウンフローを形成するようにしている。このようにすると、送風ユニット８を設置するにあたり、上記従来例のように吊り天井３ａを設ける必要がなく、上方のスラブ面に沿った天井３の直下のわずかな気流方向転換場所である上方空間の下空間全てをも高度清浄域Ｓ１として有効に利用することができる。例えば図３に示すように、搬送装置５を上下に複数段（ここに示す例では、２段）にわたって設置することも可能であるし、あるいはまた、天井が低く吊り天井の設置が難しい部屋であっても、高度清浄域を設定した効率的なクリーンルームとして利用することができる。また、送風ユニット８の重量を支持し得るような高い強度の吊り天井を設置する必要がないので、工事費も節減することができる。尚、本実施例の場合、従来例の吊り天井３ａと類似する構造として給気チャンバ１４の底面を備えているが、給気チャンバ１４には送風ユニット８のような重量物を設置する必要がないので、従来例に示すような吊り天井３ａと比較すれば必要な強度は低く、工事費は安く済ませることができる。また、給気チャンバ１４の代わりに、図５に示すように風路として給気ダクト１７を備えた場合には、工事費をいっそう節減することが可能である。

【0071】

送風ユニット８から送り出される空気Ａの詳細な流れの一例を図６、図７に示す。図６、図７は、それぞれある鉛直断面における各部の空気Ａの流れをシミュレーションした結果を矢印にて示しており、図６は機器２同士の隙間にあたる断面を、図７は機器２の位置する断面をそれぞれ示している。尚、ここに示した例における装置の配置は、図１～図５に示した例とは若干異なっており、冷却ユニット１１は給気チャンバ１４の側面ではなく、背面側に備えられている。

【0072】

空気Ａは、対向する送風ユニット８からそれぞれ高度清浄域Ｓ１の上方空間に送り出されるが、空気Ａの送り出される空間（高度清浄域Ｓ１の上部）のうち、空気Ａの流れにとって前方には、対向する送風ユニット８から送り出される空気Ａの流れがあり、側方には、隣接する送風ユニット８から送り出される空気Ａの流れがある（図１～図４参照）。また、上方には天井３が位置している。したがって、空気Ａの流れは、互いに対向する送風ユニット８同士の中間の位置で衝突した後、下方へ向きを変えてダウンフローを形成する。結果として、図６、図７に示す如く、上に説明したような空気Ａの循環（給気チャンバ１４から送風ユニット８を通って高度清浄域Ｓ１に横向きに供給され、高度清浄域Ｓ１内を下方へ向かい、垂壁１６の下側や機器２の隙間を通って非高度清浄域Ｓ２に抜け、上昇して給気チャンバ１４へ戻る）が成立する。

【0073】

尚、送風ユニット８から空気Ａを送り出す向きは、水平方向と正確に一致している必要はない。空気Ａの向きに関し、ここでいう「横向き」とは、空気Ａの動きのベクトルが水平方向の成分を含んでいるという程度の意味であり、結果的にダウンフローを形成することができれば、送風ユニット８の設置される姿勢や空気Ａの送り出される向きは適宜変更し得る。例えば、送風ユニット８は斜め下を向くように配置し、向かい合う送風ユニット８からそれぞれ斜め下に送り出された空気Ａが各送風ユニット８の斜め下で互いに衝突し、ダウンフローを形成するようにしてもよい。

【0074】

ここで、図２に示す如く、ある向きに沿って伸びる高度清浄域Ｓ１の両側に送風ユニット８が並んでいるような場所では、上述の如き空気Ａの流れが問題なく形成されると考えられるが、クリーンルーム内の構成によっては、単純にこのような形で送風ユニット８を配置するとダウンフローがうまく形成されない事態も想定できる。例えば図８に参考例として示すように、平面視において高度清浄域Ｓ１が交差する領域（交差部Ｃとする）が存在する場合、高度清浄域Ｓ１の伸びる方向に沿って送風ユニット８を配置すると、交差部Ｃにおいて向かい合う送風ユニット８がないため、ここには十分なダウンフローが形成されない虞がある。こういった場合は、図９に示すように、交差部Ｃ近傍に位置する送風ユニット８の一部を交差部Ｃに面するように配置し、そこから交差部Ｃの中央部に空気Ａを送り出すようにする。このようにすれば、交差部Ｃにおいても、対向する送風ユニット８から送り出される空気Ａ同士を衝突させ、効率よくダウンフローを形成することができる。

【0075】

また、上では向かい合わせに配置した送風ユニット８から送り出される空気Ａ同士を衝突させる場合を説明したが、このように空気Ａ同士を直接衝突させなくとも、流れを誘導してダウンフローを形成することは可能である。例えば図１０に示すように、送風ユニット８の吹出口と対向するように、空気Ａを誘導するための誘導板として鉛直方向に沿った面をなす邪魔板１８を設け、空気Ａを邪魔板１８に衝突させて下方へ誘導してもよい。あるいは、図１１に示すように、送風ユニット８を壁１９と対向するように設置し、空気Ａを壁１９に衝突させて下方へ誘導することもできる（この場合は、壁１９が誘導板として機能することになる）。尚、図８、図９のように交差部Ｃに面するように送風ユニット８を配置する場合、例えば交差部Ｃ内に図１０に示すような邪魔板１８を設けるようにしてもよい（図示は省略する）。

【0076】

尚、本実施例では特に清浄度を高く保つべき対象として半導体ウエハや基板等である被加工物４を想定し、該被加工物４の搬送や受け渡しが行われる搬送レール６に沿った領域を高度清浄域Ｓ１と設定しているが、高度清浄域Ｓ１の形状や構成はこれに限定されない。本明細書中では上述の如く、「対象空間Ｓのうち、他の領域と比較して高い清浄度が要求される領域」を高度清浄域Ｓ１と定義しているが、対象空間Ｓの用途等によっては、本実施例の如き搬送レール６の周辺以外にも種々の「他の領域と比較して高い清浄度が要求される領域」を高度清浄域Ｓ１として設定し得る。また、高度清浄域Ｓ１の配置は当然、対象空間Ｓ自体の形状によっても異なってくる。高度清浄域の配置や構成等は、こうした様々な場合に応じて設定されるものであって、図１～図４や図９等に示した例とは異なる構成の種々の高度清浄域が想定され得ることは勿論である。

【0077】

以上のように、本実施例のクリーンルームの空調システムは、対象空間Ｓのうち、他の領域に比べて高い清浄度の要求される領域を高度清浄域Ｓ１に設定すると共に、該高度清浄域Ｓ１以外の領域を非高度清浄域Ｓ２に設定し、対象空間Ｓの上方に吊られて設置され対象空間Ｓに浄化した空気Ａを供給する送風ユニット８は、高度清浄域Ｓ１の上方空間に対し横向きに空気Ａを送り出すように設置され、横向きに送り出された空気Ａは該上方空間にて下方へ曲げられ前記高度清浄域Ｓ１に向かい、前記高度清浄域Ｓ１に供給された空気Ａは前記高度清浄域Ｓ１を下降してから非高度清浄域Ｓ２に至り、該非高度清浄域Ｓ２内を上昇して前記送風ユニット８に戻るよう構成されている。このようにすれば、空気Ａの清浄化に係るコストを節減すると共に、高度清浄域Ｓ１では高い清浄度を実現することができる。また、空間を有効に利用しつつ、高度清浄域Ｓ１に対し空気Ａをダウンフローにて供給することができる。

【0078】

また、上記実施例においては、高度清浄域Ｓ１と非高度清浄域Ｓ２との間における床１より上方の位置に、下向き方向に沿って延びる垂壁１６が設け、前記送風ユニット８は、吹出し面を前記垂壁１６に開設した開口に位置させて設置している。このようにすれば、高度清浄域Ｓ１を送風ユニット８から下方へ向かう空気Ａの流れと、非高度清浄域Ｓ２を上方へ向かう空気Ａの流れを垂壁１６で分割することにより、非高度清浄域Ｓ２内の空気Ａの状態が、高度清浄域Ｓ１内の空気Ａの状態に大きく影響することを防ぐことができる。

【0079】

また、上記実施例においては、前記垂壁１６の下向き方向は、鉛直を含む鉛直に対し４５度以内の傾斜である。

【0080】

また、上記実施例においては、前記垂壁１６を下向き方向に沿って延ばす位置は、前記高度清浄域Ｓ１と前記非高度清浄域Ｓ２との境界位置、または前記非高度清浄域Ｓ２側へセットバックした位置に設けている。

【0081】

また、上記実施例においては、高度清浄域Ｓ１の上方空間を挟んで対向するように送風ユニット８が配置され、送風ユニット８から送り出される空気Ａが互いに衝突し上方空間にて下方へ曲げ合い、前記高度清浄域Ｓ１においてダウンフローを形成するよう構成している。

【0082】

また、一部の例においては、送風ユニット８に前記高度清浄域Ｓ１の上方空間を挟んで対向するように誘導板１８，１９が設置され、送風ユニット８から送り出される空気Ａが誘導板１８，１９に衝突し上方空間にて下方へ曲げられ、前記高度清浄域Ｓ１においてダウンフローを形成するよう構成している。

【0083】

また、上記実施例においては、非高度清浄域Ｓ２における機器２より上方の位置に、風路としての給気チャンバ１４が画成され、前記送風ユニット８は、前記給気チャンバ１４内の空気Ａを高度清浄域Ｓ１の上方空間へ供給するよう、前記給気チャンバ１４の高度清浄域Ｓ１に面する側壁１５に設置され、前記給気チャンバ１４は、送風ユニット８の吸込み口から前記非高度清浄域Ｓ２で形成された温度成層上部の温かい空気の流れを遠ざけて対象空間内の空気の縦循環を大きく円滑にする空間であり、前記非高度清浄域Ｓ２内の空気Ａは、前記給気チャンバ１４に冷却されて貯留され、前記送風ユニット８から前記高度清浄域Ｓ１に供給されるようにしている。

【0084】

また、一部の例においては、前記非高度清浄域Ｓ２における機器２より上方の位置に、該非高度清浄域Ｓ２内を上昇して前記送風ユニット８に戻る空気Ａが通る風路となる給気ダクト１７を設置し、前記給気ダクト１７入口に冷却ユニット１１を設け、前記非高度清浄域Ｓ２内の空気Ａは、冷却されて前記給気ダクト１７を通り、前記送風ユニット８から前記高度清浄域Ｓ１に供給されるようにしている。

【0085】

また、一部の例においては、高度清浄域Ｓ１の交差部Ｃに面する送風ユニット８を、平面視において交差部Ｃの中央部に向けて空気Ａを送り出すように配置している。このようにすれば、交差部Ｃにおいても、効率よくダウンフローを形成することができる。

【0086】

また、上記実施例において、対象空間Ｓには、被加工物４を搬送する搬送装置５を構成する搬送レール６が設置されており、高度清浄域Ｓ１として、搬送レール６の周辺の領域が設定されている。

【0087】

したがって、上記各実施例によれば、対象空間内において要求される温度と清浄度を満足しつつ、コストの増大を抑え、省エネルギーと共に対象空間の有効利用を図り得る。

【0088】

尚、本発明のクリーンルームの空調システムは、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0089】

１ 床
２ 機器
４ 被加工物
５ 搬送装置
６ 搬送レール
８ 送風ユニット
１１ 冷却ユニット
１４ 風路（給気チャンバ）
１６ 垂壁
１７ 風路（給気ダクト）
１８ 誘導板（邪魔板）
１９ 誘導板（壁）
Ａ 空気
Ｃ 交差部
Ｓ 対象空間
Ｓ１ 高度清浄域
Ｓ２ 非高度清浄域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】