局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システム
【課題】搬出入用扉の開放時においても、少ない低露点空気の供給量で局所低露点室を低露点に保持し、コスト低減を図る。
【解決手段】室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室２内に設置されるとともに、室内環境が低露点室２より低い露点温度に保持され、低露点室２との間で物品を搬出入するための搬出入用扉４が設けられた局所低露点室３について、搬出入用扉４の開放時に、局所低露点室３の室内環境を低露点に保持するための制御を行う。具体的には、搬出入用扉４の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテン５を備え、少なくとも搬出入用扉４の開放時に、エアカーテン５から低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテン５から吹き出される低露点空気の空気温度と低露点室２の室内空気の空気温度との差が最小となるように、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行う。
【解決手段】室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室２内に設置されるとともに、室内環境が低露点室２より低い露点温度に保持され、低露点室２との間で物品を搬出入するための搬出入用扉４が設けられた局所低露点室３について、搬出入用扉４の開放時に、局所低露点室３の室内環境を低露点に保持するための制御を行う。具体的には、搬出入用扉４の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテン５を備え、少なくとも搬出入用扉４の開放時に、エアカーテン５から低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテン５から吹き出される低露点空気の空気温度と低露点室２の室内空気の空気温度との差が最小となるように、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池などの二次電池製造ライン、有機ＥＬ製品製造ライン及び半導体製造ラインなど、室内環境を低露点に保持した低露点室内に設置されるとともに、室内環境を前記低露点室より低露点に保持した局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上記製造ラインなどにおいては、低露点室内に局所的な局所低露点室を形成し、この局所低露点室内において超低露点環境下で電池等の生産が行われている。前記低露点室では露点温度が例えば−２０℃〜−４０℃の露点温度に管理される一方、前記局所低露点室では露点温度がこれより低く、例えば−５０℃〜−６０℃の露点温度に管理されている。この低露点環境を作り出すために除湿装置によって例えば露点温度−５０℃〜−７０℃の低露点空気が製造され、前記低露点室及び局所低露点室に供給されている。
【０００３】
このような局所的な低露点空間を形成する技術として、下記特許文献１では、原材料保管部を開放した原材料の搬入出などを行う際に、原材料の搬入出に対応した原材料保管部に、周囲環境より露点の低いドライエアを供給する有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２では、部屋の内部で作業員が作業する空間を作業空間としたときに、吹出口が作業空間の側方に位置するように設けられ、吸込口が作業空間よりも上方の位置に開口するように設けられ、前記吹出口から低露点空気を供給して所望の露点温度の空気で満たされる作業空間を形成し、前記吸込口から部屋の空気を排出する置換換気による低露点室の空調方法が開示されている。
【０００５】
さらに、下記特許文献３では、低露点の空気が供給されるドライブースの側壁に設置され、天板、側板等で囲まれたボックス本体の上面に、ドライブースに供給される低露点空気とは独立して供給されるエア供給口を有する乾燥パスボックスが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２６５８８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６８５４号公報
【特許文献３】特開２００５−６１７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の発明では、原材料保管部などへ室内空気を侵入させないようにするには、原材料の搬入出時にドライエアの供給量を通常時より増大させて搬入出口において一定の風速で原材料保管部の内部から外部への気流を確保しなければならず、これには大量の低露点空気を供給する必要があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に示されるように、低露点室内の人員から発生する水分を低露点室全体での気流分布により制御するには、実質的に人員が居る領域よりも広範囲の置換換気を行わなければならず、大量の低露点空気を供給する必要があった。さらに、人員の動き方によっては、置換換気によって作業空間のみを低露点雰囲気に維持することは困難であった。
【０００８】
さらに、上記特許文献３では、パスボックスにおける物品の受け渡し時に、パスボックス内が完全に外部雰囲気に晒されるため、一旦パスボックス内の露点が大幅に上昇し、その後扉を閉めてパスボックス内部を低露点雰囲気にするまでに多くの低露点空気を供給する必要があり、且つ、ドライブース内部と同レベルの露点雰囲気になるまでに相当の時間が必要となる。
【０００９】
そこで本発明の主たる課題は、搬出入用扉の開放時においても、少ない低露点空気の供給量で局所低露点室を低露点に保持するとともに、コスト低減を図った局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御方法であって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンを備え、少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室の室内空気の空気温度との差が最小となるように、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行うことを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１１】
上記請求項１記載の発明は、低露点室内に設置されるとともに室内環境がこれより低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための露点温度の制御方法である。
【００１２】
具体的には、前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンを備え、少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室の室内空気の空気温度との差が最小となるように、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行うものである。このため、搬出入用扉の開放時に、低露点室の室内空気と局所低露点室の室内空気との間に前記エアカーテンからの吹出空気による一様な空気層が形成され、且つこの空気層の空気温度と低露点室の空気温度とがほぼ同等に制御されているため、低露点室の室内空気と前記空気層との境界面において、これらの空気の温度差が要因で生じる対流による空気混合が防止できる。従って、低露点室の室内空気は局所低露点室の室内空気との間に所定温度に制御された空気層が介在することによって扉開口面を通じた局所低露点室側への侵入が抑制されるので、搬出入用扉の開放時においても、局所低露点室を低露点に保持することが可能となる。
【００１３】
また、前記空気層は、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すことによって形成されるものであるため、従来のような扉開口面の全面に対して室内側から室外側に向かう気流を発生させるため低露点空気の供給量を増加させる方式や人員が居る作業空間を低露点空気によって置換する置換換気方式などと比べて各段に少ない空気供給量で局所低露点室内の低露点状態が保持でき、低露点空気を大量に製造するためのコスト低減を図ることができるようになる。
【００１４】
請求項２に係る本発明として、前記エアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置が備えられるとともに、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側にそれぞれ空気温度を測定する温度センサが備えられ、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、予め前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、この状態で前記温度センサーにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１５】
上記請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明のより具体的な制御方法について規定したものであり、搬出入用扉の開操作に当たって、予めエアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、この状態で温度センサーにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、加熱冷却装置によってエアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行うようにしたものである。
【００１６】
請求項３に係る本発明として、前記搬出入用扉には扉の開閉を規制する扉開閉規制装置が設けられることにより通常時は扉が閉状態に規制され、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の露点温度と前記低露点室内の空気の露点温度との温度差が最小となった時点で、前記扉開閉規制装置を解除し、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１、２いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１７】
上記請求項３記載の発明では、搬出入用扉に扉の開閉を規制する扉開閉規制装置を設けることにより、通常時は扉を閉状態に規制しておき、この閉状態に規制された搬出入用扉の開操作に当たって、予め前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出す低露点空気の露点温度と低露点室内の空気の露点温度との温度差が最小となった時点で、前記扉開閉規制装置を解除し、搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行うようにしている。これにより、エアカーテンからの吹出空気が所定の温度になる前に誤って搬出入用扉を開くことがなくなり、局所低露点室内の低露点状態が保持できるとともに、扉開放時においても低露点室側からの空気の侵入が効果的に抑制できため低露点状態がより効果的に保持できるようになる。
【００１８】
請求項４に係る本発明として、前記低露点室内には前記搬出入用扉近傍の人を感知する人感センサが備えられるとともに、前記人感センサが人を感知した時点で、前記エアカーテンからの低露点空気の吹き出しを開始する請求項１〜３いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１９】
上記請求項４記載の発明では、低露点室内に搬出入用扉近傍の人を感知する人感センサを備えるとともに、前記人感センサが人を感知した時点で、前記エアカーテンからの低露点空気の吹出しを開始する制御を行うことにより、搬出入用扉の開操作に当たって、エアカーテンから低露点空気を吹き出すためのボタン操作などが不要となり、搬出入用扉の開操作が可能となるまでの一連の制御が自動で行われるようにすることができる。
【００２０】
請求項５に係る本発明として、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の流速は、１ｍ／ｓ以下である請求項１〜４いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００２１】
上記請求項５記載の発明では、エアカーテンからの吹出空気による空気層を低露点室側の室内空気と局所低露点室側の室内空気との間に一様に形成するため、エアカーテンから吹き出す低露点空気の流速を１ｍ／ｓ以下としている。１ｍ／ｓを超えると、吹出気流の厚さが吹出口から気流先端部にかけて拡大する扇状となる結果、気流先端部で渦流が発生しやすくなるため周囲の空気との混合が生じやすくなるとともに、空気層と両側の室内空気との境界付近の流速差が大きくなるため両側の室内空気が空気層内に誘引されやすくなり、両室内の空気混合が促進されやすくなる。
【００２２】
請求項６に係る本発明として、室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御システムであって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンが備えられ、このエアカーテンに低露点空気を供給するとともに、前記低露点室及び局所低露点室のそれぞれに設けられた吹出口に低露点空気を供給する低露点空気供給装置と、前記低露点空気供給装置からエアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置と、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側のそれぞれの空気温度を測定する温度センサとが備えられ、
少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記温度センサにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う制御器が備えられていることを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御システムが提供される。
【発明の効果】
【００２３】
以上詳説のとおり本発明によれば、搬出入用扉の開放時においても、少ない低露点空気の供給量で局所低露点室を低露点に保持するとともに、コスト低減を図った局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システムが提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１形態例に係る制御システム１のシステム構成図である。
【図２】搬出入用扉４開放時の扉開口部の断面図である。
【図３】第２形態例に係る制御システム１Ａのシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２６】
〔第１形態例〕
（制御システム１の構成）
本発明に係る制御システム１は、図１に示されるように、室内環境が所定の露点温度（例えば−２０℃〜−４０℃）に保持された低露点室２内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室２より低い露点温度（例えば−６０℃以下）に保持され、前記低露点室２との間で製品や材料等の搬出入を行うための搬出入用扉４が設けられた局所低露点室３に対して、前記搬出入用扉４の開放時に、前記局所低露点室３の室内環境を低露点に保持することを目的として備えられるものである。前記局所低露点室３とは、気密性が確保された閉空間、ブース、ゾーン、エリアなどのことであり、例えば、内部で物品の製造等を行う製造装置や生産装置又は内部で物品の搬送を行う搬送装置などのことを言う。
【００２７】
具体的には、前記制御システム１では、搬出入用扉４の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテン５を備え、少なくとも搬出入用扉４の開放時に、前記エアカーテン５から低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテン５から吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室２の室内空気の空気温度との差が最小となるように、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度を制御している。
【００２８】
搬出入用扉４の開放時には、図２に示されるように、局所低露点室３の内圧が低露点室２の内圧より若干高圧とされることにより、局所低露点室３の室内空気Ｂとエアカーテン５からの吹出空気Ｃとが搬出入用扉４を通じて低露点室２側に流出することになる。ところが、同図に示されるように、低露点室２の室内空気Ａと局所低露点室３の室内空気Ｂとの間に、エアカーテン５からの吹出空気による一様な空気層Ｃが形成され、且つこの空気層Ｃの空気温度と低露点室２の室内空気Ａの空気温度とがほぼ同等に制御されているため、低露点室２の室内空気Ａと空気層Ｃとの境界面において、これらの空気の温度差が要因で生じる対流による空気混合が防止できる。従って、低露点室２の室内空気Ａは局所低露点室３の室内空気Ｂとの間に所定温度に制御された空気層Ｃが介在することによって扉開口面を通じた局所低露点室３側への侵入が抑制されるので、搬出入用扉４の開放時においても、局所低露点室３を低露点に保持することが可能となる。
【００２９】
また、前記空気層Ｃはエアカーテン５から低露点空気を吹き出すことによって形成されるものであるため、従来のような扉開口面の全面に対して室内側から室外側に向かう気流を発生させるため低露点空気の供給量を増加させる方式や人員が居る作業空間を低露点空気によって置換する置換換気方式などと比べて各段に少ない空気供給量で局所低露点室３内の低露点状態を保持でき、低露点空気を大量に製造するためのコスト低減を図ることができるようになる。
【００３０】
一方、低露点室２の室内空気Ａと局所低露点室３の室内空気Ｂとの境界面に前記空気層Ｃが介在しない場合、これら室内空気Ａ、Ｂの間に空気温度差がなくても、露点温度差（湿度差）があれば水分の拡散現象により低露点室２側の水分が局所低露点室３側に侵入する。このため、本発明に係る制御システム１では、前記空気層Ｃを設けることにより、このような拡散による水分の侵入も防止でき、局所低露点室３内の低露点状態をより高度に保持できるようになる。
【００３１】
前記エアカーテン５からの吹出空気と低露点室２の室内空気との温度差が最小となる時点とは、両者の空気温度が漸近してほぼ同等となった時点のことであり、温度差が±１．０℃以下、好ましくは±０．５℃以下の範囲内となったときのことである。この範囲内の温度差であれば、搬出入用扉４を開放したときに低露点室２の室内空気Ａと空気層Ｃとの境界面において、温度差による空気の対流がほとんど生じなくなる。
【００３２】
本制御システム１のより詳細なシステム構成について説明すると、図１に示されるように、前記エアカーテン５に低露点空気を供給するとともに、低露点室２に備えられる吹出口６及び局所低露点室３に備えられる吹出口７にそれぞれ低露点空気を供給する低露点空気供給装置８と、前記低露点空気供給装置８からエアカーテン５までの低露点空気の流路の途中に流通する低露点空気を加熱する加熱装置９及び低露点空気を冷却する冷却装置１０と、前記搬出入用扉４近傍の低露点室２側及び局所低露点室３側のそれぞれの空気温度を測定する温度センサ１１、１２と、前記エアカーテン５に供給する低露点空気の供給量を調整するモーターダンパ１３と、搬出入用扉４の近傍に取り付けられ、エアカーテン５からの空気吹出しの開始及び停止を操作する操作盤１４と、前記搬出入用扉４に設けられ、該搬出入用扉４の開閉を規制する扉開閉規制装置１５と、前記搬出入用扉４の開放時にエアカーテン５から吹き出す低露点空気を所定の空気温度に制御する制御器１６とを備えている。
【００３３】
以下、各構成要素の詳細について説明すると、
前記低露点室２及び局所低露点室３はそれぞれ、外部より低露点に保たれ、外部からの空気侵入が生じないよう気密性が確保されるとともに、室内圧力が外部より高圧となるように管理されている。前記局所低露点室３は、前述の通り気密性が確保されているため、室内にて有意な水分発生が無いとすれば、室内雰囲気は低露点空気供給装置８から供給される低露点空気の露点温度に漸近する。従って、搬出入用扉４の閉鎖時には、室内を低露点に維持するのに要する低露点空気の供給量は少なくて済む。局所低露点室３には、排気用の逆流防止ダンパー３ａが備えられ、人員が搬出入用扉４を開けたときに、この逆流防止ダンパー３ａが閉状態となって、局所低露点室３内の空気が扉開口部を通じて外部（低露点室２）に流出するようになる。
【００３４】
前記搬出入用扉４は、電動又は手動により開閉可能な扉であり、局所低露点室３の外側（低露点室２内）での作業員の開操作により開放可能とされ、この扉を開放した状態で製品や部品等の搬出入が可能となっている。また、搬出入用扉４を閉鎖した状態での気密性が確保されるように、扉の周面には気密シールが施されている。
【００３５】
前記エアカーテン５は、搬出入用扉４の開口の一辺に沿って局所低露点室３の内部に備えられ、前記開口の一辺に沿う細長状の吹出口を有し、扉開口面に沿って低露点空気を吹き出すためのものである。前記エアカーテン５は、扉開口面の一辺にのみ備えられるようにし、対向する２辺や４辺など複数の開口辺には設けないことが望ましい。これにより、扉開口面には開口の一辺から一様な空気層Ｃが形成されるようになり、この空気層Ｃが低露点室２の室内空気Ａと局所低露点室３の室内空気Ｂとの間にきっちりと形成されるようになる。これに対して、複数の開口辺にエアカーテンを設けた場合には、開口面内で対向する空気層同士が衝突して空気層の気流が乱れ、低露点室２の室内空気と局所低露点室３の室内空気との混合が生じ、局所低露点室３内を低露点に保持できなくなる。前記エアカーテン５は、扉開口の上部に設けることが好ましく、これによって開口面に沿って上方から下方に向けた一様なダウンフローの空気層が形成されるようになる。なお、図２に示されるように、実際に搬出入用扉４を開けた状態では、局所低露点室３の内圧が低露点室２の内圧より高く設定されるとともに、局所低露点室３内の吹出口７からも低露点空気が供給され続けているため、エアカーテン５からの吹出空気による空気層Ｃは開口の一辺から扉開口面を斜め外側に向けたダウンフロー形状で流出するようになる。
【００３６】
前記エアカーテン５の空気吹出口の幅は、扉開口面の一辺と同等又はそれよりも幅広に形成することが望ましい。前記エアカーテン５としては、公知のエアカーテンに加え、ブリーズライン等の汎用の制気口類を用いることもできる。ブリーズライン等の汎用制気口を用いる場合には、吹出空気の風速を０．５ｍ／ｓ以下とすることが望ましい。さらに、前記エアカーテン５の吹出口からの気流は、渦流の発生を抑制し層流或いは一様流であることが望ましく、そのために、吹出口先端にパンチング孔などをもつ整流板や、厚みの薄い不織布フィルタ等を取り付けることにより整流及び一様流化を図ることが望ましい。
【００３７】
前記エアカーテン５から吹き出す低露点空気の流速は、１ｍ／ｓ以下であることが好ましい。流速が１ｍ／ｓを超えると、吹出気流の厚さ（空気層Ｃの室内外方向厚さ）が吹出口から気流先端部にかけて拡大する扇状となる結果、気流先端部で渦流が発生しやすくなり周囲の空気との混合が生じやすくなるとともに、空気層Ｃと両側の室内空気Ａ、Ｂとの境界付近の流速差が大きくなるため両側の室内空気Ａ、Ｂが空気層Ｃ内に誘引されやすくなり、両室内の空気混合が促進されやすくなる。このため、局所低露点室３内の露点温度を上昇させてしまうおそれがある。
【００３８】
前記低露点空気供給装置８は、露点温度−５０℃〜−７０℃程度の低露点空気を製造する装置であり、例えば、給気路と排気路とに跨って吸着材（デシカント剤）を内蔵する乾式の回転式除湿ロータが設けられ、前記給気路において吸着材に水分が吸着され、前記排気路において吸着材の再生が行われることにより低露点空気を製造する装置である。効率のよい低露点空気の製造を行うため、例えば、前記給気路において圧縮した空気を前記除湿ロータに供給したり、前記排気路において加熱装置により加熱した空気や圧力スイングを与えた圧縮空気を除湿ロータに供給したりする手段などを適宜用いることができる。なお、図示例では、１台の低露点空気供給装置８によって低露点室２の吹出口６並びに局所低露点室３の吹出口７及びエアカーテン５に対して低露点空気を供給する構成とされているが、各吹出口６、７及びエアカーテン５毎に低露点空気供給装置を設けても良いし、低露点室２と局所低露点室３とで別の低露点空気供給装置を設けても良いし、エアカーテン５に対してだけ別の低露点空気供給装置を設けても良い。
【００３９】
前記加熱装置９は、一般的な、電気ヒータなどの加熱器や温水コイル、蒸気コイル、冷媒コイル又は電熱コイルなどの空気加熱コイルなどを使用することができる。前記冷却装置１０は、一般的な空調用熱源装置によって冷却された一般的な空気冷却コイルである。前記熱源装置として、圧縮式、吸収式などの冷凍機、ターボ冷凍機、吸収冷凍機又はスクリュー冷凍機や、あるいはヒートポンプ、熱交換器又は蓄熱槽などの冷熱源を利用した冷却装置を使用することができる。上記加熱装置９及び冷却装置１０は、各装置の加熱コイル及び冷却コイルへ供給する温水量及び冷水量を調節する二方弁などの制御バルブの開度を調節する駆動部と制御器１６とが接続され、前記温度センサ１１、１２の測定温度に基づいて前記制御器１６による制御バルブの開度調節が行われ、低露点空気の温度調節が可能となっている。前記加熱装置９及び冷却装置１０は、必ずしも両方設ける必要が無く、局所低露点室３内部の機器類等による発熱のみが発生し、局所低露点室３の室内空気が低露点室２の室内空気に比べ高くなることが予め判っている場合には、加熱装置９を省略し、冷却装置１０のみを設けることができる。
【００４０】
前記温度センサ１１、１２は、公知の温度計、例えば熱電対式温度センサ、電気抵抗式温度センサまたはバイメタル式などの機械式温度センサなど各種の温度計を使用することができる。この温度センサ１１、１２は、制御器１６に対し測定結果が伝送可能に接続されている。
【００４１】
前記操作盤１４には、エアカーテン５からの空気吹出しを開始又は停止するためのエアカーテンスイッチ「ＯＮ」「ＯＦＦ」ボタンと、搬出入用扉４の開操作が可能か否かを表示する「扉開ＯＫ」「扉開ＮＧ」表示部とが備えられている。前記「扉開ＯＫ」「扉開ＮＧ」表示部は、通常は「扉開ＮＧ」が点灯し、所定の操作により搬出入用扉４の開操作が可能な状態となったときに「扉開ＮＧ」が消灯し「扉開ＯＫ」が点灯するようになっている。この操作盤１４は、制御器１６に対し、各制御信号が送受信可能に接続されている。
【００４２】
また、前記モーターダンパ１３及び扉開閉規制装置１５は、それぞれ制御器１６と制御信号が送受信可能に接続されている。
上述の通り、本制御システム１では、従来の各方式に比べ、搬出入用扉の開放時に低露点空気の供給量を大幅に低減することができるため、低露点空気供給装置８の容量が小さいものを使用できる。さらに同様の理由から、エアカーテン５からの吹出空気の温度調節に使用される加熱装置９や冷却装置１０の容量が小さいものを使用することができるとともに、これらの温水量又は冷水量を制御する制御バルブも小型化でき、更にエアカーテン５の流量を調節するモーターダンパ１３も小型のものを使用できる。従って、本システム全体をコンパクトに構成することができるようになる。
【００４３】
（操作手順）
低露点室２の人員が局所低露点室３に対し製品や材料を搬出入する手順は次のとおりである。
【００４４】
初期状態において、搬出入用扉４は、低露点室２にいる人員が誤って開けることがないように扉開閉規制装置１５によって開閉が規制されるとともに、モーターダンパ１３が全閉状態とされエアカーテン５からの吹出しが停止している。
【００４５】
人員が搬出入用扉４を開けるには、先ず、操作盤１４に備えられるエアカーテンスイッチの「ＯＮ」ボタンを押す。すると、この操作盤１４からの信号を受信した制御器１６が前記モーターダンパ１３を開状態とし、エアカーテン５からの低露点空気の吹出しが開始される。
【００４６】
次に、制御器１６では、温度センサ１１によって測定された低露点室２側の空気温度と、温度センサ１２によって測定された局所低露点室３側の空気温度とを受けて、これらの空気温度の差が最小となるように、加熱装置９又は冷却装置１０を操作して、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度の自動制御を行う。
【００４７】
制御器１６による温度制御の結果、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度と、低露点室２内の搬出入用扉４近傍の空気温度とがほぼ同等となった時点で、制御器１６は、扉開閉規制装置１５のロックを解除する信号を送信する。
【００４８】
扉開閉規制装置１５のロックが解除されると、制御器１６は、操作盤１４に対して、「扉開ＯＫ」のランプを点灯させる信号を発し、人員が搬出入用扉４を開けることができる状態になったことが確認できる。このランプの点灯の他に、音声など聴覚的に知らせる手段を採用することもできる。
【００４９】
搬出入用扉４を開放し、局所低露点室３に製品等の搬出入が完了したら、人員は搬出入用扉４を閉め、操作盤１４に備えられたエアカーテンスイッチのＯＦＦボタンを押す。これにより、モーターダンパ１３が全閉状態となってエアカーテン５からの吹出しが停止するとともに、扉開閉規制装置１５によって搬出入用扉４の閉状態がロックされる。
【００５０】
本制御システム１では、搬出入用扉４の閉鎖後においては、搬出入用扉４の開放時に局所低露点室３内の露点温度が低い状態に保持されているので、扉を閉鎖した直後に局所低露点室３の内部を所定の低露点温度に復旧するため急速に低露点空気の供給運転をするなど過剰な低露点空気の供給を行う必要がなく、低露点空気の供給量を低減することができる。
【００５１】
〔第２形態例〕
第２形態例に係る制御システム１Ａは、図３に示されるように、低露点室２に搬出入用扉４近傍の人を感知する人感センサ２０が備えられている点で上記第１形態例と相違する。前記人感センサ２０は、低露点室２内の搬出入用扉４近傍の人員を検知できる位置に設置され、図２に示される例では、搬出入用扉４近傍の直上である低露点室２の天井面に設置されている。前記人感センサ２０は、制御器１６と感知信号が伝送可能に接続されている。前記人感センサ２０は、例えば赤外線センサ、超音波センサ、光電スイッチ、光センサ、カメラなどで構成されている。
【００５２】
また、本制御システム１Ａでは、操作盤１４に代えて、表示盤２１が備えられている。前記表示盤２１には、「扉開ＯＫ」「扉閉ＮＧ」などの表示部が備えられている。
【００５３】
次に、本制御システム１Ａにおいて局所低露点室３に製品や材料の搬出入をする手順について説明する。人員が製品や材料の搬出入のため局所低露点室３の搬出入用扉４に近づくと、前記人感センサ２０が人員を感知し、その時点でエアカーテン５への低露点空気の供給が自動的に開始される。そして、制御器１６では、温度センサ１１、１２の検知信号に応じて加熱装置９又は冷却装置１０を作動させ、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度と低露点室２内の空気温度との差が最小となった時点で、扉開閉規制装置１５のロックを解除するとともに、表示盤２１の点灯表示を「扉開ＮＧ」から「扉開ＯＫ」に切り替える制御が行われる。これにより、搬出入用扉４を開放して製品や材料の搬出入が可能となる。
【００５４】
その後、搬出入用扉４を閉め、人感センサ２０による人員の感知信号が停止すると、制御器１６では、扉開閉規制装置１５をロック状態にするとともに、表示盤２１の点灯表示を「扉開ＮＧ」に切り替え、エアカーテン５からの吹出しを停止する。
【００５５】
このように、本第２形態に係る制御システム１Ａでは、搬出入用扉４の開操作が可能な状態になるまでの一連の流れが制御器１６によって自動的に行われるため、扉開操作までに要する時間を短縮することができる。また、製品等の搬出入作業の終了後は、搬出入用扉４を閉めてその場を離れるだけなので、エアカーテンスイッチのＯＦＦなどのスイッチ操作をし忘れることにより局所低露点室３内の露点温度が上昇するなどの問題の発生が回避できる。
【００５６】
〔他の形態例〕
(1)上記制御システム１、１Ａは、低露点室２内に複数の局所低露点室３を設置する場合や、局所低露点室３に複数の搬出入用扉４を設ける場合においても、各搬出入用扉４に対して個別的にエアカーテン５及びそれに付随する制御装置を設置することにより、同様にして適用することができる。この場合、各搬出入用扉４に対して独立した制御が行われるため、例えば一つの局所低露点室３に設けられる複数の搬出入用扉４を同時に開放した場合でも、扉開口部における低露点室２側の高露点の空気が内部に侵入するのを安定して抑制することができるようになる。また、複数のエアカーテン５に同時に低露点空気を供給する場合でも、従来の方式と比較して１つのエアカーテンに供給する低露点空気の量が大幅に低減できるため、低露点空気供給装置を小型化できるとともに、低露点空気供給装置の運転エネルギーを大幅に削減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１・１Ａ…制御システム、２…低露点室、３…局所低露点室、４…搬出入用扉、５…エアカーテン、６・７…吹出口、８…低露点空気供給装置、９…加熱装置、１０…冷却装置、１１・１２…温度センサ、１３…モーターダンパ、１４…操作盤、１５…扉開閉規制装置、１６…制御器、２０…人感センサ、２１…表示盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池などの二次電池製造ライン、有機ＥＬ製品製造ライン及び半導体製造ラインなど、室内環境を低露点に保持した低露点室内に設置されるとともに、室内環境を前記低露点室より低露点に保持した局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上記製造ラインなどにおいては、低露点室内に局所的な局所低露点室を形成し、この局所低露点室内において超低露点環境下で電池等の生産が行われている。前記低露点室では露点温度が例えば−２０℃〜−４０℃の露点温度に管理される一方、前記局所低露点室では露点温度がこれより低く、例えば−５０℃〜−６０℃の露点温度に管理されている。この低露点環境を作り出すために除湿装置によって例えば露点温度−５０℃〜−７０℃の低露点空気が製造され、前記低露点室及び局所低露点室に供給されている。
【０００３】
このような局所的な低露点空間を形成する技術として、下記特許文献１では、原材料保管部を開放した原材料の搬入出などを行う際に、原材料の搬入出に対応した原材料保管部に、周囲環境より露点の低いドライエアを供給する有機ＥＬパネルの製造設備における湿度管理方法が開示されている。
【０００４】
また、下記特許文献２では、部屋の内部で作業員が作業する空間を作業空間としたときに、吹出口が作業空間の側方に位置するように設けられ、吸込口が作業空間よりも上方の位置に開口するように設けられ、前記吹出口から低露点空気を供給して所望の露点温度の空気で満たされる作業空間を形成し、前記吸込口から部屋の空気を排出する置換換気による低露点室の空調方法が開示されている。
【０００５】
さらに、下記特許文献３では、低露点の空気が供給されるドライブースの側壁に設置され、天板、側板等で囲まれたボックス本体の上面に、ドライブースに供給される低露点空気とは独立して供給されるエア供給口を有する乾燥パスボックスが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２６５８８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６８５４号公報
【特許文献３】特開２００５−６１７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の発明では、原材料保管部などへ室内空気を侵入させないようにするには、原材料の搬入出時にドライエアの供給量を通常時より増大させて搬入出口において一定の風速で原材料保管部の内部から外部への気流を確保しなければならず、これには大量の低露点空気を供給する必要があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に示されるように、低露点室内の人員から発生する水分を低露点室全体での気流分布により制御するには、実質的に人員が居る領域よりも広範囲の置換換気を行わなければならず、大量の低露点空気を供給する必要があった。さらに、人員の動き方によっては、置換換気によって作業空間のみを低露点雰囲気に維持することは困難であった。
【０００８】
さらに、上記特許文献３では、パスボックスにおける物品の受け渡し時に、パスボックス内が完全に外部雰囲気に晒されるため、一旦パスボックス内の露点が大幅に上昇し、その後扉を閉めてパスボックス内部を低露点雰囲気にするまでに多くの低露点空気を供給する必要があり、且つ、ドライブース内部と同レベルの露点雰囲気になるまでに相当の時間が必要となる。
【０００９】
そこで本発明の主たる課題は、搬出入用扉の開放時においても、少ない低露点空気の供給量で局所低露点室を低露点に保持するとともに、コスト低減を図った局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御方法であって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンを備え、少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室の室内空気の空気温度との差が最小となるように、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行うことを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１１】
上記請求項１記載の発明は、低露点室内に設置されるとともに室内環境がこれより低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための露点温度の制御方法である。
【００１２】
具体的には、前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンを備え、少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室の室内空気の空気温度との差が最小となるように、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行うものである。このため、搬出入用扉の開放時に、低露点室の室内空気と局所低露点室の室内空気との間に前記エアカーテンからの吹出空気による一様な空気層が形成され、且つこの空気層の空気温度と低露点室の空気温度とがほぼ同等に制御されているため、低露点室の室内空気と前記空気層との境界面において、これらの空気の温度差が要因で生じる対流による空気混合が防止できる。従って、低露点室の室内空気は局所低露点室の室内空気との間に所定温度に制御された空気層が介在することによって扉開口面を通じた局所低露点室側への侵入が抑制されるので、搬出入用扉の開放時においても、局所低露点室を低露点に保持することが可能となる。
【００１３】
また、前記空気層は、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すことによって形成されるものであるため、従来のような扉開口面の全面に対して室内側から室外側に向かう気流を発生させるため低露点空気の供給量を増加させる方式や人員が居る作業空間を低露点空気によって置換する置換換気方式などと比べて各段に少ない空気供給量で局所低露点室内の低露点状態が保持でき、低露点空気を大量に製造するためのコスト低減を図ることができるようになる。
【００１４】
請求項２に係る本発明として、前記エアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置が備えられるとともに、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側にそれぞれ空気温度を測定する温度センサが備えられ、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、予め前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、この状態で前記温度センサーにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１５】
上記請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明のより具体的な制御方法について規定したものであり、搬出入用扉の開操作に当たって、予めエアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、この状態で温度センサーにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、加熱冷却装置によってエアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行うようにしたものである。
【００１６】
請求項３に係る本発明として、前記搬出入用扉には扉の開閉を規制する扉開閉規制装置が設けられることにより通常時は扉が閉状態に規制され、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の露点温度と前記低露点室内の空気の露点温度との温度差が最小となった時点で、前記扉開閉規制装置を解除し、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１、２いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１７】
上記請求項３記載の発明では、搬出入用扉に扉の開閉を規制する扉開閉規制装置を設けることにより、通常時は扉を閉状態に規制しておき、この閉状態に規制された搬出入用扉の開操作に当たって、予め前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出す低露点空気の露点温度と低露点室内の空気の露点温度との温度差が最小となった時点で、前記扉開閉規制装置を解除し、搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行うようにしている。これにより、エアカーテンからの吹出空気が所定の温度になる前に誤って搬出入用扉を開くことがなくなり、局所低露点室内の低露点状態が保持できるとともに、扉開放時においても低露点室側からの空気の侵入が効果的に抑制できため低露点状態がより効果的に保持できるようになる。
【００１８】
請求項４に係る本発明として、前記低露点室内には前記搬出入用扉近傍の人を感知する人感センサが備えられるとともに、前記人感センサが人を感知した時点で、前記エアカーテンからの低露点空気の吹き出しを開始する請求項１〜３いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００１９】
上記請求項４記載の発明では、低露点室内に搬出入用扉近傍の人を感知する人感センサを備えるとともに、前記人感センサが人を感知した時点で、前記エアカーテンからの低露点空気の吹出しを開始する制御を行うことにより、搬出入用扉の開操作に当たって、エアカーテンから低露点空気を吹き出すためのボタン操作などが不要となり、搬出入用扉の開操作が可能となるまでの一連の制御が自動で行われるようにすることができる。
【００２０】
請求項５に係る本発明として、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の流速は、１ｍ／ｓ以下である請求項１〜４いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法が提供される。
【００２１】
上記請求項５記載の発明では、エアカーテンからの吹出空気による空気層を低露点室側の室内空気と局所低露点室側の室内空気との間に一様に形成するため、エアカーテンから吹き出す低露点空気の流速を１ｍ／ｓ以下としている。１ｍ／ｓを超えると、吹出気流の厚さが吹出口から気流先端部にかけて拡大する扇状となる結果、気流先端部で渦流が発生しやすくなるため周囲の空気との混合が生じやすくなるとともに、空気層と両側の室内空気との境界付近の流速差が大きくなるため両側の室内空気が空気層内に誘引されやすくなり、両室内の空気混合が促進されやすくなる。
【００２２】
請求項６に係る本発明として、室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御システムであって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンが備えられ、このエアカーテンに低露点空気を供給するとともに、前記低露点室及び局所低露点室のそれぞれに設けられた吹出口に低露点空気を供給する低露点空気供給装置と、前記低露点空気供給装置からエアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置と、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側のそれぞれの空気温度を測定する温度センサとが備えられ、
少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記温度センサにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う制御器が備えられていることを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御システムが提供される。
【発明の効果】
【００２３】
以上詳説のとおり本発明によれば、搬出入用扉の開放時においても、少ない低露点空気の供給量で局所低露点室を低露点に保持するとともに、コスト低減を図った局所低露点室の露点温度の制御方法及びその制御システムが提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１形態例に係る制御システム１のシステム構成図である。
【図２】搬出入用扉４開放時の扉開口部の断面図である。
【図３】第２形態例に係る制御システム１Ａのシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００２６】
〔第１形態例〕
（制御システム１の構成）
本発明に係る制御システム１は、図１に示されるように、室内環境が所定の露点温度（例えば−２０℃〜−４０℃）に保持された低露点室２内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室２より低い露点温度（例えば−６０℃以下）に保持され、前記低露点室２との間で製品や材料等の搬出入を行うための搬出入用扉４が設けられた局所低露点室３に対して、前記搬出入用扉４の開放時に、前記局所低露点室３の室内環境を低露点に保持することを目的として備えられるものである。前記局所低露点室３とは、気密性が確保された閉空間、ブース、ゾーン、エリアなどのことであり、例えば、内部で物品の製造等を行う製造装置や生産装置又は内部で物品の搬送を行う搬送装置などのことを言う。
【００２７】
具体的には、前記制御システム１では、搬出入用扉４の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテン５を備え、少なくとも搬出入用扉４の開放時に、前記エアカーテン５から低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテン５から吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室２の室内空気の空気温度との差が最小となるように、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度を制御している。
【００２８】
搬出入用扉４の開放時には、図２に示されるように、局所低露点室３の内圧が低露点室２の内圧より若干高圧とされることにより、局所低露点室３の室内空気Ｂとエアカーテン５からの吹出空気Ｃとが搬出入用扉４を通じて低露点室２側に流出することになる。ところが、同図に示されるように、低露点室２の室内空気Ａと局所低露点室３の室内空気Ｂとの間に、エアカーテン５からの吹出空気による一様な空気層Ｃが形成され、且つこの空気層Ｃの空気温度と低露点室２の室内空気Ａの空気温度とがほぼ同等に制御されているため、低露点室２の室内空気Ａと空気層Ｃとの境界面において、これらの空気の温度差が要因で生じる対流による空気混合が防止できる。従って、低露点室２の室内空気Ａは局所低露点室３の室内空気Ｂとの間に所定温度に制御された空気層Ｃが介在することによって扉開口面を通じた局所低露点室３側への侵入が抑制されるので、搬出入用扉４の開放時においても、局所低露点室３を低露点に保持することが可能となる。
【００２９】
また、前記空気層Ｃはエアカーテン５から低露点空気を吹き出すことによって形成されるものであるため、従来のような扉開口面の全面に対して室内側から室外側に向かう気流を発生させるため低露点空気の供給量を増加させる方式や人員が居る作業空間を低露点空気によって置換する置換換気方式などと比べて各段に少ない空気供給量で局所低露点室３内の低露点状態を保持でき、低露点空気を大量に製造するためのコスト低減を図ることができるようになる。
【００３０】
一方、低露点室２の室内空気Ａと局所低露点室３の室内空気Ｂとの境界面に前記空気層Ｃが介在しない場合、これら室内空気Ａ、Ｂの間に空気温度差がなくても、露点温度差（湿度差）があれば水分の拡散現象により低露点室２側の水分が局所低露点室３側に侵入する。このため、本発明に係る制御システム１では、前記空気層Ｃを設けることにより、このような拡散による水分の侵入も防止でき、局所低露点室３内の低露点状態をより高度に保持できるようになる。
【００３１】
前記エアカーテン５からの吹出空気と低露点室２の室内空気との温度差が最小となる時点とは、両者の空気温度が漸近してほぼ同等となった時点のことであり、温度差が±１．０℃以下、好ましくは±０．５℃以下の範囲内となったときのことである。この範囲内の温度差であれば、搬出入用扉４を開放したときに低露点室２の室内空気Ａと空気層Ｃとの境界面において、温度差による空気の対流がほとんど生じなくなる。
【００３２】
本制御システム１のより詳細なシステム構成について説明すると、図１に示されるように、前記エアカーテン５に低露点空気を供給するとともに、低露点室２に備えられる吹出口６及び局所低露点室３に備えられる吹出口７にそれぞれ低露点空気を供給する低露点空気供給装置８と、前記低露点空気供給装置８からエアカーテン５までの低露点空気の流路の途中に流通する低露点空気を加熱する加熱装置９及び低露点空気を冷却する冷却装置１０と、前記搬出入用扉４近傍の低露点室２側及び局所低露点室３側のそれぞれの空気温度を測定する温度センサ１１、１２と、前記エアカーテン５に供給する低露点空気の供給量を調整するモーターダンパ１３と、搬出入用扉４の近傍に取り付けられ、エアカーテン５からの空気吹出しの開始及び停止を操作する操作盤１４と、前記搬出入用扉４に設けられ、該搬出入用扉４の開閉を規制する扉開閉規制装置１５と、前記搬出入用扉４の開放時にエアカーテン５から吹き出す低露点空気を所定の空気温度に制御する制御器１６とを備えている。
【００３３】
以下、各構成要素の詳細について説明すると、
前記低露点室２及び局所低露点室３はそれぞれ、外部より低露点に保たれ、外部からの空気侵入が生じないよう気密性が確保されるとともに、室内圧力が外部より高圧となるように管理されている。前記局所低露点室３は、前述の通り気密性が確保されているため、室内にて有意な水分発生が無いとすれば、室内雰囲気は低露点空気供給装置８から供給される低露点空気の露点温度に漸近する。従って、搬出入用扉４の閉鎖時には、室内を低露点に維持するのに要する低露点空気の供給量は少なくて済む。局所低露点室３には、排気用の逆流防止ダンパー３ａが備えられ、人員が搬出入用扉４を開けたときに、この逆流防止ダンパー３ａが閉状態となって、局所低露点室３内の空気が扉開口部を通じて外部（低露点室２）に流出するようになる。
【００３４】
前記搬出入用扉４は、電動又は手動により開閉可能な扉であり、局所低露点室３の外側（低露点室２内）での作業員の開操作により開放可能とされ、この扉を開放した状態で製品や部品等の搬出入が可能となっている。また、搬出入用扉４を閉鎖した状態での気密性が確保されるように、扉の周面には気密シールが施されている。
【００３５】
前記エアカーテン５は、搬出入用扉４の開口の一辺に沿って局所低露点室３の内部に備えられ、前記開口の一辺に沿う細長状の吹出口を有し、扉開口面に沿って低露点空気を吹き出すためのものである。前記エアカーテン５は、扉開口面の一辺にのみ備えられるようにし、対向する２辺や４辺など複数の開口辺には設けないことが望ましい。これにより、扉開口面には開口の一辺から一様な空気層Ｃが形成されるようになり、この空気層Ｃが低露点室２の室内空気Ａと局所低露点室３の室内空気Ｂとの間にきっちりと形成されるようになる。これに対して、複数の開口辺にエアカーテンを設けた場合には、開口面内で対向する空気層同士が衝突して空気層の気流が乱れ、低露点室２の室内空気と局所低露点室３の室内空気との混合が生じ、局所低露点室３内を低露点に保持できなくなる。前記エアカーテン５は、扉開口の上部に設けることが好ましく、これによって開口面に沿って上方から下方に向けた一様なダウンフローの空気層が形成されるようになる。なお、図２に示されるように、実際に搬出入用扉４を開けた状態では、局所低露点室３の内圧が低露点室２の内圧より高く設定されるとともに、局所低露点室３内の吹出口７からも低露点空気が供給され続けているため、エアカーテン５からの吹出空気による空気層Ｃは開口の一辺から扉開口面を斜め外側に向けたダウンフロー形状で流出するようになる。
【００３６】
前記エアカーテン５の空気吹出口の幅は、扉開口面の一辺と同等又はそれよりも幅広に形成することが望ましい。前記エアカーテン５としては、公知のエアカーテンに加え、ブリーズライン等の汎用の制気口類を用いることもできる。ブリーズライン等の汎用制気口を用いる場合には、吹出空気の風速を０．５ｍ／ｓ以下とすることが望ましい。さらに、前記エアカーテン５の吹出口からの気流は、渦流の発生を抑制し層流或いは一様流であることが望ましく、そのために、吹出口先端にパンチング孔などをもつ整流板や、厚みの薄い不織布フィルタ等を取り付けることにより整流及び一様流化を図ることが望ましい。
【００３７】
前記エアカーテン５から吹き出す低露点空気の流速は、１ｍ／ｓ以下であることが好ましい。流速が１ｍ／ｓを超えると、吹出気流の厚さ（空気層Ｃの室内外方向厚さ）が吹出口から気流先端部にかけて拡大する扇状となる結果、気流先端部で渦流が発生しやすくなり周囲の空気との混合が生じやすくなるとともに、空気層Ｃと両側の室内空気Ａ、Ｂとの境界付近の流速差が大きくなるため両側の室内空気Ａ、Ｂが空気層Ｃ内に誘引されやすくなり、両室内の空気混合が促進されやすくなる。このため、局所低露点室３内の露点温度を上昇させてしまうおそれがある。
【００３８】
前記低露点空気供給装置８は、露点温度−５０℃〜−７０℃程度の低露点空気を製造する装置であり、例えば、給気路と排気路とに跨って吸着材（デシカント剤）を内蔵する乾式の回転式除湿ロータが設けられ、前記給気路において吸着材に水分が吸着され、前記排気路において吸着材の再生が行われることにより低露点空気を製造する装置である。効率のよい低露点空気の製造を行うため、例えば、前記給気路において圧縮した空気を前記除湿ロータに供給したり、前記排気路において加熱装置により加熱した空気や圧力スイングを与えた圧縮空気を除湿ロータに供給したりする手段などを適宜用いることができる。なお、図示例では、１台の低露点空気供給装置８によって低露点室２の吹出口６並びに局所低露点室３の吹出口７及びエアカーテン５に対して低露点空気を供給する構成とされているが、各吹出口６、７及びエアカーテン５毎に低露点空気供給装置を設けても良いし、低露点室２と局所低露点室３とで別の低露点空気供給装置を設けても良いし、エアカーテン５に対してだけ別の低露点空気供給装置を設けても良い。
【００３９】
前記加熱装置９は、一般的な、電気ヒータなどの加熱器や温水コイル、蒸気コイル、冷媒コイル又は電熱コイルなどの空気加熱コイルなどを使用することができる。前記冷却装置１０は、一般的な空調用熱源装置によって冷却された一般的な空気冷却コイルである。前記熱源装置として、圧縮式、吸収式などの冷凍機、ターボ冷凍機、吸収冷凍機又はスクリュー冷凍機や、あるいはヒートポンプ、熱交換器又は蓄熱槽などの冷熱源を利用した冷却装置を使用することができる。上記加熱装置９及び冷却装置１０は、各装置の加熱コイル及び冷却コイルへ供給する温水量及び冷水量を調節する二方弁などの制御バルブの開度を調節する駆動部と制御器１６とが接続され、前記温度センサ１１、１２の測定温度に基づいて前記制御器１６による制御バルブの開度調節が行われ、低露点空気の温度調節が可能となっている。前記加熱装置９及び冷却装置１０は、必ずしも両方設ける必要が無く、局所低露点室３内部の機器類等による発熱のみが発生し、局所低露点室３の室内空気が低露点室２の室内空気に比べ高くなることが予め判っている場合には、加熱装置９を省略し、冷却装置１０のみを設けることができる。
【００４０】
前記温度センサ１１、１２は、公知の温度計、例えば熱電対式温度センサ、電気抵抗式温度センサまたはバイメタル式などの機械式温度センサなど各種の温度計を使用することができる。この温度センサ１１、１２は、制御器１６に対し測定結果が伝送可能に接続されている。
【００４１】
前記操作盤１４には、エアカーテン５からの空気吹出しを開始又は停止するためのエアカーテンスイッチ「ＯＮ」「ＯＦＦ」ボタンと、搬出入用扉４の開操作が可能か否かを表示する「扉開ＯＫ」「扉開ＮＧ」表示部とが備えられている。前記「扉開ＯＫ」「扉開ＮＧ」表示部は、通常は「扉開ＮＧ」が点灯し、所定の操作により搬出入用扉４の開操作が可能な状態となったときに「扉開ＮＧ」が消灯し「扉開ＯＫ」が点灯するようになっている。この操作盤１４は、制御器１６に対し、各制御信号が送受信可能に接続されている。
【００４２】
また、前記モーターダンパ１３及び扉開閉規制装置１５は、それぞれ制御器１６と制御信号が送受信可能に接続されている。
上述の通り、本制御システム１では、従来の各方式に比べ、搬出入用扉の開放時に低露点空気の供給量を大幅に低減することができるため、低露点空気供給装置８の容量が小さいものを使用できる。さらに同様の理由から、エアカーテン５からの吹出空気の温度調節に使用される加熱装置９や冷却装置１０の容量が小さいものを使用することができるとともに、これらの温水量又は冷水量を制御する制御バルブも小型化でき、更にエアカーテン５の流量を調節するモーターダンパ１３も小型のものを使用できる。従って、本システム全体をコンパクトに構成することができるようになる。
【００４３】
（操作手順）
低露点室２の人員が局所低露点室３に対し製品や材料を搬出入する手順は次のとおりである。
【００４４】
初期状態において、搬出入用扉４は、低露点室２にいる人員が誤って開けることがないように扉開閉規制装置１５によって開閉が規制されるとともに、モーターダンパ１３が全閉状態とされエアカーテン５からの吹出しが停止している。
【００４５】
人員が搬出入用扉４を開けるには、先ず、操作盤１４に備えられるエアカーテンスイッチの「ＯＮ」ボタンを押す。すると、この操作盤１４からの信号を受信した制御器１６が前記モーターダンパ１３を開状態とし、エアカーテン５からの低露点空気の吹出しが開始される。
【００４６】
次に、制御器１６では、温度センサ１１によって測定された低露点室２側の空気温度と、温度センサ１２によって測定された局所低露点室３側の空気温度とを受けて、これらの空気温度の差が最小となるように、加熱装置９又は冷却装置１０を操作して、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度の自動制御を行う。
【００４７】
制御器１６による温度制御の結果、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度と、低露点室２内の搬出入用扉４近傍の空気温度とがほぼ同等となった時点で、制御器１６は、扉開閉規制装置１５のロックを解除する信号を送信する。
【００４８】
扉開閉規制装置１５のロックが解除されると、制御器１６は、操作盤１４に対して、「扉開ＯＫ」のランプを点灯させる信号を発し、人員が搬出入用扉４を開けることができる状態になったことが確認できる。このランプの点灯の他に、音声など聴覚的に知らせる手段を採用することもできる。
【００４９】
搬出入用扉４を開放し、局所低露点室３に製品等の搬出入が完了したら、人員は搬出入用扉４を閉め、操作盤１４に備えられたエアカーテンスイッチのＯＦＦボタンを押す。これにより、モーターダンパ１３が全閉状態となってエアカーテン５からの吹出しが停止するとともに、扉開閉規制装置１５によって搬出入用扉４の閉状態がロックされる。
【００５０】
本制御システム１では、搬出入用扉４の閉鎖後においては、搬出入用扉４の開放時に局所低露点室３内の露点温度が低い状態に保持されているので、扉を閉鎖した直後に局所低露点室３の内部を所定の低露点温度に復旧するため急速に低露点空気の供給運転をするなど過剰な低露点空気の供給を行う必要がなく、低露点空気の供給量を低減することができる。
【００５１】
〔第２形態例〕
第２形態例に係る制御システム１Ａは、図３に示されるように、低露点室２に搬出入用扉４近傍の人を感知する人感センサ２０が備えられている点で上記第１形態例と相違する。前記人感センサ２０は、低露点室２内の搬出入用扉４近傍の人員を検知できる位置に設置され、図２に示される例では、搬出入用扉４近傍の直上である低露点室２の天井面に設置されている。前記人感センサ２０は、制御器１６と感知信号が伝送可能に接続されている。前記人感センサ２０は、例えば赤外線センサ、超音波センサ、光電スイッチ、光センサ、カメラなどで構成されている。
【００５２】
また、本制御システム１Ａでは、操作盤１４に代えて、表示盤２１が備えられている。前記表示盤２１には、「扉開ＯＫ」「扉閉ＮＧ」などの表示部が備えられている。
【００５３】
次に、本制御システム１Ａにおいて局所低露点室３に製品や材料の搬出入をする手順について説明する。人員が製品や材料の搬出入のため局所低露点室３の搬出入用扉４に近づくと、前記人感センサ２０が人員を感知し、その時点でエアカーテン５への低露点空気の供給が自動的に開始される。そして、制御器１６では、温度センサ１１、１２の検知信号に応じて加熱装置９又は冷却装置１０を作動させ、エアカーテン５から吹き出す低露点空気の空気温度と低露点室２内の空気温度との差が最小となった時点で、扉開閉規制装置１５のロックを解除するとともに、表示盤２１の点灯表示を「扉開ＮＧ」から「扉開ＯＫ」に切り替える制御が行われる。これにより、搬出入用扉４を開放して製品や材料の搬出入が可能となる。
【００５４】
その後、搬出入用扉４を閉め、人感センサ２０による人員の感知信号が停止すると、制御器１６では、扉開閉規制装置１５をロック状態にするとともに、表示盤２１の点灯表示を「扉開ＮＧ」に切り替え、エアカーテン５からの吹出しを停止する。
【００５５】
このように、本第２形態に係る制御システム１Ａでは、搬出入用扉４の開操作が可能な状態になるまでの一連の流れが制御器１６によって自動的に行われるため、扉開操作までに要する時間を短縮することができる。また、製品等の搬出入作業の終了後は、搬出入用扉４を閉めてその場を離れるだけなので、エアカーテンスイッチのＯＦＦなどのスイッチ操作をし忘れることにより局所低露点室３内の露点温度が上昇するなどの問題の発生が回避できる。
【００５６】
〔他の形態例〕
(1)上記制御システム１、１Ａは、低露点室２内に複数の局所低露点室３を設置する場合や、局所低露点室３に複数の搬出入用扉４を設ける場合においても、各搬出入用扉４に対して個別的にエアカーテン５及びそれに付随する制御装置を設置することにより、同様にして適用することができる。この場合、各搬出入用扉４に対して独立した制御が行われるため、例えば一つの局所低露点室３に設けられる複数の搬出入用扉４を同時に開放した場合でも、扉開口部における低露点室２側の高露点の空気が内部に侵入するのを安定して抑制することができるようになる。また、複数のエアカーテン５に同時に低露点空気を供給する場合でも、従来の方式と比較して１つのエアカーテンに供給する低露点空気の量が大幅に低減できるため、低露点空気供給装置を小型化できるとともに、低露点空気供給装置の運転エネルギーを大幅に削減することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１・１Ａ…制御システム、２…低露点室、３…局所低露点室、４…搬出入用扉、５…エアカーテン、６・７…吹出口、８…低露点空気供給装置、９…加熱装置、１０…冷却装置、１１・１２…温度センサ、１３…モーターダンパ、１４…操作盤、１５…扉開閉規制装置、１６…制御器、２０…人感センサ、２１…表示盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御方法であって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンを備え、少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室の室内空気の空気温度との差が最小となるように、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行うことを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項２】
前記エアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置が備えられるとともに、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側にそれぞれ空気温度を測定する温度センサが備えられ、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、予め前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、この状態で前記温度センサーにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項３】
前記搬出入用扉には扉の開閉を規制する扉開閉規制装置が設けられることにより通常時は扉が閉状態に規制され、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の露点温度と前記低露点室内の空気の露点温度との温度差が最小となった時点で、前記扉開閉規制装置を解除し、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１、２いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項４】
前記低露点室内には前記搬出入用扉近傍の人を感知する人感センサが備えられるとともに、前記人感センサが人を感知した時点で、前記エアカーテンからの低露点空気の吹き出しを開始する請求項１〜３いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項５】
前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の流速は、１ｍ／ｓ以下である請求項１〜４いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項６】
室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御システムであって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンが備えられ、このエアカーテンに低露点空気を供給するとともに、前記低露点室及び局所低露点室のそれぞれに設けられた吹出口に低露点空気を供給する低露点空気供給装置と、前記低露点空気供給装置からエアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置と、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側のそれぞれの空気温度を測定する温度センサとが備えられ、
少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記温度センサにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う制御器が備えられていることを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御システム。
【請求項１】
室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御方法であって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンを備え、少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、このエアカーテンから吹き出される低露点空気の空気温度と前記低露点室の室内空気の空気温度との差が最小となるように、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節する制御を行うことを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項２】
前記エアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置が備えられるとともに、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側にそれぞれ空気温度を測定する温度センサが備えられ、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、予め前記エアカーテンから低露点空気を吹き出すとともに、この状態で前記温度センサーにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項３】
前記搬出入用扉には扉の開閉を規制する扉開閉規制装置が設けられることにより通常時は扉が閉状態に規制され、
前記搬出入用扉の開操作に当たって、前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の露点温度と前記低露点室内の空気の露点温度との温度差が最小となった時点で、前記扉開閉規制装置を解除し、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う請求項１、２いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項４】
前記低露点室内には前記搬出入用扉近傍の人を感知する人感センサが備えられるとともに、前記人感センサが人を感知した時点で、前記エアカーテンからの低露点空気の吹き出しを開始する請求項１〜３いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項５】
前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の流速は、１ｍ／ｓ以下である請求項１〜４いずれかに記載の局所低露点室の露点温度の制御方法。
【請求項６】
室内環境が所定の露点温度に保持された低露点室内に設置されるとともに、室内環境が前記低露点室より低い露点温度に保持され、前記低露点室との間で物品を搬出入するための搬出入用扉が設けられた局所低露点室について、前記搬出入用扉の開放時に、前記局所低露点室の室内環境を低露点に保持するための前記局所低露点室の露点温度の制御システムであって、
前記搬出入用扉の開口の一辺に、開口面に沿って低露点空気を吹き出すエアカーテンが備えられ、このエアカーテンに低露点空気を供給するとともに、前記低露点室及び局所低露点室のそれぞれに設けられた吹出口に低露点空気を供給する低露点空気供給装置と、前記低露点空気供給装置からエアカーテンまでの流路の途中に流通する低露点空気を加熱又は冷却する加熱冷却装置と、前記搬出入用扉近傍の低露点室側及び局所低露点室側のそれぞれの空気温度を測定する温度センサとが備えられ、
少なくとも前記搬出入用扉の開放時に、前記温度センサにより測定された低露点室側及び局所低露点室側の空気温度の差が最小となるように、前記加熱冷却装置によって前記エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度を調節し、エアカーテンから吹き出す低露点空気の空気温度と前記低露点室内の空気の空気温度との差が最小となった時点で、前記搬出入用扉の開操作を可能とする制御を行う制御器が備えられていることを特徴とする局所低露点室の露点温度の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−５２７１８（Ｐ２０１２−５２７１８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４６３４（Ｐ２０１０−１９４６３４）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３９００１８４７４）新日本空調株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（３９００１８４７４）新日本空調株式会社 (88)
【Ｆターム（参考）】
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