JP2004101067A - ファンフィルタユニットの逆回転検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体製造工場や病院などで使用されているクリーンルームのファンフィルタユニットが、正回転なのか逆回転となっているのかを容易に検知する。
【解決手段】ファンフィルタユニット（以下ＦＦＵ）のファンを正回転時と逆回転時とでその排気方向が変化するようになし、このファンが正回転時に空気を外部から吸入する吸入口をＦＦＵ本体上部に複数配設する。そしてファンが逆回転したときその排出流で開閉板を動作して前記吸入口を閉止すると共に、排出流を強制的に集束して前記吸入口近傍に設置した笛を通過させて外部に排出する。それによって逆回転を笛の鳴動で検知できる。
【選択図】　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリーンルームのファンフィルタユニットに関するもので、詳しくはファンフィルタユニット内のファンが誤結線などによって逆回転した時、それを音によって検知できるようにしたファンフィルタユニットの逆回転検知装置を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工場や精密機械工場、食品加工工場、病院などでは、塵埃や各種の雑菌を排除するためクリーンルームが多く使用されている。このクリーンルームには使用目的やクリーン度合いによって幾つかのグレードに分類が設けられている。しかしどのグレードによるものも室内を浄化するための手段としてファンフィルタユニット（以下ＦＦＵという）を使用している場合が多い。このＦＦＵは外部より供給される空気をファンで吸引し、内部に収容したフィルタを通過させて除塵、除菌し、清浄化した空気として室内に送り出し、クリーンルームとするようにしている。
このようなＦＦＵが数百から数千も設置されて１つのクリーンルームが構成される例が多いが、この設置時に各種の理由によってファンが逆回転してしまう場合が僅かな割合で発生するときがあった。
【０００３】
モータ動作回路の組立時ミスや誤配線、チェック時の操作ミスなど各種の理由によってファンが逆回転すると、本来清浄空気をクリーンルーム内に吹き出すべきものがクリーンルームから吸い出すことになって、ＦＦＵの機能が根本的に損なうことになる。そのため従来は僅かな確率で発生するかも知れない誤作動するＦＦＵを検出するため、ＦＦＵを天井などに取り付けるときその全数を検査するようにしていた。これは作業者がＦＦＵを天井などに取り付けたとき１台１台通電して回転方向を目で確認し、排出流の方向が正常に室内側に向かっているかを肌で感じる等してチェックするようにしていた。ところが取り付けたＦＦＵの数が数千台になるようなときは、通電する作業者と回転方向を確認するための作業者の両方に多くの労力が要求され、またどうしても誤認という問題が発生していた。
【０００４】
このような人的な無駄や誤認、誤判定という問題をなくすため回転体自身に直接検知手段を取り付けて自動認識させるという方法が提案されている。例えば特許文献１によるものは、電動送風機の動作回路に逆転起動判定回路を付加して電動送風機の回転方向を判定するようにしている。また機械的な逆転防止機構を組み込んだ特許文献２によるものは、オルゴールの回転駆動源の回転軸が逆転しようとしたとき、回転部材と回転体の当接部間に楔状の金具を挿入契合させるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１８０３０２号公報
【特許文献２】
特開平８−６１４５８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前者の電気的な手段で逆回転を検知するものも、後者の機械的な機構を組み込んで逆回転を防止するものも、いずれも新たな手段を付加しなければならず、そのため構成が複雑となりコスト上昇もさけられない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ＦＦＵのファン自身が発生する排出流を利用して逆回転を検知するようにしたものである。それによって構成が簡単で安価なＦＦＵの逆回転検知装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係るファンフィルタユニットの逆回転検知装置は、ファンフィルタユニット本体に逆回転時の通風路を設け、当該逆回転通風路に笛を形成して、当該笛の発生した音によってファンの逆回転を検知するようにしたことを特徴としている。前記逆回転通風路は正回転通風路と選択的に開放されるようにすればよい。
【０００９】
更に、本発明に係るファンフィルタユニットの逆回転検知装置は、正回転、逆回転で排出する排気方向を変えるようにした羽根をもつファンと、前記ファンを取り付けたファンフィルタユニット本体に設けた正回転時用空気吸入口と、前記本体の吸入口内側に設置され、ファン正回転時は自重で降下して吸入口を開放し、ファン逆回転時にはその排出流によって上昇して吸入口を閉止する吸入口開閉板と、前記開閉板近傍に設置され、ファン逆回転時にその排出流を吸入して音を発生する笛とを備え、笛の発生した音によってファンの逆回転を検知するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係わるＦＦＵの逆回転検知装置の具体的実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明による逆回転検知装置を備えたＦＦＵが使用されたクリーンルームの説明用概略構成図である。図においてクリーンルーム１の天井部２には幾つかの（図では４）のＦＦＵ群３Ａ〜３Ｄが設置されていて、通常１０〜１５個のＦＦＵで１つの群が形成され、この群単位でＦＦＵ３の起動や停止が制御される。４は給気ダクトで外部からの空気が供給されている。給気ダクト４からの空気はＦＦＵ３内のファンによっても吸引され、ＦＦＵ内のフィルタを通過して除塵、除菌が実施され、清浄空気としてクリーンルーム１内に送り込まれる。室内１に送り込まれた空気は矢印５のような空気流となって壁面に設けた排気口６より排気流７として外部に排出される。
【００１１】
図２はＦＦＵ本体８の説明用正断面図で、図３はその平面図である。本体８内にはフィルタ９とモータ１０が設置される。フィルタ９は使用目的に応じて高性能フィルタ（ＨＥＰＡ）、超高性能フィルタ（ＵＬＰＡ）、またはケミカルフィルタが使用される。モータ１０は本体８に固定された受け台１１に取り付けられ、ファン１２が軸支されている。そしてこのファン１２は正回転時と逆回転時とでその排出方向が変化するよう予め羽根形状が設計されている。この例では図３の矢印１３のよう反時計方向にファン１２が回転するのを正回転とし、その時羽根によって作り出される空気流５は図２のようにファン１２から下方室内１方向に向かって吹き出される。
【００１２】
今、仮にファン１２が矢印１３のように正回転したとすると、ファン１２は本体８上部に同心円状に設けた複数の正回転時用空気吸入口１４より空気を取り込んでフィルタ９を通過させ、図２のように下方へ空気流５として排出する。そして逆にファン１２が逆回転したとすると、ファン１２は室内１側から空気を取り込んでフィルタ９を通過させ、本体１上部より空気を排出する。この時詳細は後に説明するが、前記正回転時用空気吸入口１４が閉止して吸入口近傍に設置した笛１５に空気を通過させて外部に排出させる。この笛１５を通過するとき音が発生するが、笛１５は図３のように吸入口１４に沿って同心円状に複数配置されている。このような構成のＦＦＵ３が複数まとまって図１の各群３Ａ〜３Ｄとなり、このＦＦＵ群がクリーンルーム１の天井２に設置される。
【００１３】
尚、ファン１２の羽根構造は任意のものを採用できるが、その回転方向が正逆変化したとき排出流の吹き出す方向も逆転するようになっていればよい。例えばモータ１０の垂直回転軸に対して角度を持たせた羽根としておけば、排出流はその回転方向によって変化する。
【００１４】
図４は空気吸入口１４と笛１５の関係を説明するための正面略図である。本体８の上部には図３の平面図で明らかなように複数の正回転時用空気吸入口１４が同心円状に配設されている。そしてこの各吸入口１４の下側には、吸入口開閉板１６が蝶番１７などによって取り付けられる。開閉板１６は通常自重によって蝶番１７を支点として降下しており、本体８に植立したピン１８によってその位置が規定される。このピン１８に開閉板１６が接しているとき吸入口１４は開放され、ここから空気が吸引されてＦＦＵ３内部に取り込まれる。
【００１５】
このような開閉板１６が各吸入口１４毎に設置され、モータ１０が正回転しているとき開閉板１６は自重で降下して全吸入口１４を開放している。そしてモータ１０が動作するとファン１２はモータ軸１９を中心に回転し、その羽根が全吸入口１４より空気を吸引し、図１、２に示した空気流５として室内１に送り込む。
【００１６】
一方、笛１５は図３のように吸入口１４の開閉板１６近傍に複数配される。笛１５は基部２０から終端方向に向かって拡がった漏斗状２１の形状をしていて、基部２０がＦＦＵ本体８に固定されている。そして基部２０内には気圧差によって音を発生するようにした発音部が設けられている。ファン１２が逆回転し、クリーンルーム１内から空気を吸い込んで本体８内部から外部へ排出しようとするとき、ファン１２から排出された空気を漏斗状部２１が取り込み、基部２０を通過させて本体８外部へ排出する。この時基部２０内の発音部が音を発生する。図では漏斗状部２１に向かう空気の流れを矢印２２で示している。
【００１７】
ファン１２が逆回転し、本体８外部へ排出しようとする空気流２２は漏斗状部２１近域だけに発生するのではなく、前記した開閉板１６近域でも発生する。この開閉板１６近域で発生した空気流（図の２３）は、ピン１８で係止していた開閉板１６を蝶番１７を支点として上昇させ吸入口１４を閉止する。吸入口１４が閉止されるとファン１２からの逆回転排気流は行き場が無くなり、一層漏斗状部２１へ集中していく。基部２０内では漏斗状部２１で集められた空気が急速に圧縮され、高速移動して本体８外に排出されていく。このとき発音部がその機能を発揮する。
【００１８】
このような笛１５を吸入口１４の開閉板１６近傍に設置するが、ファン１２の逆回転が停止すると上昇流２３が無くなって開閉板１６が降下し、吸入口１４を開放する。そして漏斗状部２１は上昇流２２を捉えられなくなって発音部の機能が停止する。
【００１９】
以上のように本発明では、ファン１２が回転しているときは開閉板１６を自重で降下させて吸入口１４を開放し、そこから空気を取り込んでクリーンルーム１内へ流し込むようにした。そして何等かの理由によってファン１２が逆回転したとき、ファン自身が発生する排出流を利用して前記開閉板１６を上昇させて吸入口１４を閉止し、そこから排出流が逸散するのを防ぐようにすると共に、開閉板１６近傍に設置した漏斗状部２１に排出流を集中させてそこを通過するとき笛としての機能を作動させるようにした。そして音によって異常であることが検知されたＦＦＵ３は、不具合箇所を修復したりあるいは正常品と交換するなどして復帰させる。
【００２０】
図５は他の実施形態を図３に合わせて示した平面図で、図３と同じ部材には同じ番号を付してある。同図において２４は本体８上部の吸入口１４近傍に設けた排出口で、ファン１２が逆回転したとき、その上昇流（図４の２２、２３）を本体８外部に排出するもので、図では四角状にしたものが２つ示されている。これは図４の場合、全ての上昇流２２、２３を笛１５の漏斗状部２１で集めて本体８外部に排出しているが、この上昇流は開閉板１６の上昇と笛１５を鳴動させるだけのエネルギーだけあればよい。従ってそれ以外のエネルギーは余分なものとして排出口２４より排出させるようにした。排出口２４の数や大きさは前記必要エネルギーと関連づけて定めれば良く、その配置する位置も吸入口１４近傍にこだわることはない。
【００２１】
また笛が発生する音は、その機能上から１つのＦＦＵ３から１つだけが発生すればよいから、１つだけを残して他の基部２０から発音部を除去して上昇流を排出させるためだけの笛１５としておくことも有効である。図では笛１５の設置数を吸入口１４より少なくした例となっている。同じように開閉板１６が設置されていない吸入口１４だけのものを幾つか配置すれば、排出口２４を新たに設けることなく余剰エネルギーを排除することが出来る。
【００２２】
さらに笛１５の漏斗状部２１は空気流を捉えて集束するためのものであるから、風を捉えやすい形状が好ましいが、その大きさはファン１２の回転数や羽根の形状などによって影響される上昇排出流の量と関連づけて定めることが出来る。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、ＦＦＵのファン１２自身が発生する排出流を利用して逆回転を検知できるようにしたから、構造簡単で安価な装置を提供することが出来る。しかも視覚だけに頼ることなく聴覚によっても判断できるようにしたので、作業者の負担を大幅に軽減することが出来る。また図１のようにＦＦＵ３を群管理している場合は、１つの群に対して一度のチェックで合否を判定できるから、作業の効率を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による逆転検知装置を備えたファンフィルタユニットが使用されたクリーンルームの説明用概略構成図である。
【図２】ファンフィルタユニット本体の説明用正断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】空気吸入口と笛の関係を説明するための図である。
【図５】他の実施形態を図３に合わせて示した平面図である。
【符号の説明】
１………クリーンルーム、２………天井、３………ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）、４………給気ダクト、５………空気流、６………排気口、７………空気流、８………本体、９………フィルタ、１０………モータ、１１………受け台、１２………ファン、１３………正回転方向、１４………正回転時用空気吸入口、１５………笛、１６………吸入口開閉板、１７………蝶番、　１８………ピン、１９………モータ軸、２０………基部、２１………漏斗状部、２２………空気流、２３………空気流、２４………排出口。

Claims (3)

1. ファンフィルタユニット本体に逆回転時の通風路を設け、当該逆回転通風路に笛を形成して、当該笛の発生した音によってファンの逆回転を検知するようにしたことを特徴とするファンフィルタユニットの逆回転検知装置。
2. 前記逆回転通風路は正回転通風路と選択的に開放されるようにしてなることを特徴とする請求項１記載のファンフィルタユニットの逆回転検知装置。
3. 正回転、逆回転で排出する排気方向を変えるようにした羽根をもつファンと、前記ファンを取り付けたファンフィルタユニット本体に設けた正回転時用空気吸入口と、前記本体の吸入口内側に設置され、ファン正回転時は自重で降下して吸入口を開放し、ファン逆回転時にはその排出流によって上昇し吸入口を閉止する吸入口開閉板と、前記開閉板近傍に設置され、ファン逆回転時にその排出流を吸入して音を発生する笛とを備え、笛の発生した音によってファンの逆回転を検知するようにしたことを特徴とするファンフィルタユニットの逆回転検知装置。

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