JP4247468B2 - クリーンルームの局部消火システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルームの消火システムに関し、特に室内の出火点周辺を対象とし局部的に初期消火する消火システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工場等で利用されているクリーンルームは、クリーンルームの空気中における塵埃が規定された清浄度に管理されている。
図５にクリーンルームの空間構成の概略を示す。同図に示すように、クリーンルーム設備１は、図示しない半導体製造ラインなどが設置される清浄室２を有し、この清浄室２の天井面に複数台のＦＦＵ（ファンフィルタユニット）３が配設されている。ＦＦＵ３は、天井裏空間４のエアを吸引し、エア中に含まれる塵埃を除去した後、その清浄エアを清浄室２にダウンフロー（矢印はエアの流れ方向を示す）する。ダウンフローされた清浄エアは、清浄室２に浮遊する塵埃とともにグレーチング面５から床下チャンバ６に吸い込まれる。床下チャンバ６に吸い込まれたエアは、リターン空間７を通って天井裏空間４に戻される。こうして天井裏空間４に送られたエアは、ＦＦＵ３により再び浄化されて清浄室２の内部にダウンフローされる。これにより、清浄室２内が高い清浄度に維持される。このように高い清浄度を維持するために、クリーンルームは半導体製造が行われている清浄室２以外に、天井裏空間４、床下チャンバ６、リターン空間７を含めると広いスペースを有しており、その階高（床下から天井裏まで）は１０数メートルとなる。
【０００３】
従来、前記クリーンルーム内において火災が発生した場合、特許文献１および特許文献２に示すような消火方法が知られている。
すなわち、特許文献１によれば、消化剤に不活性ガスや二酸化炭素やハロゲンガスといったガス系消火設備を用いて、クリーンルームの消火対象区域（防護区域）全域に不活性消火ガスを放出して火災を消火している。
また特許文献２ではクリーンルーム内の製造装置等内で発生する火災を検知して、対象となる製造装置等に不活性消火ガスを局部的に放出して装置火災を消火している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１７３５６５号公報
【特許文献２】
特開平９−１３５９１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、階高が１０数メートルとなる広いスペースを有するクリーンルームのような場合、特許文献１による消火方法では、防護区域全域の酸素濃度を下げるために必要な不活性消火ガスを放出して消火しているために、必要な消火ガス量が莫大となっていた。従って不活性消火ガスボンベの貯蔵量の増加にともない貯蔵スペースも増加してしまう。また、消火区域がクリーンルームの全域に及んでいるので、消火後のクリーンルームを通常の機能に復帰させるためには大々的な補修を要することや、内部に設置されている各種製造装置類についてもオーバーホール等の対応が不可欠となり、長時間に亘りクリーンルームとしての機能を失うことになってしまう。
【０００６】
また特許文献２のように装置消火の場合、各種製造装置等にガス配管を配設して装置消火を行っているが、クリーンルーム内の製造装置周辺で発生した環境火災については、特許文献１のように各室にガス配管を配設して消火を行っている。このため、製造装置とクリーンルームのそれぞれに別のガス管を配設するため、ガス配管が複雑となり、また、不活性消火ガスボンベもそれぞれの配管に配備するためボンベ数が多く必要となり、従ってボンベの貯蔵スペースも増加してしまい、クリーンルームの初期投資額の増額という問題があった。
【０００７】
このような従来の問題点を解決するため、本発明では従来の不活性ガスによる消火の長所を生かしながら不活性消火ガスの貯蔵量並びに貯蔵スペースの削減を図り、クリーンルームの初期投資額の低減が計れるクリーンルームの局部消火システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るクリーンルームの局部消火システムは、区分けしたクリーンルームにおいて発生した火災箇所に対応するエリアを特定する検知手段と、前記区分けしたクリーンルームの要所に複数点在させ常閉の環境用消火バルブを付帯した不活性消火ガス供給口と、不活性消火ガス供給源を有し前記不活性ガス消火供給口に不活性消火ガスを供給可能な不活性消火ガス配管ユニットと、前記不活性消火ガス配管ユニットのガス管内部を一定加圧下に保持する配管加圧手段と、前記検知手段に基づき火災箇所に近接する前記不活性消火ガス供給口に接続可能な移動式消火ガス吐出手段と、前記不活性消火ガス供給口に付帯した前記環境用消火バルブの開口による前記移動式消火ガス吐出手段とのジョイント側の配管内圧力の検出信号に基づいて消火に必要な不活性消火ガスを供給して局部消火を可能とする制御盤を備えたことを特徴としている。
前記移動式消火ガス吐出手段は、前記不活性消火ガス供給口に脱着・搬送移動が可能である。
【００１１】
【作用】
このようになっている本発明は、クリーンルームの火災に対して、環境消火の場合は火災発生箇所を特定して人為的に不活性消火ガスを放出し、また装置消火の場合には火災対象の製造装置に応じて不活性消火ガスを制御して放出して局部的に出火箇所を消火する構成としている。したがって消火に必要な不活性消火ガスを限定できるとともに、不活性消火ガスを無駄に消費することなく節減できる。しかも、本発明による局部消火システムは最小限の不活性消火ガスで消火を行うため、消火後のクリーンルームの復旧が大幅に短縮できる。
【００１２】
また、本発明は、不活性消火ガスを供給するガス管に環境消火と装置消火の消火設備を複数接続可能として、不活性消火ガス供給源となる不活性消火ガスボンベを両消火で共有する構成としているので、局部消火を行い、ボンベ数の低減とともに、ボンベの貯蔵スペースも少なくすることが可能となる。したがってクリーンルームに設置する消火設備の低コスト化および小型化が図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクリーンルームの局部消火システムの実施形態を添付の図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明に係るクリーンルームの局部消火システムを示す構成図である。図２は区分けしたクリーンルームの局部消火システムを示す概略図である。なお、クリーンルームの空間構成は図５と同一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００１４】
クリーンルーム内で出火する火災を大別すると、製造装置周辺の室内から発生する環境火災と、製造装置から発生する装置火災が挙げられる。本実施形態では、環境火災の場合、クリーンルームを区分けして出火箇所を局部的に消火する環境消火を行う構成としている。すなわち、クリーンルームを図２に示すようにエリアＡ〜Ｅと区分けした構成とする。このエリアはそれぞれ前述のクリーンエア循環経路を有している。そこで、このエア循環経路に火災を検知する検知手段を設置して、火災を検知するとともに、火災箇所を特定できるようにする。また、各エリアの清浄室内には不活性ガスを主成分とする不活性消火ガスの供給口を複数設置する。これにより、火災が発生した場合、作業員は火災検知手段によりどのエリアで発生しているかを特定し、該当する火災箇所の近接した不活性消火ガス供給口に移動式消火ガス吐出手段を移動して接続し、局部消火することができる。一方、装置火災については製造装置内部に消火設備を備えて消火する装置消火を行う構成とする。
【００１５】
ここで、図１を用いてクリーンルームの局部消火システムを説明する。局部消火システムは、不活性ガスを主成分とする不活性消火ガスを充填した不活性消火ガスボンベを供給する不活性消火ガス配管ユニット１０と、その配管端部に複数分岐してクリーンルームの清浄室２内の消火を行う環境消火ユニット１２と、清浄室２に配置されている製造装置の消火を行う装置消火ユニット１４から構成されている。
【００１６】
この不活性消火ガス配管ユニット１０は、不活性消火ガスの供給源であるガスボンベから、クリーンルームを区分けして要所要所に設置された不活性消火ガス接続口まで不活性消火ガスを供給する不活性消火ガス管１６を有している。この不活性消火ガス管１６は不活性消火ガス管１６ａにおいて、配管加圧ボンベ１８を減圧弁２０ａを介して接続しており、ガス管内を常に一定加圧下に維持している。この一定加圧は消火システム不使用時の不活性消火ガス管１６内を常にクリーンに維持するためである。
【００１７】
不活性消火ガスは不活性消火ガス管１６ｂにおいて、その末端部に接続している不活性消火ガスボンベ２２に貯蔵されている。この不活性消火ガスボンベ２２は本実施形態では６本を、減圧弁２０ｂを介して不活性消火ガス管１６ｂに接続している。
【００１８】
この不活性消火ガスボンベ２２には各々起動スイッチ２４が接続されている。これは、火災時に後述の制御盤２６からの信号を受けて必要本数分の不活性消火ガスボンベ２２のコックを自動開放して不活性消火ガスを不活性消火ガス管１６内に放出するものである。
【００１９】
前記制御盤２６は消火に必要な前記不活性消火ガスボンベ２２の本数を制御するものである。これは、後述の不活性消火ガス管１６に設置されている配管内圧力検出手段からの検出信号を受けて、この検出信号に基づき起動スイッチ２４へ消火に必要なガスボンベ数の起動信号を送るものである。
【００２０】
環境消火ユニット１２ａ，１２ｂはクリーンルームの清浄室２内で製造装置周辺箇所から発生した火災について消火するユニットである。この環境消火ユニット１２は前述図２に示すようにクリーンルームを区分けしてクリーンエア循環経路を有するエリアごとに配備する。区分けした各エリアＡ〜Ｅには、不活性消火ガス管１６に接続している不活性ガス供給口となる床埋込ボックス３０を複数点在させている。
【００２１】
この床埋込ボックス３０は図３に示すように開閉式で内部に手動弁（環境用消火バルブ）３２と配管内圧力センサ２８とガス管接続口３３を有している。前記手動弁３２は通常、不活性消火ガス管１６ｄを閉止して管内を一定加圧下に保持しているものである。
【００２２】
このガス管接続口３３に接続可能で移動式消火ガス吐出手段となる移動式ホースユニット３４は図３に示すように、搬送２輪車に消火設備である巻きホース３４ａを搭載しているため各エリアへの移動が速やかに行える。この巻きホース３４ａの端部には放散ノズル３４ｂが取付けてある。他方の端部には、ガス管接続口３３に接続可能なジョイント部３４ｃが設置されている。また、前記床埋込ボックス３０内部に設けられている配管内圧力センサ２８は、ホースユニット３４のジョイント部３４ｃがガス管接続口３３に接続されるとガス管内の圧力上昇を検知し、前記制御盤２６に圧力検知信号を送るものである。
ここで前記床埋込ボックス３０は、巻きホース３４ａの最大長さを基準に、例えば、クリーンルーム内に１５メートルの間隔を置いて複数設置することができる。
【００２３】
一方、環境消火における火災の感知は、煙感知手段である超高感度感知器３６を用いて検出する。この超高感度感知器３６はクリーンルーム内の対流経路で火災が発生した際、最も煙を感知しやすいリターン空間７に設置し、図２に示すように管状の吸引チューブ３５に複数の小孔を形成し、チューブ内部を吸引することにより光散乱式のセンサを設置してこの小孔を通じて流入する煙の粒子を検知するものである。前記超高感度感知器３６が煙粒子を検出した場合、煙検知信号を図示しない中央監視部３８に発報する。また、この超高感度感知器３６は区分けしたエリアの対流経路ごとに配置しているので、中央監視部３８では検知信号に基づきエリア内のどの箇所で火災が発生したかを特定することができる。
【００２４】
このような環境消火の構成によれば、火災が発生した場合、中央監視部３８で火災検知信号を確認した作業員はエリア内の火災発生箇所を特定し、火災発生箇所に移動式ホースユニット３４を搬送する。搬送後、火災発生箇所に最も近い床埋込ボックス３０のガス管接続口３３にジョイント部３４ｃを接続し、火災元に放散ノズル３４ｂを向けて消火する。消火後は作業員が手動で放散ノズル３４ｂを閉止することにより、不活性消火ガスの放出を停止できる。
【００２５】
なお、本実施形態では環境消火ユニット１２ａ，１２ｂを２箇所について説明したが、不活性消火ガス供給口の接続箇所はこれに限らず、図２に示すようにクリーンルームの要所要所に複数設置することができる。この供給口に接続可能な移動式ホースユニット３４は人為的に脱着・搬送移動が可能なので、火災発生箇所に近接した接続口まで移動してクリーンルームの局部的な消火が速やかに行える。
【００２６】
次に装置消火ユニット１４について説明する。クリーンルームに設置されて火災の発生源となりえる製造装置３７において装置内に消火ノズル３９と熱センサ４０を設置する。この消火ノズル３９は不活性消火ガス管１６ｃの末端部に接続して、装置火災発生時に不活性消火ガスを放出して消火するものである。また、熱センサ４０は製造装置内の温度を感知するものであり、製造装置内の火災を検知した際に火災発生信号を後述の電磁弁４２に送るものである。
【００２７】
このほか不活性消火ガス管１６ｃには製造装置３７に接続する末端側から電磁弁４２、ついで緊急閉止弁４４が設置されている。この電磁弁４２は通常、不活性消火ガス管１６ｃを閉止し、不活性消火ガス管１６内部を一定加圧下に保持している。また、火災の場合、前記電磁弁４２は熱センサ４０の火災発生信号を検知して不活性消火ガス管１６ｃを開口する。
【００２８】
不活性消火ガス管１６ｃの製造装置３７と電磁弁４２の間には配管内圧力センサ２８が設けられている。通常、不活性消火ガス管１６ｃの電磁弁４２までは一定加圧下に保持され、この電磁弁４２を境に製造装置側は加圧されていない。装置火災が発生した場合、この配管内圧力センサ２８は電磁弁４２が開いたときの管内の圧力上昇を検知して、圧力検知信号を制御盤２６に送るものである。
【００２９】
前記緊急閉止弁４４は、不活性消火ガス管１６ｃを強制的に閉止するものである。これは、不活性消火ガスは装置消火に必要な供給量を制御して放出しているが、例えば製造装置内の火災が初期段階で鎮火して、なお余剰の不活性消火ガスが放出されている場合、人為的に不活性消火ガス管１６ｃを閉止して不活性消火ガスの放出を停止するものである。
【００３０】
上記装置消火ユニット１４の構成において、クリーンルーム内に設置する製造装置３７は不活性消火ガス管１６を分岐することにより複数設置することができる。また、火災が発生した製造装置内の熱センサ４０の検知信号を検知する制御盤２６は、検知信号に基づいてあらかじめ製造装置３７ごとの消火に必要な不活性消火ガス量を設定しているため、装置消火に必要な不活性消火ガス量を制御することができる。なお、本実施形態では製造装置の消火について説明したが、装置消火の対象はこれに限らず、例えばクリーンルームに配置する機械、機器または設備等にも適用できる。
【００３１】
また、環境消火ユニット１２と装置消火ユニット１４に使われる不活性消火ガスは不活性消火ガス管１６を介して同一の不活性消火ガスボンベ２２を共有しているため、これまでそれぞれの消火設備について不活性消火ガスボンベを配備していた構成よりも、ボンベの本数を減らすことができる。これにともないボンベの貯蔵スペースも減らすことができる。
【００３２】
このように構成されたクリーンルームの局部消火システムの消火方法について、環境消火と装置消火の各々につき図４に示すフローチャートを用いて説明する。
クリーンルーム内の製造装置周辺区域で発生した火災の環境消火について説明する。クリーンルーム内の火災は、エア循環経路のリターン空間７に設けた超高感度感知器３６により火災が検知される（ステップ１０１）。検知信号は中央監視部３８に送られ、中央監視部３８で表示された通報により作業員は、エリア内の火災発生箇所を特定する（ステップ１０２）。作業員は火災発生箇所の近くに待機している移動式ホースユニット３４を発生現場に搬送する（ステップ１０３）。火災発生箇所に最も近いルーム内の床面に設置されている床埋込ボックス３０にホースユニット３４のジョイント部３４ｃを接続して環境用消火バルブ（手動弁３２）を開口する（ステップ１０４）。バルブ開口とともに配管内圧力センサ２８が圧力上昇を検知する（ステップ１０５）。配管内圧力センサ２８の検知信号に基づき制御盤２６は、全ボンベ起動指令を起動スイッチ２４に指令する（ステップ１０６）。起動スイッチ２４が全不活性消火ガスボンベ２２のバルブを開放する（ステップ１０７）。作業員がホースユニット３４の放散ノズル３４ｂを火災元に向けて不活性消火ガスを放出して火災を消火する（ステップ１０８）。消火確認後、放散ノズル３４ｂを閉止することにより、不活性消火ガスの放出が停止される。なお、ボンベ内に不活性消火ガスが残存しても不活性消火ガスボンベ２２は充填することにより再度利用することができる。
【００３３】
次に装置消火について説明する。クリーンルームに設置されている製造装置内部で発生する火災は、製造装置内に設置した熱センサ４０によって火災による熱を検知する（ステップ１０９）。熱センサ４０の火災検知信号により製造装置に接続されている不活性消火ガス配管の電磁弁４２が開放される（ステップ１１０）。バルブ開口とともに配管内圧力センサ２８が不活性消火ガス管１６内部の圧力上昇を検知する（ステップ１１１）。配管内圧力センサ２８の圧力検知信号を受信した制御盤２６は検知信号に基づきクリーンルーム内の該当する製造装置３７を特定する（ステップ１１２）。制御盤２６は製造装置３７にあらかじめ指定されている消火に必要なボンベの本数分の起動信号を起動スイッチ２４に指令する（ステップ１１３）。起動スイッチ２４より該当不活性消火ガスボンベ２２のバルブを開放する（ステップ１１４）。バルブの開放と同時に不活性消火ガス管１６を通じて製造装置３７に設置されている消火ノズル３９から不活性消火ガスが製造装置内に放出され消火される（ステップ１１５）。製造装置３７の消火を確認後、緊急閉止弁４４を手動で閉止することにより不活性消火ガスの放出を停止する。なお、通常はガスボンベに充填されている不活性消火ガスが空になるまで放出される。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クリーンルーム内で発生する火災を不活性消火ガスの放出範囲を限定して消火することにより、不活性消火ガスを制限するため、不活性消火ガス量を低減できる。したがって、消火後のクリーンルームの復旧が大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るクリーンルームの局部消火システムの構成を示す図である。
【図２】 区分けしたクリーンルームの局部消火システムを示す概略図である。
【図３】 本発明の実施形態に係るホースユニットの概略を示す図である。
【図４】 本発明の実施形態に係る消火方法のフローチャートを示す図である。
【図５】 クリーンルームの空間構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
１………クリーンルーム設備、２………清浄室、３………ＦＦＵ（ファンフィルタユニット）、４………天井裏空間、５………グレーチング面、６………床下チャンバ、７………リターン空間、１０………不活性消火ガス配管ユニット、１２、１２ａ、１２ｂ………環境消火ユニット、１４………装置消火ユニット、１６………不活性消火ガス管、１８………配管加圧ボンベ、２０ａ，２０ｂ………減圧弁、２２………不活性消火ガスボンベ、２４………起動スイッチ、２６………制御盤、２８………配管内圧力センサ、３０………床埋込ボックス、３２………手動弁（環境用消火バルブ）、３３………ガス管接続口、３４………移動式ホースユニット、３５………吸引チューブ、３６………超高感度感知器、３７………製造装置、３８………中央監視部、３９………消火ノズル、４０………熱センサ、４２………電磁弁、４４………緊急閉止弁。

Claims (2)

1. 区分けしたクリーンルームにおいて発生した火災箇所に対応するエリアを特定する検知手段と、
   前記区分けしたクリーンルームの要所に複数点在させ常閉の環境用消火バルブを付帯した不活性消火ガス供給口と、
   不活性消火ガス供給源を有し前記不活性消火ガス供給口に不活性消火ガスを供給可能な不活性消火ガス配管ユニットと、
   前記不活性消火ガス配管ユニットのガス管内部を一定加圧下に保持する配管加圧手段と、
   前記検知手段に基づき火災箇所に近接する前記不活性消火ガス供給口に接続可能な移動式消火ガス吐出手段と、
   前記不活性消火ガス供給口に付帯した前記環境用消火バルブの開口による前記移動式消火ガス吐出手段とのジョイント側の配管内圧力の検出信号に基づいて消火に必要な不活性消火ガスを供給して局部消火を可能とする制御盤を備えたことを特徴とするクリーンルームの局部消火システム。
2. 前記移動式消火ガス吐出手段は、
   前記不活性消火ガス供給口に脱着・搬送移動が可能であ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局部消火システム。

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