JP4573196B2 - Air conditioner for precision temperature control - Google Patents
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Description
本発明は、半導体製造工場等のクリーンルームなどに設置され、通常24時間365日連続運転を行う精密温調用空調機に関する。より詳細には、本発明は、圧縮式冷凍機の構成部材をユニット化して、冷凍機に万一故障が生じた場合、冷凍機部分を別のものと迅速に取り替え可能とした精密温調用空調機に関する。 The present invention relates to an air conditioner for precise temperature control that is installed in a clean room or the like of a semiconductor manufacturing factory and normally operates continuously for 24 hours 365 days. More specifically, the present invention relates to a precision temperature control air conditioner in which the components of a compression refrigerator are unitized so that if a failure occurs in the refrigerator, the refrigerator can be quickly replaced with another one. Related to the machine.
室温を予め設定された一定の温度に精密に維持する恒温空調機は、例えば特許文献1等により従来から知られている。この特許文献1の恒温空調機は、室内温度検出器からの信号に基づいて電気ヒータの加熱量を制御すると共に、給気温度検出器からの信号に基づいて圧縮機の容量制御を行って、室温を恒温に維持するものである。
このような恒温空調機をクリーンルーム内の半導体製造装置等に付随して設置する場合は、24時間365日の連続運転が基本である。長期間にわたって連続運転を行っている間に、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器の冷媒系統に万一故障が生じたとき、通常現地で故障部分の修理が行われる。その際、冷媒をまず回収してから、故障した部品を溶接し直し、冷媒系統を真空引きし、冷媒を再充填しなければならない。修理作業中は溶接時に火気に注意を払う必要があり、更に冷媒漏れ等、恒温空調機が設置される周囲の環境に悪影響を与える可能性があるため、実際に修理ができないこともある。
Conventionally, a constant temperature air conditioner that accurately maintains a room temperature at a preset constant temperature is known, for example, from
When such a constant temperature air conditioner is installed along with a semiconductor manufacturing apparatus or the like in a clean room, continuous operation for 24 hours and 365 days is fundamental. If a failure occurs in the refrigerant system of the compressor, the condenser, the expansion valve and the evaporator during continuous operation over a long period of time, the failure part is usually repaired on site. In doing so, the refrigerant must first be recovered, then the failed parts must be re-welded, the refrigerant system must be evacuated, and the refrigerant refilled. During repair work, it is necessary to pay attention to the fire during welding, and since there is a possibility of adverse effects on the surrounding environment where the constant temperature air conditioner is installed, such as refrigerant leakage, repair may not be possible in practice.
そのような場合、現地で恒温空調機ごと取り外し、修理工場で修理して再度現地に設置し直す必要がある。空調機を再設置するには、代替用装置の搬入や、接続されたダクト、電源ケーブル、冷却水配管の取り外し、再接続に長時間を要する。場合によっては、生産ラインを止めるなど半導体製品等の製造に支障をきたすだけでなく、修理費用も嵩む。
従って、万一の故障のときの修理時間をできるだけ短縮することが望ましい。恒温空調機の故障原因には、タッチパネル・基板の不具合、センサ類の故障などがあるが、これらは短時間の部品交換が容易である。しかし、圧縮機や膨張弁等の冷媒回路に組み込まれた部品が故障した場合は、上述のような理由から交換が容易でないので、冷媒回路部分だけを交換できるようユニット化(冷媒回路ユニットという)しておくことが望ましいと考えられる。このような従来技術としては、例えば、下記の特許文献2,3が挙げられる。
In such a case, it is necessary to remove the constant temperature air conditioner locally, repair it at a repair shop, and install it again on site. To re-install the air conditioner, it takes a long time to carry in the replacement device, remove the connected duct, power cable and cooling water pipe, and reconnect. In some cases, not only the production line is shut down, but the manufacturing of semiconductor products and the like is hindered, and the repair cost increases.
Therefore, it is desirable to reduce the repair time in the event of a failure as much as possible. The causes of failure of the constant temperature air conditioner include touch panel / board failure, sensor failure, etc., but these parts can be easily replaced in a short time. However, if a component incorporated in the refrigerant circuit such as a compressor or an expansion valve breaks down, it is not easy to replace it for the reasons described above, so that only the refrigerant circuit portion can be replaced (referred to as a refrigerant circuit unit). It is desirable to keep it. Examples of such conventional techniques include the following
特許文献2には、空気流路を形成するケースの一側面に同形同大の複数の開口部を有する空気導入口を設け、これらの開口部に同一仕様にユニット化された空気冷却器を装着した恒温空気供給装置が提案されている。この空気供給装置は、ケース内に空気加熱器が配設され、ペルチェ素子を利用した電子冷凍装置と熱良導性の冷却洞と冷却水循環式放熱器とから空気冷却器が構成される。空気冷却器は、開口部側へやや傾斜してケースの開口部付近に設けられた支持枠に支持され、空気冷却器の下流側端部が開口部を囲むようにケース外方に突設された方形の取付枠にパッキングを介して固定されている。そして、空気冷却器が故障した場合には、故障したユニットを別のものと交換することにより修理が行われる。
特許文献3には、個別運転自在かつケーシングに対して取出・収納自在とした複数の圧縮式冷媒回路ユニットが並設され、蒸発器用送風路及び凝縮器用送風路を上下2段に設けた空調機が提案されている。この空調機は、狭小な通路などでの組立・搬入を容易にするために冷媒回路を複数設けることで、大風量で大能力を得ようとするものであって、冷媒回路ユニットを出し入れするための開口部がケーシングに形成され、冷媒回路ユニットを側方から順次押し込んで収納する構造としてある。また、蒸発器及び凝縮器の通風用送風機をユニット化してもよいとされている。
前述の特許文献2の恒温空気供給装置は、着脱可能な空気冷却器に熱電変換素子・空気温度検出器・制御器が一体となって組み込まれている。そのため、冷熱源である熱電変換素子の故障が原因で空気冷却器を交換する場合、故障していない空気温度検出器・制御器も併せて交換する必要があり、修理コストが余分にかかる。逆に空気温度検出器・制御器が故障した場合、これらの部品交換のためにいちいち空気冷却器を外す必要があり、修理に手間がかかる。
また、特許文献3の空調機は、取出・収納自在とした圧縮式冷媒回路ユニットを有するものである。しかし、精密温調を目的としていないため、圧縮式冷媒回路ユニットの下流側における空間温度分布の平均化に特別の配慮がなされていない。圧縮式冷媒回路ユニットの下流側の空間温度分布を平均化しようとするならば、少なくともユニットのケーシングと空調機筺体との隙間、ユニット同士の隙間などを密封して、蒸発器をバイパスする空気を遮断する必要があるが、特許文献3にはそのような記載が見当たらない。
In the constant temperature air supply device of
Moreover, the air conditioner of
そこで、本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解消することにあり、冷媒回路ユニットの下流側から電気ヒータに至る空気流路に、蒸発器をバイパスする空気の混入を防ぎ、かつ冷媒回路ユニットに万一故障が生じた場合にはこれを容易に交換できるようにして、保守・メインテナンスが簡便な精密温調用空調機を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art, to prevent air from bypassing the evaporator from entering the air flow path from the downstream side of the refrigerant circuit unit to the electric heater, and It is an object of the present invention to provide a precision temperature control air conditioner that is easy to maintain and maintain so that it can be easily replaced if a failure occurs in the refrigerant circuit unit.
上記目的を達成すべく、本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器及び凝縮器用熱交換器が組み込まれた冷媒回路ユニットと、蒸発器で熱交換された吸込空気を吹出口から外部に給気する空気循環用ファン、その上流側に順次配置された邪魔板及び電気ヒータを内蔵する空気流路用チャンバと、邪魔板と電気ヒータの間の空気流路に配設された第一温度センサと、空気循環用ファンと吹出口の間に配設された第二温度センサとを備え、第一温度センサで検出された空気温度に基づいて圧縮機を容量制御し、第二温度センサで検出された空気温度に基づいて電気ヒータの発熱量を制御する精密温調用空調機において、冷媒回路ユニットの一側面が着脱自在に取り付けられる点検板で被覆され、冷媒回路ユニットの下流側開口と空気流路用チャンバの上流側開口とは連結ダクトを介して連通していて、冷媒回路ユニットの下流側の上端開口周辺部と連結ダクトの上流側の下端開口周辺部の間に弾性を有するパッキンが介在すると共に、冷媒回路ユニットの上端開口周辺部に点検板で被覆される一側面方向に向かって高くなるテーパが設けられ、かつ連結ダクトの下端開口周辺部にも上記冷媒回路ユニットの上端開口周辺部に整合するテーパが設けられていることを特徴とする。
本発明においては、冷媒回路ユニット本体に複数のビス止め金具を固着して、上記点検板を冷媒回路ユニット本体にビス止めすることが簡便である。また、上記凝縮器用熱交換器を水配管により構成するときは、その入口部及び出口部が位置する点検板部分が切り欠かれ、この切欠部を別の点検板で着脱自在に被覆することが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerant circuit unit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator and a heat exchanger for the condenser are incorporated, and suction air exchanged by the evaporator from an outlet. An air circulation fan for supplying air to the outside, a baffle plate arranged sequentially on the upstream side of the fan, and an air passage chamber containing an electric heater, and a first air passage disposed between the baffle plate and the electric heater. One temperature sensor, and a second temperature sensor disposed between the air circulation fan and the air outlet, and the capacity of the compressor is controlled based on the air temperature detected by the first temperature sensor, and the second temperature In a precision temperature control air conditioner that controls the amount of heat generated by an electric heater based on the air temperature detected by a sensor, one side of the refrigerant circuit unit is covered with a detachable check plate, and the downstream opening of the refrigerant circuit unit And air flow channel The upstream opening of the bar communicates via a connecting duct, and an elastic packing is interposed between the lower end opening peripheral part on the downstream side of the refrigerant circuit unit and the lower end opening peripheral part on the upstream side of the connecting duct. The periphery of the upper end opening of the refrigerant circuit unit is provided with a taper that increases in the direction of one side surface covered with the inspection plate, and the periphery of the lower end opening of the connecting duct is also aligned with the periphery of the upper end opening of the refrigerant circuit unit. A taper is provided.
In the present invention, it is simple to fix a plurality of screw fasteners to the refrigerant circuit unit body and screw the inspection plate to the refrigerant circuit unit body. Further, when the condenser heat exchanger is constituted by water piping, the inspection plate portion where the inlet portion and the outlet portion are located is cut out, and the cutout portion can be detachably covered with another inspection plate. preferable.
本発明の精密温調用空調機は、冷媒回路ユニットの一側面が点検板で着脱自在に取り付けられるので、例えば点検板を固定する止めビスを取り外すことにより、冷媒回路ユニットに万一故障が生じた場合、設置場所でユニットを容易に出し入れすることが可能である。従って、故障した冷媒回路ユニットを別の新たなユニットと迅速に交換することが可能である。しかも、点検板を開けることにより冷媒回路ユニット内部を容易に点検できるので、ユニットの保守・メインテナンスが簡便である。
また、本発明の精密温調用空調機は、冷媒回路ユニット下流側と空気流路用チャンバ上流側とが連結ダクトを介して連通しており、冷媒回路ユニットの上端開口周辺部と連結ダクトの下端開口周辺部の間に弾性を有するパッキンを介在させて、ユニットの上端開口周辺部に点検板側に向かって高くなるテーパを設け、かつ連結ダクトの下端開口周辺部にも上記テーパと整合するテーパが設けられている。そのため、冷媒回路ユニットと空気流路用チャンバの間の気密性が確保される。更に、故障した冷媒回路ユニットを交換した後に新たなユニットを空調機本体内に押し込むだけで、ユニットと連結ダクトの間の気密性が確保され、蒸発器をバイパスした空気や空調機外部の空気がユニットの下流側に混入する虞がない。
In the precision temperature control air conditioner according to the present invention, one side of the refrigerant circuit unit is detachably attached with a check plate. For example, by removing a set screw for fixing the check plate, a failure has occurred in the refrigerant circuit unit. In this case, it is possible to easily take in and out the unit at the installation location. Therefore, it is possible to quickly replace the failed refrigerant circuit unit with another new unit. Moreover, since the inside of the refrigerant circuit unit can be easily inspected by opening the inspection plate, the maintenance and maintenance of the unit is simple.
In the precision temperature control air conditioner of the present invention, the downstream side of the refrigerant circuit unit and the upstream side of the air flow channel chamber communicate with each other via a connecting duct, and the periphery of the upper end opening of the refrigerant circuit unit and the lower end of the connecting duct An elastic packing is interposed between the peripheral portions of the opening to provide a taper that increases toward the inspection plate in the peripheral portion of the upper end opening of the unit, and a taper that matches the taper also in the peripheral portion of the lower end opening of the connecting duct. Is provided. Therefore, airtightness between the refrigerant circuit unit and the air flow path chamber is ensured. In addition, after replacing the failed refrigerant circuit unit, the new unit is simply pushed into the air conditioner body, ensuring airtightness between the unit and the connecting duct, and air that bypasses the evaporator or air outside the air conditioner. There is no risk of mixing in the downstream side of the unit.
以下、本発明について詳細に説明する。
まず、図1を参照して本発明の精密温調用空調機の概要を説明する。精密温調用空調機A本体は、気密筺体で形成され、吸込チャンバB、冷媒回路ユニットC、空気流路用チャンバD、及び主として電装部品が配置された電装部品収納チャンバEに区画される。チャンバEは、チャンバB、ユニットC及びチャンバDとは、例えば別の排気系を形成する。
冷媒回路ユニットCには、圧縮機1、凝縮器2、膨張弁3及び蒸発器4とこれらを接続する冷媒配管から構成される冷媒回路と、凝縮器2を冷却水で冷却する凝縮器用熱交換器5とが組み込まれている。なお、熱交換器5は、冷却水に代えて空気で冷却する空冷式とすることもできる。また、ユニットCの蒸発器4部分及び空気流路用チャンバDは、断熱気密壁体で形成される。
空気流路用チャンバDには、冷媒回路ユニットCで冷却された吸込空気を攪拌する邪魔板6、邪魔板6で攪拌された空気の温度を計測する第一温度センサ7、ユニットCで冷却された吸込空気を最終的に温調する電気ヒータ8、電気ヒータ8で温調された空気を空調機外部に給気する空気循環用ファン9、給気温度を計測する第二温度センサ10が配置される。電装部品収納チャンバEには、ファン9のモータ部11、第一温度センサ7及び圧縮機1に接続する圧縮機用制御部12、第二温度センサ10及び電気ヒータ8に接続する電気ヒータ用制御部13が設置される。チャンバEの一端開口部には排気ファン14が設けられ、チャンバE内に吸込された空気により、モータ部11や制御基板等の各種電装部品を冷却するようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, the outline of the precision temperature control air conditioner of the present invention will be described with reference to FIG. The precision temperature control air conditioner A main body is formed of an airtight housing and is divided into a suction chamber B, a refrigerant circuit unit C, an air flow path chamber D, and an electrical component storage chamber E in which mainly electrical components are disposed. The chamber E forms, for example, another exhaust system from the chamber B, the unit C, and the chamber D.
The refrigerant circuit unit C includes a compressor circuit, a
The air passage chamber D is cooled by the
本発明の精密温調用空調機Aの作用を簡単に説明すると、吸込チャンバBの吸込口15から吸込された空気は、冷媒回路ユニットC内の蒸発器4を通って冷却され、電気ヒータ8で加熱された後に、空気流路用チャンバDの吹出口16から室内に給気される。その間、蒸発器4の下流側に配設された圧縮機周波数用制御センサである第一温度センサ7で検出された空気温度に基づいて、圧縮機用制御部12からの信号により圧縮機1を容量制御する。即ち、空気温度が設定値(室温目標温度より例えば1〜2℃低い温度)より低いときは、圧縮機1の冷却能力を低下させ、設定値より高いときは冷却能力を高めて、蒸発器4出口の空気温度を所定の設定範囲に維持する。このようにして所定の温度範囲に維持された室内空気は、電気ヒータ8で再熱されるが、第二温度センサ10で検出された空気温度に基づいて、電気ヒータ用制御部13からの信号により電気ヒータ8の発熱量が制御され、室温目標温度の±0.1℃に調整されて室内に給気される。
The operation of the precision temperature control air conditioner A according to the present invention will be briefly described. Air sucked from the
次に、本発明の精密温調用空調機を具体的に説明する。
図2〜図5において、精密温調用空調機Aは、前述したように、直方体状気密筺体17内部が、吸込チャンバB、冷媒回路ユニットC、空気流路用チャンバD及び電装部品収納チャンバEに区画されている。より具体的には、空調機Aの下部にユニットCが配置され、前面側上部にチャンバEが配置される。チャンバEの後方において、一側部(図2では右側)にチャンバDが配置され、他側部(図2では左側)にチャンバBが配置される。チャンバBとユニットCの上流側の間には仕切がなく、そのまま連通している。また、ユニットCとチャンバDの間は、気密を保った状態で連通している。
後に詳述する冷媒回路ユニットC内には、多数の通気穴が形成された薄い箱形の熱良導性金属板18に蛇行状の冷媒配管が固定された蒸発器4を含む前記冷媒回路、及び凝縮器用熱交換器5を構成する水配管19が内蔵されている。冷媒回路ユニットCの一側面は点検板20で被覆され、点検板20は、ユニットC本体の前面側部及び裏面側部の4箇所に固着された断面L字状のビス止め金具21にビス孔21aが穿孔され、止めビス22を用いてユニットC本体に着脱自在に取り付けられる(詳細は図9参照)。冷媒回路ユニットC内部の前面側には、上記吸込チャンバBの開口部と連通する略台形状の開口部23が形成されている。
Next, the precise temperature control air conditioner of the present invention will be specifically described.
2 to 5, in the precision temperature control air conditioner A, as described above, the inside of the rectangular parallelepiped
In the refrigerant circuit unit C described in detail later, the refrigerant circuit including the
空気流路用チャンバDの下部には、蒸発器4で熱交換された空気の混合を促進するために、電装部品収納チャンバEと間隔を介して邪魔板6が取り付けられている。チャンバD上部のチャンバE側には、空気循環用ファン9を収容するファンケーシング24が設けられ、チャンバDとチャンバEを区画する仕切部材25に支持されている。ケーシング24の吸込面下端部と邪魔板6の先端部分の間には、第一温度センサ7が配設されている。第一温度センサ7は、板金製門型基台26の上面に固定されている。ファン9とチャンバDの吹出口16の間に、好ましくはケーシング24の吹出面に、第二温度センサ10が配設されている。また、上記吸込面下端部から上方に傾斜して、ニクロム線、平行に配列された複数のシーズヒータ等の発熱抵抗体を支持部材27に取り付けた電気ヒータ8が配置されている(図4参照)。支持部材27は、通気抵抗が極力小さくなるよう、発熱抵抗体を支持する複数の支持板間に間隔を設けている。
A
図3を参照して、電装部品収納チャンバEの前面上部は、モータ部11や制御部12,13の制御基板等の電装部品の点検を容易にするために、着脱自在の上部パネル28で覆われている。上部パネル28は止めビスで空調機A本体に結合しており、その一側に把手29が設けられている。更に、上部パネル28には、前記室温目標温度・運転中の室温、スイッチ類の入切状態、日付・時間等を表示し、スイッチ等を操作する液晶タッチパネル30、運転時に点灯する表示灯31、電子・電気部品に漏電が生じた場合に電源を遮断する漏電ブレーカ32、緊急事態が発生した場合に電源を遮断する緊急遮断スイッチ33が設けられている。
チャンバEの前面下部も、後記冷却用ファンのモータ等の点検を容易にするために着脱自在の側部パネル34で覆われている。側部パネル34は止めビスで空調機A本体に結合しており、その一側に把手35が設けられている。
Referring to FIG. 3, the front upper portion of electrical component storage chamber E is covered with a detachable
Front lower portion of the chamber E is also covered with the
冷媒回路ユニットCの上端開口と空気流路用チャンバDの下端開口とは連結ダクト36で連通され、ユニットCの上端開口周辺部と連結ダクト36の下端開口周辺部の間に、弾性部材から構成されるパッキン37が介在している。そして、ユニットCの上端開口周辺部に点検板20で被覆される一側面方向に向かって高くなるテーパ38が設けられ、かつ連結ダクト36の下端開口周辺部にも上記ユニットCの上端開口周辺部に整合するテーパが設けられている。ここで、連結ダクト36は、そのフランジ36aがチャンバDの下端開口周辺部に取り付けられる。また、パッキン37は、ユニットC及び連結ダクト36のいずれか一方又は双方に固設される。
精密温調用空調機Aの本体上面には、吸込チャンバBの吸込口15及び空気流路用チャンバDの吹出口16を覆うように、室内空気吸込ダクトに接続する円筒状接続部39のフランジ39a、及び給気ダクトに接続する円筒状接続部40のフランジ40aが、それぞれ固着されている(図5参照)。このような空気流路系は専ら半導体製造装置等を恒温に維持するためのものであり、空調機Aはこれとは別系統の空気流路系を構成する前記電装部品収納チャンバEが一体に設けられている。この空気流路系においては、フィルタ41を通って吸込される室内空気は、チャンバEに突出したファン9のモータ部11や前記制御部12,13の制御板等の電装部品を冷却した後、冷却用ファン42によって室内に排出される。更に、空調機A本体の下端四隅部には、キャスタ44が取り付けられている。
The upper end opening of the refrigerant circuit unit C and the lower end opening of the air flow path chamber D are communicated by a connecting
On the upper surface of the main body of the precision temperature control air conditioner A, a
次に、図6及び図7を参照して、冷媒回路ユニットCについて具体的に説明する。
前記冷媒回路は、2シリンダ型ロータリ圧縮機1、凝縮器2、電子式膨張弁3、前記金属板18に固定された蒸発器4及びアキュムレータ45とこれらを順次接続する冷媒配管46a〜46eから構成される。そのうちの冷媒配管46eは、一端がアキュムレータ45内の上部気相部に位置し、他端が圧縮機1内の各シリンダ部に接続する。
圧縮機1は、その底部に一体に設けられた受け盤47が支持台48に長ビス49によって固着されている。凝縮器2を構成する冷媒配管は、略コ字形状ないし90°回転した略U字形状をなし、その内部は前記水配管19が貫通している。即ち、凝縮器用熱交換器5は、その冷媒配管を外管とし、水配管19を内管とする二重管からなる。水配管19の入口部50及び出口部51には、循環する冷却水の往き管及び戻り管と接続部材50a,51aを介して接続可能にネジ部が形成されている。凝縮器2(熱交換器5)の上部配管は、ユニットC本体に固設された固定金具52に支持され、水配管19内に送液される冷却水で凝縮する冷媒が下流側に流れやすくしている。従って、凝縮器2の上部配管を下流側に向かって下降するように傾斜させることが好ましい。
Next, the refrigerant circuit unit C will be specifically described with reference to FIGS. 6 and 7.
The refrigerant circuit includes a two-
In the
電子式膨張弁3にはステッピングモータ53が組み込まれており、蒸発器4の出入口の冷媒配管表面温度差を一定にするように、膨張弁3の開度が調整される。蒸発器4の下方には、室内空気が熱交換される際に結露するドレン水を受けるドレンパン54が配置されている。ドレンパン54の底部は傾斜していて、その最深部にドレン管55が接続している。ドレン管55の排出口部56には、ドレン水排出管と接続部材56aを介して接続可能にネジ部が形成されている。また、水配管19の入口部50及び出口部51、ドレン管55の排出口部56は、冷却水の往き管及び戻り管、ドレン水排出管とそれぞれワンタッチ式に接続する接続部とすることができる。
A stepping
本発明の精密温調用空調機Aにおいて、目標温度の±0.1℃レベルの精密温調を行うには、電気ヒータ8手前の空気を設定温度の±0.3℃の範囲に制御する必要があり、そのために冷凍機の高精度容量制御が行われる。冷凍機を高精度容量制御するには、前記第一温度センサ(圧縮機周波数制御用センサ)7の測定温度が蒸発器4で冷却された空気の平均温度と等しい必要がある。しかし、蒸発器4中の冷媒温度や通過風量にばらつきがあるため、蒸発器4下流の空気には通常数℃の温度分布がある。そこで、前記邪魔板6を設けて蒸発器4出口空気を混合し、温度分布のばらつきを小さくしている。
邪魔板6を設けただけでは空気温度は十分に均一化せず、また、邪魔板6の数が増加するほど空気の圧損が大きくなり、ファン9の動力も増加するので、第一温度センサ7を使用する。第一温度センサ7は、図8(A)に示すように、フィルム7a内の複数の点、本実施例では5点に白金測温抵抗体7bを適宜の間隔に分散させて直列接続したリボン状センサ(Pt100Ω:20Ω×5)である。符号57は、圧縮機用制御部12に接続される導線である。この第一温度センサ7によれば、各点の温度を平均した抵抗値が第一温度センサ7から出力される。そのため、個々の測定地点に温度分布があっても、平均値に近い測定値が出力される。
In the precision temperature control air conditioner A of the present invention, in order to perform precise temperature control at the target temperature ± 0.1 ° C. level, it is necessary to control the air in front of the
The air temperature is not sufficiently equalized only by providing the
また、±0.1℃レベルの精密温調を行うには、第二温度センサ(電気ヒータ制御用センサ)10の測定温度が吹出空気の平均温度と±0.1℃の範囲で等しい必要がある。そのために、空気循環用ファン9で混合した後の空気温度を第二温度センサ10で測定する。一般に、ファン9吹出面の空気温度は±0.1℃程度の温度分布があるので、本発明では、ファン9吹出面又はその近傍の空気温度を測定し、風量によらずに平均値に近い測定値が得られるポイントに第二温度センサ10を配設している。
第二温度センサ10は、図8(B)及び(C)に示すように、棒状のL字形白金測温抵抗体(Pt100Ω)10aにより構成される。測温抵抗体10aは、その垂直部の基部がファンケーシング24に取り付けられた固定金具58に電気絶縁部材10bを介して、その長手方向が気流と直交するように固定される。
In addition, in order to perform precise temperature control at a level of ± 0.1 ° C., the measured temperature of the second temperature sensor (electric heater control sensor) 10 needs to be equal to the average temperature of the blown air within a range of ± 0.1 ° C. is there. For this purpose, the air temperature after mixing by the
As shown in FIGS. 8B and 8C, the
図9は、故障した冷媒回路ユニットが精密温調用空調機本体から引き出された状態を示し、連結ダクト及びパッキンは分離されている。
図9を参照して、空調機本体部分59の底面上に一対のレール様架台60が設置され、その上に冷媒回路ユニットCが載置される。ユニットC本体底面の架台60に対応する箇所には、切欠又は溝を形成することができる。ユニットCの上面後部には、連結ダクト36及び空気流路用チャンバDの開口に連通する上面開口部61が形成されている。
前記水配管19の入口部50と出口部51及びドレン管55の排出口部56が位置する部分の点検板20が切り欠かれ、この切欠部20bは別の点検板62で着脱自在に被覆される。点検板62には、上記出口部51、入口部50及び排出口部56に接続する接続部材51a,50a,56aの接続部が貫通する貫通穴63a〜63cを穿設している。気密性を確保するために、接続部材51a,50a,56aと貫通穴63a〜63cとの間に、必要に応じてパッキンを介在させてもよい。また、点検板20の周辺には、前記ビス止め金具21のビス孔21aに対応する箇所以外にも複数のビス孔20aが穿孔され、同様に点検板62にもビス孔62aが穿孔されている。これらのビス孔20a,62aに前記止めビス22を通して、点検板20,62がビス止め金具21及び冷媒回路ユニットC本体にビス止めされる。
FIG. 9 shows a state in which the failed refrigerant circuit unit is pulled out from the precision temperature control air conditioner main body, and the connecting duct and the packing are separated.
Referring to FIG. 9, a pair of rail-
A portion of the
故障した冷媒回路ユニットCを空調機本体部分59から取り出すには、まず水配管19及びドレン管55の水抜きを行って、水配管19の入口部50及び出口部51に接続する往き管及び戻り管の接続部材50a,51aと、ドレン管55の排出口部56に接続するドレン水排出管の接続部材56aとを外す。次に、点検板62を止めている止めビス22を外して点検板62を取り外し、同じく点検板20を止めている止めビス22を外して点検板20を取り外す。点検板62と点検板20の取り外しの順序はいずれが先であってもよい。次いで、冷媒回路ユニットCを手前に引き出す。この際、複数の配線64がコネクタ65等で接続されているので、コネクタ65及び冷媒回路中の温度センサを外すと、故障した冷媒回路ユニットCを空調機本体部分59から完全に分離することができる。
In order to take out the failed refrigerant circuit unit C from the air conditioner
故障した冷媒回路ユニットCを引き出した後の新たなユニットCの交換作業は、上述と逆の順序で行えばよい。即ち、コネクタ65を接続し、冷媒回路中の温度センサを取り付ける。この作業の前に、新たな冷媒回路ユニットCの先端側を架台60上に載せておいてもよい。次に、架台60上に載置されたユニットCを空調機本体59の内部に完全に押し込む。このとき、ユニットCの上面と連結ダクト36の下面にテーパ38を形成しているので、ユニットCを押し込むと、テーパ面の間に介在するパッキン37がユニットCと連結ダクト36の間に自動的に密着する。そのため、ユニットCと連結ダクト36との気密性が確保される。次いで、点検板62をユニットCの枠体にビス止めし、更に点検板20をビス止め金具21及びユニットCの枠体にビス止めする。その後、冷却水往き管及び戻り管の接続部材50a,51aとドレン水排出管の接続部材56aとを、それぞれ水配管19の入口部50及び出口部51とドレン管55の排出口部56とに接続する。最後に、水配管19内に冷却水を充填すると、冷媒回路ユニットCの交換作業は完了する。
The replacement operation of the new unit C after pulling out the failed refrigerant circuit unit C may be performed in the reverse order as described above. That is, the
以上の精密温調用空調機Aでは、点検板20とその切欠部20bを覆う点検板62とを別体とした例について説明してきたが、空調機Aが比較的小型であるような場合には、点検板20と点検板62を一体化した1枚の点検板で、冷媒回路ユニットCの一側面を被覆することができる。
ビス止め金具21の個数は、冷媒回路ユニットCの気密性が確保される数であれば特に限定されるものではない。また、ビス止め金具21は必ずしも必要な部材ではなく、止めビス22を用いて、点検板20を冷媒回路ユニットCの本体に着脱自在に直接取り付けることができる。
冷媒回路ユニットCの出し入れを容易にするために、把手を点検板20の例えば左右に取り付けておくことが好ましい。その場合、故障した冷媒回路ユニットCの前述の交換作業手順を変更することができる。例えば、最初に冷媒回路ユニットCを手前に引き出してから前述の作業を進めてもよい。また、水抜き・配管の接続部材及び点検板20,62の取り外し作業とコネクタ65の抜き外し作業とは、どちらが先であってもよい。そして、新たな冷媒回路ユニットCの交換作業は上記作業手順と逆の順序で行えばよく、その詳細は前述の説明から当業者の自明な範囲にあるので説明を割愛する。
In the above precision temperature control air conditioner A, the example in which the
The number of
In order to facilitate the insertion and removal of the refrigerant circuit unit C, it is preferable that the handle is attached to, for example, the left and right of the
本発明の精密温調用空調機は、次のような作用・効果を奏する。
冷媒回路ユニットにおける蒸発器出口側の空間に隙間があると、蒸発器をバイパスして電気ヒータの上流側空気に温度制御されていない空気が混入する。精密温調のために電気ヒータの上流空気を±0.3℃程度に制御する必要があるので、この混入空気の影響は無視できない。しかし、本発明では、冷媒回路ユニットの下流側開口の周辺部にテーパを設けて、連結ダクトの上流側開口の周辺部との間にパッキンを介在させている。そのため、冷媒回路ユニットを空調機本体の所定の位置にセットするとき、パッキンが自動的に圧縮するので、冷媒回路ユニットの分離性とその気密性が確保される。同時に、冷媒回路ユニットを引き出しやすい構造となっている。
冷媒回路及び必要に応じて凝縮器用熱交換器を1つの冷媒回路ユニットとしてユニット化してあるので、冷媒回路ユニットが故障したとき、1人の作業者で交換作業を行うことが可能であり、修理時間の短縮に加え、(1)現場での溶接作業の撤廃による火災の虞がなく、クリーンルーム環境汚染が防止される、(2)冷媒漏れの懸念がある場合、冷媒回路ユニットの重量を計測することで漏れチェックが簡単にできる、(3)精密温調用空調機を製造して冷媒を充填する際、先に冷媒回路ユニットに冷媒充填機で充填し、その後冷媒回路ユニットを空調機本体に取り付ければよいので、空調機本体を冷媒充填機まで運ぶ手間が省ける。
The precision temperature control air conditioner of the present invention has the following operations and effects.
If there is a gap in the space at the outlet side of the evaporator in the refrigerant circuit unit, air that is not temperature-controlled enters the upstream air of the electric heater, bypassing the evaporator. Since it is necessary to control the upstream air of the electric heater to about ± 0.3 ° C. for precise temperature control, the influence of this mixed air cannot be ignored. However, in the present invention, a taper is provided in the peripheral part of the downstream opening of the refrigerant circuit unit, and the packing is interposed between the peripheral part of the upstream opening of the connecting duct. Therefore, when the refrigerant circuit unit is set at a predetermined position of the air conditioner body, the packing is automatically compressed, so that the separation of the refrigerant circuit unit and its airtightness are ensured. At the same time, the refrigerant circuit unit is easily pulled out.
Since the refrigerant circuit and, if necessary, the heat exchanger for the condenser are unitized as one refrigerant circuit unit, when the refrigerant circuit unit breaks down, it is possible to perform replacement work by one operator and repair In addition to shortening the time, (1) There is no risk of fire due to the elimination of welding work on site, and clean room environmental pollution is prevented. (2) If there is a concern about refrigerant leakage, measure the weight of the refrigerant circuit unit. (3) When manufacturing a precision temperature control air conditioner and filling with refrigerant, the refrigerant circuit unit is filled with the refrigerant filling machine first, and then the refrigerant circuit unit can be attached to the air conditioner body. This saves the trouble of transporting the air conditioner body to the refrigerant filling machine.
1・・・ 圧縮機、2・・・ 凝縮器、3・・・ 膨張弁、4・・・ 蒸発器、5・・・ 凝縮器用熱交換器、6・・・ 邪魔板、7・・・ 第一温度センサ(リボン状センサ)、7b・・・ 測温抵抗体、8・・・ 電気ヒータ、9・・・ 空気循環用ファン、10・・・ 第二温度センサ、16・・・ 吹出口、19・・・ 水配管、20・・・ 点検板、20b・・・ 切欠部、21・・・ ビス止め金具、22・・・ 止めビス、36・・・ 連結ダクト、37・・・ パッキン、38・・・ テーパ、50・・・ 水配管入口部、51・・・ 水配管出口部、52・・・ 凝縮器用固定金具、56・・・ ドレン管排出口部、61・・・ 冷媒回路ユニットの上面開口部、62・・・ 別の点検板、A・・・ 精密温調用空調機、C・・・ 冷媒回路ユニット、D・・・ 空気流路用チャンバ。
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