JP2003279087A

JP2003279087A - ファンフィルター装置とそれに用いる遠心式ファン

Info

Publication number: JP2003279087A
Application number: JP2002084618A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sakai; 均酒井
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】吹出し面に垂直な方向の高さを低く抑えた構
造のファンフィルター装置と、高能力かつ低騒音の遠心
式ファンを提供する。【解決手段】空気を濾過するフィルター１８と遠心式
ファン１６が隔壁２６を挟んで横に並ぶように配置さ
れ、遠心式ファン１６から出た空気が、連結ダクト２４
を通ってフィルター１８の上部空間２５に送り出され、
フィルター１８を上面側から下面側に通過して清浄化さ
れた空気がケース底面の吐き出し口１４から外部に送り
出される。フィルターの上部空間２５と遠心式ファンが
配置された空間２７とを仕切る隔壁２６に略長方形の開
口部２６ａが形成され、ハウジング出口部１６ｃと開口
部２６ａとを接続する連結ダクト２４が、上流側から下
流側に向かって、平面視での幅を徐々に広げながら側面
視での幅を徐々に狭めることにより流路断面積が変化し
ない形状を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気をフィルター
で濾過することによって清浄化して送り出すファンフィ
ルター装置と、それに用いる遠心式ファンに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のファンフィルター装置は、電子
機器や精密機械等の組み立て場所及び保管場所の空気を
清浄化するために用いられる。例えば、組み立て作業テ
ーブルの上方から下方に向けて清浄化された空気を送り
出すようにファンフィルター装置が設置される。あるい
は、保管庫の上にファンフィルター装置を設置し、保管
庫の天井に設けられた開口から保管庫内へ清浄化された
空気が送り出されるようにする。

【０００３】図１６は従来の典型的なファンフィルター
装置の構造を示す側面視の構成図である。このファンフ
ィルター装置１００は、直方体形状又は円筒形状のケー
ス１０１の内部に、電動モータ１０２とその上下方向の
回転軸に固着されたプロペラファン１０３とフィルター
１０４とを備え、これらが上下方向に並ぶように配置さ
れている。

【０００４】矢印線で示すように、プロペラファン１０
３によってケース１０１の上側の開口から取り込まれた
空気が下方へ送り出され、フィルター１０４を通って清
浄化された後に下方空間に送り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば図１７に示すよ
うに、装置又は保管庫１１０の上（天井）にファンフィ
ルター装置１００を載せた状態で使用する際に、部屋の
床から天井までの高さＨが低く、装置又は保管庫１１０
の上に十分な空間を確保することが困難な場合がある。
このような場合は、ファンフィルター装置１００の高さ
ｈが小さい（低い）ほど望ましい。

【０００６】しかし、上記の従来構造のファンフィルタ
ー装置１００は、電動モータ１０２、プロペラファン１
０３及びフィルター１０４が上下方向に略一直線上に配
置されているので、上下方向の高さを小さくすることが
困難である。

【０００７】また、図１８に模式的に示すように、従来
構造のファンフィルター装置１００では、フィルター１
０４を通って下方空間に送り出される清浄化された空気
の風速１１２が外周部から中央部に向かって小さくな
り、中央部にはほとんど空気が送リ出されない領域があ
る。

【０００８】これは、プロペラファン１０３の構造上、
回転軸中央部では風速が小さく、外周部に向かって風速
が増加するからである。この結果、フィルター１０４の
中央部は空気の清浄化に十分寄与することができない。
また、ファンフィルター装置１００から送り出された空
気の周辺部と中央部との風速の差によって渦が発生しや
すくなる。渦が発生すると、塵埃を巻き上げる問題が生
ずる。

【０００９】本発明は上記のような課題に鑑みてなされ
たものであり、吹出し面に垂直な方向の高さを低く抑
え、しかも吹出し面の全面から略均一な風速の清浄化さ
れた空気が送り出される構造のファンフィルター装置を
提供することを目的とする。また、そのような構造を実
現するために使用する遠心式ファンの能力向上及び騒音
低減に関する改良も本発明の目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるファンフィ
ルター装置は、空気を濾過するフィルターと遠心式ファ
ンが隔壁を挟んで横に並ぶようにケース内に配置され、
前記遠心式ファンによって外部から取り入れられた空気
が、前記遠心式ファンのハウジング出口部から連結ダク
トを通って前記フィルターの上部空間に送り出され、前
記フィルターを上面側から下面側に通過して清浄化され
た空気がケース底面の吐き出し口から外部に送り出され
るように構成され、前記フィルターの上部空間と前記遠
心式ファンが配置された空間とを仕切る前記隔壁に略長
方形の開口部が形成され、前記ハウジング出口部と前記
開口部とを接続する前記連結ダクトが、上流側から下流
側に向かって、平面視での幅を徐々に広げながら側面視
での幅を徐々に狭めることにより流路断面積が変化しな
い形状を有することを特徴とする。

【００１１】このような構造によれば、従来の構造と異
なり、フィルターの上部に空気の流れを妨げる電動ファ
ンのモータ等が配置されないので、フィルターの全面に
空気が送り込まれ、効率的に空気の清浄化が行われると
共に、吐き出し口の全面から均一な風速の空気が送り出
される。また、フィルターと遠心式ファンとが横に並ぶ
配置を採用したことにより、ファンフィルター装置の上
下方向の高さを低くすることができる。更に、ハウジン
グ出口部とフィルターの上部空間とを連通する連結ダク
トが、上記のような形状を有するので、平面視で狭幅の
遠心式ファンのハウジング出口部から広い面積のフィル
ターの上部空間へ空気が少ない圧力損失で円滑に送り出
される。しかも、連結ダクトの側面視での幅（高さ）が
下流側に向かって徐々に小さくなるので、フィルターの
上部空間の高さを小さくすることができ、その結果とし
てファンフィルター装置の高さを一層低くすることがで
きる。

【００１２】また、本発明による遠心式ファンは、空気
を濾過によって清浄化して送り出すファンフィルター装
置に内蔵される遠心式ファンであって、略円筒形のハウ
ジングと、該ハウジングの内部で回転する羽根車を備
え、前記羽根車が軸方向の略中央部で回転軸に接続さ
れ、前記ハウジングの両側から空気を吸い込むように構
成されていることを特徴とする。

【００１３】このような構造の遠心式ファンは、羽根車
の軸方向長さを十分長くして送風能力を高めながら、回
転に伴う軸ブレの発生を抑えることができる。これによ
り、上記のような構造のファンフィルター装置に使用す
る場合に必要な送風量を確保しながら安定した送風が可
能になる。

【００１４】好ましい実施形態において、前記羽根車を
構成する各羽根が前記羽根車の軸方向の略中央部で段違
いになるように構成されている。上記のように羽根車の
軸方向の長さを長くすると、羽根車の各羽根がハウジン
グの円筒状曲面と出口部との境界部（ハウジング舌部）
を通過するときに発生する衝撃音に起因する騒音が大き
くなる。しかし、各羽根が羽根車の軸方向の略中央部で
段違いになるように構成されていれば、各羽根がハウジ
ング舌部を通過するタイミングが段違いになっているこ
とによりずれるので、騒音のピーク値が低くなる。言い
換えれば、各羽根がハウジング舌部を通過するときの騒
音エネルギーが２回のタイミングに分散されるので騒音
が小さくなる。

【００１５】更に好ましい実施形態において、前記ハウ
ジングの円筒状曲面と出口部との境界部であるハウジン
グ舌部と前記羽根車を構成する羽根とが斜めになるよう
に構成されている。ハウジング舌部と羽根とが平行であ
る場合は羽根の全長がハウジング舌部を一度に通過して
高い騒音を発するが、両者が斜めになっていれば、羽根
がハウジング舌部を通過する際に、羽根の一端から他端
へ徐々にハウジング舌部を通過することになるので騒音
エネルギーが分散され、騒音が小さくなる。

【００１６】ハウジング舌部と羽根とが斜めになるよう
にする第１の具体構成では、ハウジング舌部が前記回転
軸に平行であり、前記羽根が前記回転軸に対して斜めに
なるように構成されている。また、第２の具体構成で
は、前記羽根が前記回転軸に平行であり、前記ハウジン
グ舌部が前記回転軸に対して斜めになるように構成され
ている。いずれの構成でも上記の作用効果が奏される。

【００１７】本発明によるファンフィルター装置の第２
の構成は、上記のような構造の遠心式ファンと空気を濾
過するフィルターが隔壁を挟んで横に並ぶようにケース
内に配置され、前記遠心式ファンによって外部から取り
入れられた空気が、前記遠心式ファンのハウジング出口
部から連結ダクトを通って前記フィルターの上部空間に
送り出され、前記フィルターを上面側から下面側に通過
して清浄化された空気がケース底面の吐き出し口から外
部に送り出されるように構成されていることを特徴とす
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１９】図１は、本発明の実施形態に係るファンフ
ィルター装置の外観を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は
側面図、（ｃ）は下面図である。このファンフィルター
装置１０は、樹脂成形品である上ケース１１と下ケース
１２を有する。上ケース１１の上面の長手方向一側部に
一対の空気取り入れ口１３が設けられている。また、下
ケース１２の底面に吐き出し口（吐き出し面）１４が設
けられている。吐き出し口１４は、平面視において、空
気取り入れ口１３が設けられている長手方向一側部の反
対側から中央部にかけて略正方形に形成されている。

【００２０】空気取り入れ口１３は、上ケース１１に形
成された複数のスリット開口が並んだ構造と、その内側
に貼り付けられたナイロンメッシュ（図示せず）によ
り、第１プレフィルターを構成している。空気取り入れ
口の第１プレフィルター１３によって、髪の毛や綿埃の
ような大きい塵埃がファンフィルター装置の内部に入る
のを阻止して、ファンの故障を防いでいる。

【００２１】図２は、本発明の実施形態に係るファンフ
ィルター装置の内部構造図であり、（ａ）は平面視、
（ｂ）は側面視の内部構造の概略を示している。ファン
フィルター装置１０の略直方体の内部空間において、長
手方向の一方側に遠心式ファンの一種であるシロッコフ
ァン１６と、それを回転駆動する電動モータ１７が配置
され、他方側にＨＥＰＡフィルター１８と第２プレフィ
ルター１９が配置されている。

【００２２】図３は、ＨＥＰＡフィルター１８の構造を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面から見た断面図で
ある。ＨＥＰＡフィルター１８は、空気を清浄化するた
めの主フィルターであり、ガラス繊維不織布を折り畳ん
で多数の襞を形成したフィルター本体２２をアルミニウ
ム枠２１に装着した構造を有する。多数の襞を形成する
ことにより、フィルター本体２２の濾過作用を奏する表
面積を増やしている。

【００２３】また、第２プレフィルター１９は不織布で
構成され、ＨＥＰＡフィルター１８の上面（上流側）に
装着されている。第２プレフィルター１９は、カビの胞
子や花粉等の数ミクロンの埃の通過を阻止することがで
きる。第２プレフィルター１９は不織布を所定寸法にカ
ットしたものであり、ＨＥＰＡフィルター１８に比べて
非常に安価である。目詰まりが生ずれば新しいものに取
り替えることができる。あるいは、取り外して水洗又は
掃除機での吸引等により容易にその濾過作用を回復させ
ることができる。これにより、高価なＨＥＰＡフィルタ
ー１８の寿命を延ばすことができる。

【００２４】図１及び図２からわかるように、上ケース
１１の一対の空気取り入れ口（第１プレフィルター）１
３は、平面視でシロッコファン１６の両側（上下）に位
置するように形成されている。空気取り入れ口（第１プ
レフィルター）１３を通して外部から取り入れた空気
は、図２に矢印線で示すように、シロッコファン１６の
両側（上下両方向）からシロッコファン１６に入り、そ
のハウジング出口部に取り付けられた連結ダクト２４を
通ってＨＥＰＡフィルター１８の上部空間２５に導かれ
る。

【００２５】図４は、シロッコファン１６のハウジング
出口部側からみたシロッコファン１６及び電動モータ１
７を示す図である。シロッコファン１６は、略円筒形の
ハウジング１６ａとその中で回転する羽根車１６ｂから
なり、羽根車１６ｂの回転軸は電動モータ１７の回転軸
に接続されている。ハウジング１６ａには、長方形のハ
ウジング出口部１６ｃが形成されている。矢印線で示す
ように、ハウジング１６ａの両側面の空気取り入れ口か
ら空気が取り入れられ、ハウジング出口部１６ｃから
（紙面に垂直に手前方向へ）吐き出される。シロッコフ
ァン１６の構造の詳細については後述する。

【００２６】図２に示すように、ＨＥＰＡフィルター１
８の上部空間２５は、シロッコファン１６及び電動モー
タ１７が配置された空間２７から隔壁２６によって分離
されている。隔壁２６の中央部に開口部２６ａが形成さ
れ、この開口部２６ａが連結ダクト２４に接続されてい
る。連結ダクト２４及び開口部２６ａを通ってＨＥＰＡ
フィルター１８の上部空間２５に導かれた空気は、シロ
ッコファン１６によって正の圧力を与えられた状態で第
２プレフィルター１９及びＨＥＰＡフィルター１８を上
面側から下面側へ通過して清浄化され、下ケース１２の
底面の吐き出し口１４から外部へ送り出される。

【００２７】図５は、空気が第２プレフィルター１９及
びＨＥＰＡフィルター１８の全面を均一に通過して送り
出される様子を矢印線で模式的に示している。本実施形
態のファンフィルター装置は、従来技術の説明で例示し
た構造と異なり、ＨＥＰＡフィルター１８の上部に空気
の流れを妨げる電動モータ等が配置されていないので、
ＨＥＰＡフィルター１８の全面に空気が送り込まれ、効
率的に空気の清浄化が行われる。

【００２８】また、上ケース１１の上面に傾斜部１１ａ
を設け、シロッコファン１６から遠ざかるにつれて上面
が下がるようにしている。この結果、ＨＥＰＡフィルタ
ー１８の上部空間２５は、シロッコファン１６から遠ざ
かるにつれて狭くなっている。つまり、空気の流れる方
向に沿って流路断面積が徐々に小さくなるように構成さ
れている。

【００２９】このような工夫をしなければ、ＨＥＰＡフ
ィルター１８の上部空間２５において、シロッコファン
１６から遠い流路下流側ほど空気の圧力が下がる現象が
発生する。そこで、上記のように流路下流側ほど流路断
面積が小さくなるように構成することにより、圧力の低
下を補償してＨＥＰＡフィルター１８の上面全体にわた
って略均一な空気圧がかかるようにしている。これによ
り、ＨＥＰＡフィルター１８を通過した空気の風速分布
がＨＥＰＡフィルター１８の全面で略均一になる。

【００３０】図６は、シロッコファン１６のハウジング
出口部１６ｃと隔壁２６の開口部２６ａ（すなわち、Ｈ
ＥＰＡフィルター１８の上部空間２５）とを接続する連
結ダクト２４の形状を示しており、（ａ）は平面視の断
面図、（ｂ）は側面視の断面図である。シロッコファン
１６のハウジング出口部１６ｃに接続される上流側（図
６では右側）から隔壁２６の開口部２６ａに接続される
下流側（図６では左側）に向かって、平面視での幅Ｄを
徐々に広げながら側面視での幅ｄを徐々に狭めるような
形状を有する。つまり、（ａ）の平面視では上流側の幅
Ｄ１より下流側の幅Ｄ２が広くなり、（ｂ）の側面視で
は上流側の幅ｄ１より下流側の幅ｄ２が狭くなってい
る。そして、流路断面積（Ｄ×ｄ）は変化しない（Ｄ１
×ｄ１＝Ｄ２×ｄ２）。

【００３１】連結ダクト２４が上記のような形状を有す
ることにより、平面視で狭幅のシロッコファン１６のハ
ウジング出口部１６ｃから広い面積のＨＥＰＡフィルタ
ー１８の上部空間２５へ空気が少ない圧力損失で円滑に
送り出される。しかも、連結ダクト２４の側面視での幅
（ｄ）が下流側に向かって（ｄ１からｄ２へ）徐々に小
さくなるので、以下に説明するように、ファンフィルタ
ー装置１０の高さを一層低くすることができる。

【００３２】図７は、本実施形態のファンフィルター装
置１０の内部構造を比較例と共に示している。（ａ）が
本実施形態であり、（ｂ）が比較例である。（ｂ）の比
較例では、連結ダクト２４'の側面視での幅（ｄ）が変
化していない。つまり、図６における上流側の幅ｄ１
（十分な風量及び圧力を得るためにｄ１の下限値が決定
される）がそのまま下流側でも狭くなっていない。この
ため、フィルターの上部空間２５'の高さが高くなり、
その分だけファンフィルター装置１０'の高さが高くな
る。

【００３３】換言すれば、（ａ）の本実施形態の構造で
は、連結ダクト２４の側面視での幅（ｄ）が下流側に向
かって小さくなっているので、その分だけフィルターの
上部空間２５の高さを小さくすることができ、その結果
（ｂ）の比較例に比べてファンフィルター装置１０の高
さを低く抑えることができる。なお、ＨＥＰＡフィルタ
ー１８の下部空間ＳＰは、除電装置又はイオン発生装置
のようなオプション装置を装着するための予備空間とし
て確保されている。

【００３４】次に、ファンフィルター装置１０に内蔵さ
れる電子回路について説明する。前述のような構造のＨ
ＥＰＡフィルター１８は、長時間使用すれば埃による目
詰まりが発生する。使用環境によって異なるが、所定時
間が経過すればＨＥＰＡフィルター１８を新しいものに
交換する必要がある。ＨＥＰＡフィルター１８を交換す
るまでの間は、目詰まりが徐々に進行し、ＨＥＰＡフィ
ルター１８の圧力損失が徐々に増加することになる。圧
力損失が増加すれば、吐き出し口１４から送り出される
空気の風量が低下する。

【００３５】上記のような使用時間の経過に伴う風量の
低下を補償するために、本実施形態のファンフィルター
装置は、風速センサの出力に基づいて電動モータ１７に
供給する電力のフィードバック制御を行う電子回路を備
えている。図２に示すように、シロッコファン１６のハ
ウジング出口部の内壁に風速センサ２８が取り付けられ
ている。この風速センサ２８は、トランジスタのベース
エミッタ間電圧が温度によって変化することを利用した
ものである。つまり、風速センサ２８が晒されている空
気の風速が速くなるほどトランジスタの冷却効果が高く
なるので、ベースエミッタ間電圧を風速センサ２８のセ
ンサ出力として検出すれば、風速がわかることになる。
このような風速センサ２８は公知であるので、詳しい説
明は省く。トランジスタに代えて電熱素子を用い、その
抵抗値の変化をセンサ出力とする風速センサもある。

【００３６】風速センサ２８が取り付けられたファン出
口部分の流路断面積は既知であるから、風速がわかれば
風量が計算できる。また、図１６に示した従来構造のフ
ァンフィルター装置では風速を正確に測定することが困
難であるが、本実施形態の構造では、流路断面積の小さ
い流路部分に風速センサ２８を取り付けるので、比較的
速い風速を検出することができ、正確に風速（風量）を
測定することができる。

【００３７】図８は、風速センサ２８の出力に基づいて
電動モータ１７（シロッコファン１６）のパワー制御を
行う電子回路３８のブロック図である。風速センサ２８
の出力信号は比較器３１で基準値と比較される。その出
力は制御回路３２に入力され、制御回路３２は比較器３
１の出力（誤差）がゼロになるようにモータドライバ３
３を介して電動モータ１７（への供給電力）を制御す
る。

【００３８】電動モータ１７への供給電力（電流）は電
力計（電流計）３４でモニタされ、その出力が比較器３
５に与えられている。比較器３５は、電力計（電流計）
３４の出力を基準値と比較し、電動モータ１７への供給
電力（電流）が基準値を超えるとその出力極性を反転す
る。比較器３５の出力極性が反転すると、表示器３６に
フィルター交換サインが表示されると共に、出力回路３
７からフィルター交換信号が出力される。つまり、電動
モータ１７への供給電力が基準値を超えると、もはや電
動モータ１７の制御によってＨＥＰＡフィルター１８の
目詰まりを補償することはできないので、フィルター交
換サイン及び信号によってＨＥＰＡフィルター１８の交
換を促す。

【００３９】次に、本発明に係る遠心式ファンであるシ
ロッコファン１６の構造について説明する。まず、図４
に示したように、本実施形態のシロッコファン１６はハ
ウジング１６ａの両側から空気を吸い込む。言い換えれ
ば、羽根車１６ｂの軸方向の両側から空気を吸い込む。

【００４０】図９は、シロッコファン１６の羽根車１６
ｂの概略構造を示している。電動モータ１７の回転軸１
７ａに接続された羽根車１６ｂの回転軸１６ｄが羽根車
１６ｂの軸方向での略中央部（重心位置）に接続されて
いる。こうすることにより、羽根車１６ｂが軸方向端部
で回転軸１６ｄに接続される構造に比べて、羽根車１６
ｂの回転に伴う軸ブレが発生しにくくなる。その結果、
羽根の長さ（羽根車の幅）ＦＬを長くして送風能力（送
風量）を高めることができる。また、図９に矢印線で示
すように、羽根車１６ｂの軸方向の両側から空気を吸い
込むので、空気抵抗が減少し、一層軸ブレが発生しにく
くなる。

【００４１】次に、シロッコファン１６から発生する騒
音を低減するための構造上の工夫点について説明する。

【００４２】図１０は、シロッコファン１６から騒音が
発生する原因を説明するための図である。（ｂ）は
（ａ）の破線内の拡大図である。図１０（ａ）において
矢印線で示す方向に羽根車１６ｂが回転する際に、ハウ
ジング１６ａの円筒状曲面と出口部１６ｃとの境界部で
あるハウジング舌部１６ｅを羽根車１６ｂの各羽根１６
ｆが通過するときに衝撃音が発生する。この衝撃音が連
続することにより騒音となる。羽根１６ｆの長さ（図９
におけるＦＬ）が長いほど、また、ハウジング舌部１６
ｅに対する羽根１６ｆの通過速度（羽根車１６ｂの回転
速度）が大きいほど騒音が大きくなる。したがって、羽
根１６ｆの長さＦＬ及び羽根車１６ｂの回転速度の両方
又はいずれか一方を小さくすれば、騒音を低減すること
ができるが、シロッコファン１６の送風能力（送風量）
を高めるためには、逆に両者を大きくする必要がある。

【００４３】図１１は、シロッコファン１６から発生す
る騒音を低減するための第１の構造例を示している。こ
の例では、羽根車１６ｂを構成する各羽根１６ｆが羽根
車１６ｂの軸方向の略中央部で段違いになるように構成
されている。図１１の例では、軸方向の先端側（左側）
の羽根１６ｆ１と基端側（右側）の羽根１６ｆ２とが段
違いになっている。つまり、先端側の羽根１６ｆ１と基
端側の羽根１６ｆ２は、周方向の位置が互いにずれてお
り、異なるタイミングでハウジング舌部１６ｅを通過す
る。

【００４４】前述のように、羽根１６ｆの長さＦＬが長
いほどシロッコファン１６から発生する騒音が大きくな
るが、図１１の構造では、先端側の羽根１６ｆ１及び基
端側の羽根１６ｆ２が異なるタイミングでハウジング舌
部１６ｅを通過し、それぞれの羽根の長さは略ＦＬ／２
である。したがって、騒音が低減する。各羽根１６ｆが
端側の羽根１６ｆ１と基端側の羽根１６ｆ２とに分かれ
て段違いになっていることにより、羽根車１６ｂの１回
転当たり羽根１６ｆ（１６ｆ１及び１６ｆ２）がハウジ
ング舌部１６ｅを通過する回数は２倍になるが、このこ
とは、騒音エネルギーが時間的に２倍に分散されること
を意味する。また、各羽根１６ｆが段違いに分かれてい
る場合と分かれていない場合とで、羽根車１６ｂの１回
転当たりの送風量に差はほとんど無い。

【００４５】図１２は、シロッコファン１６から発生す
る騒音を低減するための第２の構造例を示している。こ
の例では、羽根車１６ｂを構成する各羽根１６ｆが羽根
車１６ｂの回転軸に対して斜めになるように構成されて
いる。この結果、各羽根１６ｆがハウジング舌部１６ｅ
を通過する際に、両者が斜めになっており、羽根１６ｆ
の全長ＦＬが一度にハウジング舌部１６ｅを通過するの
ではなく、図１２の例では先端側（左側）から基端側
（右側）へ徐々にハウジング舌部１６ｅを通過する。こ
の結果、騒音エネルギーが分散され、騒音が小さくな
る。

【００４６】なお、図１２に示す羽根車１６ｂは、前述
のように軸方向の略中央部で回転軸に接続された構造を
有するが、上記の騒音を低減するための第２の構造は必
ずしもそのような構造の羽根車１６ｂに限らず、軸方向
の一端側で回転軸に接続された構造を有する羽根車にも
適用可能である。

【００４７】また、図１２の例では各羽根１６ｆがその
全長ＦＬにわたって連続しているが、図１１の例と組み
合わせてもよい。つまり、各羽根１６ｆを羽根車１６ｂ
の回転軸に対して斜めにすると共に羽根車１６ｂの軸方
向の略中央部で段違いにしてもよい。あるいは、略中央
部で折れ曲がるように、つまり傾斜方向を変えるように
構成してもよい。これらの組み合わせの構成例を図１３
に示す。

【００４８】すなわち、図１３はシロッコファン１６か
ら発生する騒音を低減するための第２の構造例のいくつ
かの変形例を示している。（ａ）の変形例では、各羽根
１６ｆを羽根車１６ｂの回転軸に対して斜めにすると共
に羽根車１６ｂの軸方向の略中央部で段違いにしてい
る。（ｂ）の変形例及び（ｃ）の変形例では、各羽根１
６ｆを羽根車１６ｂの回転軸に対して斜めにすると共に
羽根車１６ｂの軸方向の略中央部で折れ曲がるように傾
斜方向を変えている。（ｄ）の変形例及び（ｅ）の変形
例では、（ｂ）の変形例及び（ｃ）の変形例から更に段
違いにしている。いずれの変形例でも、図１２に示した
構造例と同様に、シロッコファン１６から発生する騒音
を低減する効果が得られる。

【００４９】図１４は、シロッコファン１６から発生す
る騒音を低減するための第３の構造例を示している。こ
の例では、羽根車１６ｂを構成する各羽根１６ｆは羽根
車１６ｂの回転軸に対して平行であるが、ハウジング舌
部１６ｅが羽根車１６ｂの回転軸に対して斜めになるよ
うに構成されている。

【００５０】この結果、各羽根１６ｆがハウジング舌部
１６ｅを通過する際に、両者が斜めになっており、羽根
１６ｆの全長ＦＬが一度にハウジング舌部１６ｅを通過
するのではなく、図１４の例では先端側（左側）から基
端側（右側）へ徐々にハウジング舌部１６ｅを通過す
る。この結果、騒音エネルギーが分散され、騒音が小さ
くなる。

【００５１】なお、図１４に示す羽根車１６ｂは、前述
のように軸方向の略中央部で回転軸に接続された構造を
有するが、上記の騒音を低減するための第３の構造は必
ずしもそのような構造の羽根車１６ｂに限らず、軸方向
の一端側で回転軸に接続された構造を有する羽根車にも
適用可能である。また、図１４ではハウジング舌部１６
ｅが羽根車１６ｂの回転軸に対して単調に斜めになって
いるが、図１５に示すように、軸方向の途中で変化して
もよい。

【００５２】図１５は、シロッコファン１６から発生す
る騒音を低減するための第３の構造例のいくつかの変形
例を示している。（ａ）の変形例では、羽根車１６ｂの
回転軸に対してハウジング舌部１６ｅが鋸歯状に斜めに
なっている。（ｂ）及び（ｃ）の変形例では、ハウジン
グ舌部１６ｅがＶ字状又は逆Ｖ字状に途中で折れ曲がる
ようにして羽根車１６ｂの回転軸に対して斜めになって
いる。

【００５３】以上、本発明の実施形態を変形例と共に説
明したが、本発明は上記の実施形態に限らず、種々の形
態で実施することができる。図示した形状及び構造、そ
して各部材の材質の記述は一例に過ぎず、必要に応じて
変更可能である。例えば、シロッコファン１６から発生
する騒音を低減するためのいくつかの構造例及び変形例
を図１１から図１５に示したが、これらを適当に組み合
わせて実施してもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のファン
フィルター装置によれば、遠心式ファンをフィルターの
隣の部屋に配置し、遠心式ファンのハウジング出口部と
フィルターの上部空間とを連通する連結ダクトの形状を
工夫したことにより、ファンフィルター装置の上下方向
の高さを低く構成しながら、吐き出し口の全面から均一
な風速の空気が送り出されるようになった。

【００５５】また、本発明の遠心式ファンは、回転軸と
の接続構造及び空気吸い込み構造を工夫したことによ
り、大きい送風量の空気を安定してフィルターに供給で
きるようになった。更に、羽根車の羽根の構造及びハウ
ジング舌部の形状を工夫したことにより、騒音を低減で
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るファンフィルター装置
の外観を示す図である。

【図２】本発明の実施形態に係るファンフィルター装置
の内部構造図である。

【図３】ＨＥＰＡフィルターの構造を示す図である。

【図４】シロッコファンのハウジング出口部側からみた
シロッコファン及び電動モータを示す図である。

【図５】空気が第２プレフィルター及びＨＥＰＡフィル
ターの全面を均一に通過して送り出される様子を模式的
に示す図である。

【図６】シロッコファンのハウジング出口部とＨＥＰＡ
フィルターの上部空間とを接続する連結ダクトの形状を
示す図である。

【図７】本実施形態のファンフィルター装置の内部構造
を比較例と共に示す図である。

【図８】風速センサの出力に基づいて電動モータのパワ
ー制御を行う電子回路のブロック図である。

【図９】シロッコファンの羽根車の概略構造を示す図で
ある。

【図１０】シロッコファンから騒音が発生する原因を説
明するための図である。

【図１１】シロッコファンから発生する騒音を低減する
ための第１の構造例を示す図である。

【図１２】シロッコファンから発生する騒音を低減する
ための第２の構造例を示す図である。

【図１３】シロッコファンから発生する騒音を低減する
ための第２の構造例のいくつかの変形例を示す図であ
る。

【図１４】シロッコファンから発生する騒音を低減する
ための第３の構造例を示す図である。

【図１５】シロッコファンから発生する騒音を低減する
ための第３の構造例のいくつかの変形例を示す図であ
る。

【図１６】従来の典型的なファンフィルター装置の構造
を示す側面視の構成図である。

【図１７】ファンフィルター装置の使用例を示す図であ
る。

【図１８】図１６のファンフィルター装置から送り出さ
れる空気の風速分布を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１１上ケース１２下ケース１３空気取り入れ口１４吐き出し口（吐き出し面）１６遠心式ファン（シロッコファン）１６ａハウジング１６ｂ羽根車１６ｃハウジング出口部１６ｄ回転軸１６ｅハウジング舌部１６ｆ羽根１８フィルター（ＨＥＰＡフィルター）２４連結ダクト２５フィルターの上部空間２６隔壁２６ａ開口部２７遠心式ファンが配置された空間

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０４Ｄ 29/30 Ｆ０４Ｄ 29/30 Ｅ 29/44 29/44 ＱＷ 29/66 29/66 Ｎ 29/70 29/70 ＬＦターム(参考） 3H033 AA02 AA11 BB02 BB06 BB10 CC01 CC03 CC07 DD03 DD29 DD30 EE06 3H034 AA02 AA11 BB02 BB06 BB10 CC01 CC03 CC07 DD02 DD05 DD12 DD20 DD28 DD30 EE06 3H035 DD04 DD05 4D058 JA14 JB05 JB25 KA23 MA11 MA33 QA01 QA21 SA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気を濾過するフィルターと遠心式ファン
が隔壁を挟んで横に並ぶようにケース内に配置され、前記遠心式ファンによって外部から取り入れられた空気
が、前記遠心式ファンのハウジング出口部から連結ダク
トを通って前記フィルターの上部空間に送り出され、前
記フィルターを上面側から下面側に通過して清浄化され
た空気がケース底面の吐き出し口から外部に送り出され
るように構成され、前記フィルターの上部空間と前記遠心式ファンが配置さ
れた空間とを仕切る前記隔壁に略長方形の開口部が形成
され、前記ハウジング出口部と前記開口部とを接続する前記連
結ダクトが、上流側から下流側に向かって、平面視での
幅を徐々に広げながら側面視での幅を徐々に狭めること
により流路断面積が変化しない形状を有することを特徴
とするファンフィルター装置。
【請求項２】空気を濾過によって清浄化して送り出すフ
ァンフィルター装置に内蔵される遠心式ファンであっ
て、略円筒形のハウジングと、該ハウジングの内部で回
転する羽根車を備え、前記羽根車が軸方向の略中央部で
回転軸に接続され、前記ハウジングの両側から空気を吸
い込むように構成されていることを特徴とする遠心式フ
ァン。
【請求項３】前記羽根車を構成する各羽根が前記羽根車
の軸方向の略中央部で段違いになるように構成されてい
ることを特徴とする請求項２記載の遠心式ファン。
【請求項４】前記ハウジングの円筒状曲面と出口部との
境界部であるハウジング舌部と前記羽根車を構成する羽
根とが斜めになるように構成されていることを特徴とす
る請求項２又は３記載の遠心式ファン。
【請求項５】前記ハウジング舌部が前記回転軸に平行で
あり、前記羽根が前記回転軸に対して斜めになるように
構成されていることを特徴とする請求項４記載の遠心式
ファン。
【請求項６】前記羽根が前記回転軸に平行であり、前記
ハウジング舌部が前記回転軸に対して斜めになるように
構成されていることを特徴とする請求項４記載の遠心式
ファン。
【請求項７】請求項２から６のいずれか１項記載の遠心
式ファンと空気を濾過するフィルターが隔壁を挟んで横
に並ぶようにケース内に配置され、前記遠心式ファンに
よって外部から取り入れられた空気が、前記遠心式ファ
ンのハウジング出口部から連結ダクトを通って前記フィ
ルターの上部空間に送り出され、前記フィルターを上面
側から下面側に通過して清浄化された空気がケース底面
の吐き出し口から外部に送り出されるように構成されて
いることを特徴とするファンフィルター装置。