JP7501497B2

JP7501497B2 - 容器保管設備

Info

Publication number: JP7501497B2
Application number: JP2021183243A
Authority: JP
Inventors: 秀基福島
Original assignee: Daifuku Co Ltd
Current assignee: Daifuku Co Ltd
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2024-06-18
Anticipated expiration: 2041-11-10
Also published as: US20230163006A1; JP2023070863A; CN116105279A; TW202329307A; KR20230068322A

Description

本発明は、それぞれに容器が載置される容器載置部を複数備えた容器保管棚と、容器載置部に載置された容器のそれぞれに対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を備えた容器保管設備に関する。

このような容器保管設備の一例が、下記の特許文献１に開示されている。以下、この背景技術の説明では、特許文献１における符号及び名称を括弧内に引用する。

特許文献１に記載のパージ装置は、クリーンルーム内に設置されるストッカ（２）に備えられる。ストッカ（２）の内部スペース（６）は、作業エリア（１２）と、非作業エリア（１４）とに分割される。作業エリア（１２）と非作業エリア（１４）との境界には、非作業エリア（１４）から作業エリア（１２）へのパージガスの侵入を制限するパーティション（３０）が置かれる。パージ装置は、作業者が内部スペース（６）に立ち入る際には、作業エリア（１２）でのパージを停止する。作業エリア（１２）での酸素濃度を監視し、酸素濃度センサ（５４）から取得した、作業エリア（１２）内の酸素濃度の検出結果が、所定値以下の場合、非作業エリア（１４）でもパージガスの供給を停止する。

国際公開第２０１５／０４５５８２号（〔００１７〕段落、〔００１８〕段落、〔００２１〕段落、〔００３０〕段落）

特許文献１に記載の技術は、作業者が内部スペースに立ち入る際に、作業エリアのパージを停止して作業者の安全を確保している。更に、作業エリアの酸素濃度が所定値以下になった場合には、非作業エリアのパージを停止することで、作業エリアの酸素濃度の回復を図っている。しかしながら、パージガスの供給を止めて酸素濃度が回復するのを待つという特許文献１に記載の技術では、酸素濃度が所定値以下に低下した場合に、迅速に酸素濃度を回復することができず、例えば酸素濃度の回復が遅い場合には作業者は作業を中断しなければならないこともある。このため、特許文献１に記載の技術は、作業者の作業に支障が生じる可能性がある。

そこで、酸素濃度の低下を回避して、作業者の作業に支障が生じることを回避できる容器保管設備の実現が望まれる。

上記に鑑みた、容器保管設備の特徴構成は、
それぞれに容器が載置される容器載置部を複数備えた容器保管棚と、前記容器載置部に載置された前記容器のそれぞれに対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を備えた容器保管設備であって、
前記容器保管棚の周辺に分散配置された複数の酸素濃度センサからなるセンサ群と、
前記容器保管棚の必要箇所に対して送風できるように設置された拡散用ファンと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記容器保管棚の全域を複数の監視エリアに区分し、前記センサ群を構成する複数の前記酸素濃度センサのそれぞれの検出値に基づいて、前記複数の監視エリアのそれぞれの酸素濃度を推定し、推定した前記酸素濃度が規定の判定しきい値以下である前記監視エリアである酸素濃度低下エリアがある場合には、当該酸素濃度低下エリアに対して送風するように前記拡散用ファンを動作させる点にある。

それぞれに容器が載置される容器載置部を複数備えた容器保管棚と、容器載置部に載置された容器のそれぞれに対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を備えた容器保管設備において、容器からの不活性ガスの漏れの程度に応じて、局所的に酸素濃度が低下する場合がある。この場合、酸素濃度が低下したエリアには作業者が入ることができない。本構成によれば、容器保管棚の複数の監視エリアのそれぞれについて酸素濃度を監視し、容器保管設備内において酸素濃度低下エリアがある場合には、当該酸素濃度低下エリアに対して送風することにより、酸素濃度低下エリアの不活性ガスを拡散することができる。これにより、容器保管設備内における局所的な酸素濃度の低下を回避して、作業者の作業に支障が生じることを回避できる。

本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

容器保管設備の断面図酸素濃度センサの位置を示す図酸素濃度センサの位置を示す図酸素濃度センサの位置を示す図拡散用ファンにより生成される気流の流れを示す図拡散用ファンの動作の制御に係る機能部を示すブロック図監視エリアを示す図酸素濃度マップを示す図酸素濃度と、拡散用ファンの動作及び排気ファンの動作との関係を示す図容器保管棚の別例を示す図

本発明に係る容器保管設備の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、容器保管設備が、クリーンルーム内に設置された場合を例として説明する。

１．容器保管設備の実施形態
容器保管設備１は、図１に示すように、容器保管棚１０と不活性ガス供給装置４５とを備えている。容器保管棚１０は、容器４を保管する棚であり、それぞれに容器４が載置される容器載置部１１を複数備えている。そして、容器載置部１１に載置された容器４のそれぞれに対して不活性ガス供給装置４５により不活性ガスが供給される。

ここで、図１に示されるように、水平方向に沿う、特定の方向（本実施形態では、水平方向に沿う容器保管棚１０の長手方向）を第１方向Ｘとし、上下方向に沿う上下方向視で第１方向Ｘに直交する方向を第２方向Ｙとし、上下方向に沿う方向を第３方向Ｚとする。

本実施形態では、容器４は、内部空間を気密状態とするように密閉可能な容器である。容器４の内部には、例えば、半導体基板やレチクル基板等が収容される。本実施形態では、容器４は、本体部と、当該本体部に対して着脱自在な蓋部とを備え、本体部に対して蓋部が取り付けられた状態において、容器４の内部空間が気密状態となるように構成されている。

本実施形態では、図１に示すように、容器保管設備１は、当該容器保管設備１の内部と当該容器保管設備１の外部との間で容器４を移動させる移動装置８４を備えている。なお、容器保管設備１の内部とは、保管空間９０の内部を意味し、容器保管設備１の外部とは、保管空間９０の外部を意味する。本実施形態では、移動装置８４はコンベヤにより構成されている。

容器保管設備１は、容器４を保管する保管庫に相当する。容器保管棚１０は、当該容器保管棚１０の周囲を囲む周壁部１４を備えた容器保管設備１の内部に設置される。移動装置８４は、周壁部１４を貫通するように配設されている。すなわち、周壁部１４の一部に、開口７０が設けられ、この開口７０に移動装置８４が設けられる。移動装置８４は、容器保管設備１の外部に位置する外部移載箇所と、容器保管設備１の内部に位置する内部移載箇所との間で容器４を移動させる。そして、外部移載箇所に移動された容器４は、図示しない外部搬送装置に受け取られる。また、移動装置８４は、外部搬送装置から容器４の受け取りも可能である。

本実施形態では、容器保管設備１は、清浄空気が天井側から床側に向けて下向きに通流するダウンフロー式のクリーンルーム内に設置されている。クリーンルームの床部８８は、下部床８２と、下部床８２よりも上側に配設された上部床８１とにより構成される。上部床８１と天井部８７との間には、作業空間９２が形成される。上部床８１と下部床８２との間には、床下空間９３が形成されている。上部床８１は、通気可能な構造となっている。本例では、上部床８１は、グレーティング床であり、第３方向Ｚ（厚さ方向）に貫通する通気孔が複数形成されている。下部床８２は、通気孔を有さない床であり、本例では、無孔状のコンクリートによって構成されている。

天井部８７から床部８８に流動した空気は、上部床８１を通った後、床下空間９３を流動し、作業空間９２の外部に設けられた接続流路（図示せず）を介して天井部８７に供給される。したがって、床下空間９３は「排気路」に相当する。天井部８７に供給された空気は、図示しないフィルタを介して清浄化され、天井部８７に設けられた吐出口（図示せず）から下側に向けて吹き出される。このようにして、クリーンルーム内に清浄化された空気が循環される。

クリーンルーム内の作業者は、作業空間９２において、例えば上部床８１に立った状態で作業（例えばメンテナンス作業等）を行う。容器保管設備１には、作業者が容器保管設備１に対する容器４の入出庫作業を行う際に利用される載置装置（図示せず）が備えられている。また、周壁部１４における載置装置の配設箇所には、作業者が容器４を入出庫するための作業者用開口部（「開口７０」の一例）（図３参照）と、この作業者用開口部を開閉する開閉部材（例えばシャッター等）とが設けられる。本実施形態では、容器保管設備１には、複数の移動装置８４と載置装置とが備えられ、これらの移動装置８４及び載置装置により、容器保管設備１内への容器４の入庫及び出庫が行われる。

容器保管棚１０は、図１に示すように、複数の容器載置部１１が規則的に配置される。本実施形態では、容器保管設備１は、当該容器保管設備１の内部で容器４を搬送する内部搬送装置３を備えている。容器保管棚１０に備えられる複数の容器載置部１１は、第１方向Ｘに沿って配列されている。また、図１に示すように、複数の容器載置部１１は、第１方向Ｘに加えて第３方向Ｚにも沿って配列されている。本実施形態では、図１に示すように、底部７が支柱９を介して下部床８２によって支持された状態で、容器保管棚１０が下部床８２に対して固定されている。

本実施形態では、内部搬送装置３は、スタッカークレーンであり、床部８８に配設されたレール８３に沿って走行移動する走行体３ａと、走行体３ａに立設されたマスト３ｂと、マスト３ｂに案内される状態で昇降移動する昇降体３ｃとを備えている。レール８３は、内部搬送装置３の走行経路となり、下部床８２に配設されている。また、本実施形態では、レール８３は、第１方向Ｘに沿って延びるように形成されている。昇降体３ｃには、昇降体３ｃと容器載置部１１との間で容器４を移載するための移載装置３ｄが備えられている。

容器保管棚１０は、複数の容器載置部１１を備え、容器載置部１１は、容器４を載置支持する載置支持部１５を備えている。具体的には、容器保管棚１０は、内部搬送装置３の走行経路を挟んで第２方向Ｙに対向するように配置される第１収納棚１０ａと第２収納棚１０ｂとを備えている。本実施形態では、図３及び図４に示すように、２つの第１収納棚１０ａが第１方向Ｘに並べて設けられていると共に、２つの第２収納棚１０ｂが第１方向Ｘに並べて設けられている。

図１に示すように、容器保管棚１０の複数の容器載置部１１は、保管空間９０内に配置されている。本実施形態では、保管空間９０は、周壁部１４により区画形成された、直方体状の空間として形成されている。また本実施形態では、周壁部１４は、容器保管設備１を第３方向Ｚに見て、容器保管棚１０の周囲を囲むように構成されている。周壁部１４には、上述した、移動装置８４を配設するための開口７０が形成されていると共に、載置装置の配設箇所に作業者用開口部（開口７０）が形成されている。

本実施形態では、容器保管設備１は、保管空間９０の上部から下側に向けて送風する送風装置８５を備えている。送風装置８５は、保管空間９０の外部の空気を吸引して保管空間９０の内部に供給する。送風装置８５は、周壁部１４の上端部に形成される矩形状の開口部を塞ぐように設けられている。送風装置８５の送風作用により、保管空間９０の内部には下向きの気体の流れが形成される。

不活性ガス供給装置４５は、容器載置部１１に載置されている容器４のそれぞれに不活性ガスを供給する。ここで、不活性ガスとは、容器４に収容されている収容物に対する反応性が低い（問題となる化学反応を実質的に生じさせない）気体であり、本実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスを用いている。なお、不活性ガスは、窒素ガスに代えて、二酸化炭素であっても良いし、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンなどのような希ガスでも良い。

本実施形態では、不活性ガス供給装置４５は、複数の容器載置部１１に載置される容器４の内部に、図示しない供給部を介して不活性ガスを供給するように構成されている。不活性ガス供給装置４５は、不活性ガスの供給源に接続された第１配管４５ａと、第１配管４５ａと給気部とを接続する第２配管４５ｂとを備えている。第１配管４５ａは、第３方向Ｚに延びるように配設されており、第２配管４５ｂは、第１配管４５ａから分岐して第２方向Ｙに延びるように配設されている。

不活性ガス供給装置４５は、第１配管４５ａ及び第２配管４５ｂにおける不活性ガスの流量を調節可能な流量調節装置４５ｃも備えている。流量調節装置４５ｃにより、第１配管４５ａ及び第２配管４５ｂにおける不活性ガスの流量を調節することで、下流側への不活性ガスの供給流量を調節することができる。図１では、流量調節装置４５ｃは第１配管４５ａに設けられているが、流量調節装置４５ｃは第２配管４５ｂに設けられても良い。不活性ガス供給装置４５からの不活性ガスは、容器４のそれぞれに供給され、容器４に供給された不活性ガスは保管空間９０の内部に排出される。この保管空間９０の内部に排出される不活性ガスを含む保管空間９０の内部の空気は、排気ファン４１によって、保管空間９０の外部に排出される。排気ファン４１は、保管空間９０より下側における、容器載置部１１が配置されない下部空間に設けられる。これにより、容器保管設備１の内部から排気路に向かう気流が生成される。

次に、容器保管設備１が備えるセンサ群３０と拡散用ファン４０について説明する。センサ群３０は、容器保管棚１０の周辺に分散配置される複数の酸素濃度センサ３１からなる。酸素濃度センサ３１は、酸素の濃度を検出する。酸素濃度センサ３１は、ジルコニア式、磁気式、半導体レーザ分光式、電極式等、これらに限定されず、どのような方式のものであっても良い。

図２には、第１方向Ｘに沿って容器保管設備１の保管空間９０を見た場合の酸素濃度センサ３１の配置図が示され、図３には、第２方向Ｙに沿って容器保管設備１の保管空間９０を見た場合の酸素濃度センサ３１の配置図が示され、図４には、第３方向Ｚに沿って容器保管設備１の保管空間９０を見た場合の酸素濃度センサ３１の配置図が示される。図２、図３、図４では、理解を容易にするために、上述した容器保管設備１を構成する機能部の図示が一部省略されている。

センサ群３０は、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚのそれぞれについて２個以上の酸素濃度センサ３１が間隔を空けて分散するように配置されて構成されている。本例では、図２及び図４に示されるように、酸素濃度センサ３１は、互いに対向する一対の容器保管棚１０を構成する第１収納棚１０ａ側と第２収納棚１０ｂ側とのそれぞれに設けられる。したがって、酸素濃度センサ３１は、第２方向Ｙに沿って、互いに間隔を空けて設けられる。また、本例では、図３及び図４に示されるように、酸素濃度センサ３１は、第１方向Ｘに沿って互いに対向する一対の周壁部１４の間において、第１方向Ｘに沿って４つずつ設けられる。したがって、本実施形態では、酸素濃度センサ３１は、第１方向Ｘに沿って、互いに間隔を空けて設けられる。更に、本例では、図２及び図３に示されるように、酸素濃度センサ３１は、第３方向Ｚに沿って互いに対向する送風装置８５と上部床８１との間において、第３方向Ｚに沿って３つずつ設けられる。したがって、本実施形態では、酸素濃度センサ３１は、第３方向Ｚに沿って、互いに間隔を空けて設けられる。

更に、本実施形態では、酸素濃度センサ３１は、容器保管棚１０の内部における、下部床８２に相当する高さと上部床８１に相当する高さとの間、すなわち床下空間９３に対応する容器保管棚１０の内部空間にも、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙのそれぞれに沿って、互いに間隔を空けて設けられる。本例では、床下空間９３に対応する容器保管棚１０の内部空間に設けられる酸素濃度センサ３１は、第１方向Ｘ、及び、第２方向Ｙについては、保管空間９０に設けられる酸素濃度センサ３１と同様の間隔で配置され、第３方向Ｚに１段だけ配置されている。複数の酸素濃度センサ３１のそれぞれの検出結果は、後述する制御装置５０に伝達される。

図２及び図３には、拡散用ファン４０も示される。拡散用ファン４０は、容器保管棚１０の必要箇所に対して送風できるように配置されている。容器保管棚１０の必要箇所とは、拡散用ファン４０で送風することによって、不活性ガスを拡散して酸素濃度の偏りを少なくすることが可能な個所である。具体的には、必要箇所とは、送風することによって、互いに酸素濃度が異なる２つの領域のうち、酸素濃度が低い領域及び酸素濃度が高い領域のうちの一方から他方への空気の流れを形成することが可能な箇所である。或いは、必要箇所とは、容器保管設備１の開口７０の内側から外側へ向かう不活性ガスの流れを妨げることが可能な箇所である。このような箇所への送風のため、図３に示す例では、複数の開口７０のそれぞれに対応して１つ以上の拡散用ファン４０が配置されている。具体的には、拡散用ファン４０は、周壁部１４の内側であって、複数の開口７０のそれぞれに対して斜め上方に配置されており、そこから、少なくとも下方又は斜め下方へ向けて送風できるように構成されている。また、図３に示す例では、開口７０から離れた場所にも、拡散用ファン４０が配置されている。複数の拡散用ファン４０は、容器保管設備１の内部における酸素濃度の偏りを少なくできるように、互いに離間して分散配置されていると好適である。

本実施形態では、図２及び図３に示されるように、開口７０に対応して配置された拡散用ファン４０は、容器保管設備１の内部における開口７０に隣接するエリアに、開口７０の内側から外側に向かう方向に対して交差する方向の気流を生成する。容器保管設備１の内部における開口７０とは、上述したように、周壁部１４に形成されている開口７０である。開口７０に隣接するエリアとは、開口７０の近傍であって、拡散用ファン４０の動作に応じて生じた空気の流れが到達する範囲内である。また、開口７０の内側から外側に向かう方向とは、開口７０を介して、容器保管設備１の保管空間９０から作業空間９２に向かう方向である。このため、開口７０の内側から外側に向かう方向に対して交差する方向とは、開口７０を介して、容器保管設備１の保管空間９０から作業空間９２に向かう方向と平行でない方向が相当する。具体的には、例えば周壁部１４の内面（内壁面）に沿った方向や、容器保管設備１の保管空間９０から作業空間９２に向かう方向と平行でなく、且つ、容器保管設備１の保管空間９０の中央側から周壁部１４の内面側に向かう方向や、容器保管設備１の保管空間９０から作業空間９２に向かう方向と平行でなく、且つ、周壁部１４の内面側から容器保管設備１の保管空間９０の中央側に向かう方向が相当する。したがって、拡散用ファン４０は、周壁部１４に形成されている開口７０の近傍であって、拡散用ファン４０の動作に応じて生じた空気の流れが到達する範囲内に、開口７０を介して、容器保管設備１の保管空間９０から作業空間９２に向かう方向と交差する方向の気流を生成する。図５では、このような拡散用ファン４０により生成された気流が、破線で示される。

このような拡散用ファン４０は、後述する制御装置５０から指令に応じて動作する。また、拡散用ファン４０は、制御装置５０からの指令に応じて送風方向を変更できるように構成することも可能である。送風方向を変更できるとは、エアコンや扇風機のような所謂首振りが可能であることをいう。これにより、上述した開口７０の内側から外側に向かう方向に対して交差する方向の気流を生成し易くできる。なお、拡散用ファン４０は、送風方向が固定されていても良い。送風方向を変更可能な拡散用ファン４０を用いる場合には、１つの拡散用ファン４０によって送風できるエリアを広くすることができるため、容器保管設備１に設置する拡散用ファン４０の数を少なくすることができる。

ここで、本実施形態の容器保管設備１は制御装置５０を備え、この制御装置５０が、センサ群３０を構成する酸素濃度センサ３１の検出結果に応じて、拡散用ファン４０の動作を制御するように構成されている。図６は、制御装置５０による拡散用ファン４０の動作の制御に係る機能部を示したブロック図である。

制御装置５０は、監視エリア設定部５１、酸素濃度推定部５２、動作指令部５３、マップ生成部５４、排気ファン指令部５５を備え、これらの機能部は酸素濃度の拡散に係る処理を行うために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。

監視エリア設定部５１は、容器保管棚１０の全域を複数に区分した監視エリアＡを設定する。本実施形態では、容器保管棚１０の全域とは、容器保管設備１の保管空間９０の全域である。「複数に区分した」とは、規定のサイズで複数に区分することを意味する。図７に示す例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚのそれぞれについて複数の監視エリアＡが並ぶように区分されている。監視エリア設定部５１は、容器保管設備１の保管空間９０を、規定のサイズで複数に区分する。区分したエリアのそれぞれは、監視エリアＡとして扱われる。本例では、図７に示されるように、監視エリア設定部５１は、容器保管設備１の保管空間９０を、第１方向Ｘに沿って４つに区分し、第２方向Ｙに沿って２つに区分し、第３方向Ｚに沿って３つに区分している。したがって、図７の例では、２４個の監視エリアＡが設定されている。また、図７に示されるように、複数の監視エリアＡは、それぞれの監視エリアＡ内に、１つの酸素濃度センサ３１が含まれるように設定されている。但し、これには限定されず、例えば、酸素濃度センサ３１が含まれる監視エリアＡと含まれない監視エリアＡとが存在しても良いし、１つの監視エリアＡに複数の酸素濃度センサ３１が含まれるようにしても良い。

酸素濃度推定部５２は、センサ群３０を構成する複数の酸素濃度センサ３１のそれぞれの検出値に基づいて、複数の監視エリアＡのそれぞれの酸素濃度を推定する。酸素濃度推定部５２には、酸素濃度センサ３１の検出値が伝達される。本例では、酸素濃度センサ３１の検出値は、リアルタイムで、或いは、一定の時間間隔で、酸素濃度推定部５２に伝達される。酸素濃度推定部５２は、伝達された酸素濃度センサ３１の検出値に基づき、複数の監視エリアＡにおける酸素濃度を推定する。本例では、複数の監視エリアＡのそれぞれに、１つの酸素濃度センサ３１が含まれるように設定されているため、監視エリアＡのそれぞれの酸素濃度の推定値として、酸素濃度センサ３１の検出値をそのまま用いることができる。

動作指令部５３は、推定した酸素濃度が規定の判定しきい値以下である監視エリアＡである酸素濃度低下エリアＡ１（図８参照）がある場合には、当該酸素濃度低下エリアＡ１に対して送風するように拡散用ファン４０を動作させる。推定した酸素濃度とは、酸素濃度推定部５２により推定された監視エリアＡ毎の酸素濃度である。判定しきい値は、容器保管棚１０の設置環境や使用状況等に応じて適宜設定される。例えば、判定しきい値を、容器保管設備１における作業者が、支障を生じることなく作業を行うことができる酸素濃度の下限値に設定すると良い。動作指令部５３は、酸素濃度推定部５２により推定された監視エリアＡ毎の酸素濃度が判定しきい値以下であるか否かをリアルタイムで、或いは、一定の時間間隔で判定する。そして、動作指令部５３は、この判定において、酸素濃度が判定しきい値以下である監視エリアＡがあった場合には、当該監視エリアＡを酸素濃度低下エリアＡ１とし、当該酸素濃度低下エリアＡ１に対して送風するように拡散用ファン４０を動作させる。酸素濃度低下エリアＡ１に対して送風するとは、直接酸素濃度低下エリアＡ１に送風することに限定されず、酸素濃度低下エリアＡ１の周囲の監視エリアＡに送風することによって、酸素濃度低下エリアＡ１に気流を生じさせることも含まれる。いずれにしても、動作指令部５３により拡散用ファン４０が動作された場合には、酸素濃度低下エリアＡ１における不活性ガスを拡散させるような気流を生じさせることができる。

ここで、動作指令部５３は、酸素濃度低下エリアＡ１に対して送風するように、複数の拡散用ファン４０の一部を動作させる。その際、動作指令部５３は、全ての拡散用ファン４０を個別に動作させても良いし、全ての拡散用ファン４０を複数のグループに分け、グループ毎に動作させるようにしても良い。

また、酸素濃度推定部５２は、センサ群３０を構成する全ての酸素濃度センサ３１の検出値に基づいて、空間補間により複数の監視エリアＡのそれぞれの酸素濃度の最低値を推定するように構成しても良い。すなわち、例えば、監視エリアＡ毎に、酸素濃度を推定するのではなく、互いに隣接する複数の酸素濃度センサ３１の検出値を用いて、各所における酸素濃度の勾配（濃度勾配）を推定し、その推定値に基づいて複数の監視エリアＡのそれぞれの中における酸素濃度分布を推定する。そして、酸素濃度推定部５２は、このように推定した各監視エリアＡの酸素濃度分布のうち、最も低い酸素濃度の値を、当該監視エリアＡの酸素濃度の最低値として推定する。このような空間補間を用いた酸素濃度の推定方法は、上記のように、複数の監視エリアＡのそれぞれに１つの酸素濃度センサ３１が含まれる構成に限らず、酸素濃度センサ３１が含まれる監視エリアＡと含まれない監視エリアＡとが存在する構成や、１つの監視エリアＡに複数の酸素濃度センサ３１が含まれる構成においても、適切に酸素濃度を推定することができる。

このような空間補間を用いた酸素濃度の推定方法を用いる場合には、動作指令部５３は、最低値が判定しきい値以下である監視エリアＡを、酸素濃度低下エリアＡ１として判定すると良く、このような酸素濃度低下エリアＡ１に対して送風するように拡散用ファン４０を動作させると良い。

また、容器保管設備１が、表示装置６０を備えている場合には、マップ生成部５４が、複数の監視エリアＡのそれぞれについて推定した酸素濃度を、容器保管棚１０の位置に関連付けた酸素濃度マップとして表示装置６０に表示すると良い。複数の監視エリアＡのそれぞれについて推定した酸素濃度とは、酸素濃度推定部５２が推定した酸素濃度である。したがって、マップ生成部５４は、酸素濃度推定部５２が酸素濃度を推定した推定結果を取得すると良い。容器保管棚１０の位置に関連付けた酸素濃度マップとは、仮想的に設定された監視エリアＡ及び実空間である保管空間９０の双方の位置関係を互いに対応付けしたマップを作成し、監視エリアＡに対応するマップ上の領域毎に、推定された酸素濃度を示す情報を付与したものである。マップ生成部５４は、このような酸素濃度マップを生成し、表示装置６０に表示すると良い。なお、表示装置６０は、制御装置５０のモニタを利用することが可能である。

図８には、表示装置６０に表示される酸素濃度マップの一例が示される。このよう酸素濃度マップを表示装置６０の表示し、これを作業者が確認することで、容器保管設備１の保管空間９０内における酸素濃度を、視覚的に把握し易くできる。なお、図８の例では、酸素濃度の高低を示す区分けを４段階としているが、より細分化しても良い。また、図示は省略しているが、図８に示される酸素濃度マップを確認した作業者が、容易に把握できるようにするために、酸素濃度マップに容器保管棚１０を表す画像を重ねても好適である。なお、図８には、上述した酸素濃度が規定の判定しきい値以下である監視エリアＡが、酸素濃度低下エリアＡ１として示されている。

また、制御装置５０は、複数の監視エリアＡの全てにおける酸素濃度が判定しきい値以上に設定された減速しきい値以上である場合には、排気ファン４１により生成する気流を減速させる減速制御を実行するように構成すると好適である。減速しきい値は、減速しきい値以上の値で、容器保管棚１０の設置環境や使用状況等に応じて適宜設定される。例えば、減速しきい値を、容器保管設備１における作業者が、支障を生じることなく作業を行うことができる酸素濃度であって、且つ、保管空間９０の空気の流通を低減しても問題が生じない酸素濃度に設定すると良い。減速制御とは、排気ファン４１の回転数を低減する制御である。例えば、減速制御として、酸素濃度が減速しきい値以上である場合に、時間の経過に応じて排気ファン４１により生成する気流を減速させるように、フィードバック制御を行うと良い。このような減速制御には、排気ファン４１の回転数を零とする制御、すなわち、排気ファン４１を停止する停止制御も含まれる。制御装置５０は、このような減速制御を実行することにより、排気ファン４１の電力消費を低減することが可能となる。

また、制御装置５０は、複数の監視エリアＡの全てにおける酸素濃度が判定しきい値以上に設定された減速しきい値以上である場合には、排気ファン４１により生成する気流を減速させる操作を作業者に促す減速促進制御を実行しても良い。減速促進制御とは、作業者に対して、排気ファン４１の回転数の低減を促すように報知する制御である。ここで、作業者に対する報知には、表示装置６０に文章や図形等を表示することや、音声によるメッセージや通知音を出力すること等が含まれる。このような減速促進制御には、排気ファン４１の回転数を零とすることを促す制御、すなわち、排気ファン４１を停止することを促す停止促進制御も含まれる。制御装置５０は、このような減速促進制御を実行することにより、排気ファン４１の電力消費を低減することが可能となる。

図９には、酸素濃度と、拡散用ファン４０の動作及び排気ファン４１の動作との関係が示される。図９の最上段は、縦軸が所定の監視エリアＡにおける酸素濃度とし、横軸を時間ｔとした、酸素濃度の時系列変化が示される。図９の中段は、縦軸が拡散用ファン４０の動作状態をし、横軸を時間ｔとしている。図９の下段は、縦軸が排気ファン４１の回転数であり、横軸を時間としている。

ｔ＝０で、センサ群３０による酸素濃度の測定が開始される。このとき、拡散用ファン４０はＯＦＦ状態であり、排気ファン４１は所定の回転数Ｒ０で駆動されている。ｔ＝１で酸素濃度が判定しきい値以下になっている。これにより、制御装置５０が、酸素濃度が低下した監視エリアＡ（酸素濃度低下エリアＡ１）に対して送風するように拡散用ファン４０を動作させる。

ｔ＝２で酸素濃度が判定しきい値を超えているが、このときに拡散用ファン４０を停止させると、直ちに酸素濃度が判定しきい値以下になる可能性がある。この場合、短期間に、拡散用ファン４０の運転と停止とを繰り返すことになるが、このような短期間の拡散用ファン４０の運転や停止の繰り返しは、電力消費及び拡散用ファン４０の耐久性の観点から避けた方が良い。そこで、酸素濃度が判定しきい値よりも大きい停止しきい値より大きくなった場合に（ｔ＝３）、拡散用ファン４０を停止させると良い。もちろん、ｔ＝２で酸素濃度が判定しきい値より大きくなった場合に、拡散用ファン４０を停止させても良い。

例えば、ｔ＝４で、酸素濃度が判定しきい値以上の減速しきい値以上になった場合に、排気ファン４１の回転数をＲ０からＲ０よりも少ないＲ１に変更するように、上述した減速制御、又は減速促進制御を実行すると良い。その後、例えば、酸素濃度が、減速しきい値未満に設定された減速リセットしきい値以下になると（ｔ＝５）、排気ファン４１の回転数をＲ０に増大させると良い。また例えば、ｔ＝４から予め設定された設定時間経過後であって、酸素濃度が減速しきい値未満であることを条件として排気ファン４１の回転数をＲ０に増大させても良い。

２．その他の実施形態
次に、容器保管設備１のその他の実施形態について説明する。

（１）上記の実施形態では、容器保管設備１が、周壁部１４により容器保管棚１０の周囲が囲まれた構成、すなわち、保管空間９０が周壁部１４で密閉されている空間である場合を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、容器保管棚１０は、図１０に示されるバッファ（ＳＴＢ）のような、周囲が開放された構造であっても良い。また、図１０に示されるバッファが、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、第３方向Ｚに対して、複数段設けられていても良い。この場合においても、容器保管設備１は、容器保管棚１０の周辺に分散配置される複数の酸素濃度センサ３１からなるセンサ群３０と、容器保管棚１０の必要箇所に対して送風できるように設置された１つ以上の拡散用ファン４０と、を備える。図示の例では、センサ群３０は、容器保管棚１０を囲むように、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚのそれぞれについて２個以上の酸素濃度センサ３１が間隔を空けて分散するように配置されている。また、複数（図示の例では２個）の拡散用ファン４０が、容器載置部１１の配列方向に分かれて配置されている。本例では、拡散用ファン４０は、容器載置部１１に対して上方から下方へ向けて送風するように設けられている。

（２）上記の実施形態では、容器保管設備１が拡散用ファン４０を複数備えている場合を例示した。しかし、容器保管設備１の実施形態は、そのような構成に限定されるものではない。容器保管設備１が備える拡散用ファン４０は、１つであっても良い。

（３）上記の実施形態では、表示装置６０が制御装置５０のモニタであるとして説明した。しかし、容器保管設備１の実施形態は、そのような構成に限定されるものではない。表示装置６０は、作業者が所持する携帯端末のモニタであっても良いし、作業者がスマートグラス（眼鏡と一体化された表示装置）を装着している場合には、スマートグラスであっても良い。

（４）上記実施形態では、制御装置５０が、監視エリア設定部５１、酸素濃度推定部５２、動作指令部５３、マップ生成部５４、排気ファン指令部５５を備えて構成されるとして説明した。しかし、容器保管設備１の実施形態は、そのような構成に限定されるものではない。制御装置５０を構成する機能部は、例示であって、機能部の分け方は適宜変更可能である。また、制御装置５０が他の機能部を有するように構成することも可能である。

（５）上記実施形態では、容器保管棚１０の全域が、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚのそれぞれに複数の監視エリアＡが並ぶように区分されている構成を例として説明したが、これには限定されない。例えば、容器保管棚１０の全域が、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚのいずれかの方向のみについて複数に区分されていても良い。或いは、容器保管棚１０の全域が、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚの中のいずれか２方向について複数に区分され、残りの１方向については区分されていない構成であっても良い。

（６）上記実施形態では、容器保管設備１が、周壁部１４の開口７０に対応して配置された拡散用ファン４０と、開口７０から離れて配置された拡散用ファン４０とを備える構成を例として説明したが、これには限定されない。例えば、容器保管設備１が、周壁部１４の開口７０に対応して配置された拡散用ファン４０のみを備える構成としても良い。或いは、容器保管設備１が、開口７０から離れて配置された拡散用ファン４０のみを備える構成としても良い。

（７）なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

３．上記実施形態の概要
以下、上記において説明した容器保管設備の概要について説明する。

容器保管設備は、
それぞれに容器が載置される容器載置部を複数備えた容器保管棚と、前記容器載置部に載置された前記容器のそれぞれに対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を備えた容器保管設備であって、
前記容器保管棚の周辺に分散配置された複数の酸素濃度センサからなるセンサ群と、
前記容器保管棚の必要箇所に対して送風できるように設置された拡散用ファンと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記容器保管棚の全域を複数の監視エリアに区分し、前記センサ群を構成する複数の前記酸素濃度センサのそれぞれの検出値に基づいて、前記複数の監視エリアのそれぞれの酸素濃度を推定し、推定した前記酸素濃度が規定の判定しきい値以下である前記監視エリアである酸素濃度低下エリアがある場合には、当該酸素濃度低下エリアに対して送風するように前記拡散用ファンを動作させる。

ここで、
水平方向に沿う特定の方向を第１方向とし、上下方向に沿う上下方向視で前記第１方向に直交する方向を第２方向とし、前記上下方向に沿う方向を第３方向として、
前記センサ群は、前記第１方向、前記第２方向、及び、前記第３方向のそれぞれについて２個以上の前記酸素濃度センサが間隔を空けて分散するように配置され、
前記制御装置は、前記センサ群を構成する全ての前記酸素濃度センサの検出値に基づいて、空間補間により前記複数の監視エリアのそれぞれの酸素濃度の最低値を推定し、前記最低値が前記判定しきい値以下である前記監視エリアを、前記酸素濃度低下エリアと判定すると好適である。

本構成によれば、容器保管棚の周辺に分散配置された酸素濃度センサの数が比較的少ない場合であっても、高精度に酸素濃度低下エリアの有無を判定することができる。

また、
前記拡散用ファンは、前記制御装置からの指令に応じて送風方向を変更できるように構成されていると好適である。

本構成によれば、容器保管設備が備える拡散用ファンの数が比較的少ない場合であっても、複数の監視エリアに対して送風することができる。また、本構成によれば、容器保管設備が備える拡散用ファンの数を減じることができるので、多数の拡散用ファンを設置する場合に比べて低コスト化を図り易い。

また、
表示装置を更に備え、
前記制御装置は、前記複数の監視エリアのそれぞれについて推定した酸素濃度を、前記容器保管棚の位置に関連付けた酸素濃度マップとして前記表示装置に表示すると好適である。

本構成によれば、容器保管棚の全域を区分した複数の監視エリア毎に酸素濃度を推定し、その結果を酸素濃度マップとして表示装置に表示するので、容器保管棚の各所における酸素濃度を分かり易く作業者に伝えることができる。

また、
前記容器保管棚は、当該容器保管棚の周囲を囲む周壁部を備えた保管庫の内部に設置され、
前記周壁部の一部に開口が設けられ、
前記拡散用ファンは、前記保管庫の内部における前記開口に隣接するエリアに、前記開口の内側から外側に向かう方向に対して交差する方向の気流を生成すると好適である。

本構成によれば、周壁部に設けられた開口の内側において酸素濃度の低い空気を拡散させることができるため、周壁部に設けられた開口から酸素濃度が低い空気が保管庫の外部に出ることを抑制できる。

また、
前記容器保管棚は、当該容器保管棚の周囲を囲む周壁部を備えた保管庫の内部に設置され、
前記保管庫の内部から排気路に向かう気流を生成する排気ファンを更に備えると好適である。

本構成によれば、不活性ガス供給装置により不活性ガスが供給される容器保管棚が保管庫の内部に設置されている場合であっても、排気ファンを備えることにより、保管庫の内部から排気路に向けて不活性ガスを排出することができる。従って、保管庫の内部に不活性ガスが溜まり続けることを回避でき、保管庫の内部における不活性ガスの濃度を低く抑え易い。

また、
前記制御装置は、前記複数の監視エリアの全てにおける前記酸素濃度が前記判定しきい値以上に設定された減速しきい値以上である場合には、前記排気ファンにより生成する気流を減速させる減速制御を実行し、又は、前記排気ファンにより生成する気流を減速させる操作を作業者に促す減速促進制御を実行すると好適である。

本構成によれば、酸素濃度に問題がない状態では排気ファンにより生成する気流を減速させることができるため、排気ファンを駆動するためのエネルギ損失を少なく抑えることができる。

本開示に係る技術は、それぞれに容器が載置される容器載置部を複数備えた容器保管棚と、容器載置部に載置された容器のそれぞれに対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を備えた容器保管設備に利用することができる。

１：容器保管設備
４：容器
１０：容器保管棚
１１：容器載置部
１４：周壁部
３０：センサ群
３１：酸素濃度センサ
４０：拡散用ファン
４１：排気ファン
４５：不活性ガス供給装置
５０：制御装置
６０：表示装置
７０：開口
９３：床下空間（排気路）
Ａ：監視エリア
Ａ１：酸素濃度低下エリア
Ｘ：第１方向
Ｙ：第２方向
Ｚ：第３方向

Claims

それぞれに容器が載置される容器載置部を複数備えた容器保管棚と、前記容器載置部に載置された前記容器のそれぞれに対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を備えた容器保管設備であって、
前記容器保管棚の周辺に分散配置された複数の酸素濃度センサからなるセンサ群と、
前記容器保管棚の必要箇所に対して送風できるように設置された拡散用ファンと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記容器保管棚の全域を複数の監視エリアに区分し、前記センサ群を構成する複数の前記酸素濃度センサのそれぞれの検出値に基づいて、前記複数の監視エリアのそれぞれの酸素濃度を推定し、推定した前記酸素濃度が規定の判定しきい値以下である前記監視エリアである酸素濃度低下エリアがある場合には、当該酸素濃度低下エリアに対して送風するように前記拡散用ファンを動作させる、容器保管設備。
水平方向に沿う特定の方向を第１方向とし、上下方向に沿う上下方向視で前記第１方向に直交する方向を第２方向とし、前記上下方向に沿う方向を第３方向として、
前記センサ群は、前記第１方向、前記第２方向、及び、前記第３方向のそれぞれについて２個以上の前記酸素濃度センサが間隔を空けて分散するように配置され、
前記制御装置は、前記センサ群を構成する全ての前記酸素濃度センサの検出値に基づいて、空間補間により前記複数の監視エリアのそれぞれの酸素濃度の最低値を推定し、前記最低値が前記判定しきい値以下である前記監視エリアを、前記酸素濃度低下エリアと判定する、請求項１に記載の容器保管設備。
前記拡散用ファンは、前記制御装置からの指令に応じて送風方向を変更できるように構成されている、請求項１又は２に記載の容器保管設備。
表示装置を更に備え、
前記制御装置は、前記複数の監視エリアのそれぞれについて推定した酸素濃度を、前記容器保管棚の位置に関連付けた酸素濃度マップとして前記表示装置に表示する、請求項１から３のいずれか一項に記載の容器保管設備。
前記容器保管棚は、当該容器保管棚の周囲を囲む周壁部を備えた保管庫の内部に設置され、
前記周壁部の一部に開口が設けられ、
前記拡散用ファンは、前記保管庫の内部における前記開口に隣接するエリアに、前記開口の内側から外側に向かう方向に対して交差する方向の気流を生成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の容器保管設備。
前記容器保管棚は、当該容器保管棚の周囲を囲む周壁部を備えた保管庫の内部に設置され、
前記保管庫の内部から排気路に向かう気流を生成する排気ファンを更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の容器保管設備。
前記制御装置は、前記複数の監視エリアの全てにおける前記酸素濃度が前記判定しきい値以上に設定された減速しきい値以上である場合には、前記排気ファンにより生成する気流を減速させる減速制御を実行し、又は、前記排気ファンにより生成する気流を減速させる操作を作業者に促す減速促進制御を実行する、請求項６に記載の容器保管設備。