〜クリーンルーム空調設備の常識を変える〜 「バーチャルダクト・クリーンルームシステム」

大空間クリーンルームのダクトレス化を図りながら清浄度分布を均一に維持できるバーチャルダクト・クリーンルームシステム（特許出願中）を開発しました。バーチャルダクト・クリーンルームシステム（以下、VD-CR）は天井面に高速の清浄気流を形成し空調機からの吹出気流の到達距離を延ばすことでダクトレス化を図り、これにより経済的で短工期にクリーンルームを構築します。すでに70台以上の導入実績があります。

• VD-CRは、クリーンルーム内壁面近傍に特殊吹出口を設置し、天井面に吹出口を設けない乱流型クリーンルームシステムです(図1参照)。一般的な直吹空調方式とほぼ同等のコスト・フレキシビリティでありながら、天井内ダクト・HEPA吹出方式に近い清浄度・温度分布が得られます。
• 特殊吹出口(図2)から供給される清浄空気は、コアンダ効果*により天井下(天井面)にあたかもダクトが設置されているかのように遠方まで運ばれます。
• 直吹空調方式と違い、吹出方向に生産装置があっても装置の裏側まで気流が回り込みやすく、クリーンルーム内の一様な清浄度・温度分布が実現できます。
• 従来の天井内ダクト・HEPA吹出方式では、天井内ダクト工事・保温工事などが必要でしたが、VD-CRは天井内工事がないので「低コスト」「短工期」であるだけでなく、生産ラインの配置変更に追従しやすい「フレキシビリティ」にも優れています。
• 導入効果として、従来の天井内ダクト方式に比べ、工事費ならびに工期が大幅に削減されます。

*コアンダ効果とは、流れの中に物体を置いたときにその物体に沿って流れの向きが変わる流体の性質のこと。

通常の直吹空調方式を利用した場合の風速分布・温度分布

13m(W)×26m(L)×3m(H)クリーンルームの解析例(断面図)。左が吹出口。
部屋の途中までしか気流(矢印のベクトル)が到達しておらず、冷気によって気流が下降している。したがって、部屋の奥では上昇気流となり、温度分布・清浄度分布ともにムラが生じる。

特殊吹出口を用いた場合の吹出風速分布・温度分布

吹出の反対壁まで気流(矢印のベクトル)が到達しており,温度分布・清浄度分布ともにムラも少ないことがわかる。

下図は、床面から1m高さでの温度分布平面図。
上段の従来天井内ダクト方式より、中段の直吹空調方式の温度分布は悪くなっているが、下段のバーチャルダクト・クリーンルームシステムではムラのない均一な温度分布となっている（天井内ダクト方式と同等以上の分布）。

• 天井内ダクト方式の温度分布
  
• 直吹空調方式の温度分布
  
• VD-CRシステムの温度分布