JP2004522125A

JP2004522125A - ファンユニット

Info

Publication number: JP2004522125A
Application number: JP2002567751A
Authority: JP
Inventors: リー、ゾン・タン
Original assignee: キョド−アライド・インダストリーズ・リミテッド
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP4781609B2; DE60105321D1; EP1364169A1; DE60105321T2; EP1364169B1

Abstract

空気流通面内において、空気を複数の方向に発射する構造のファンブロワー(12)を備えるファンユニットが設けられる。第１および第２の案内表面(27A,27B)が、空気流の面内においてファンブロワーの第１の側に配置されて、壁の一部(25A)と一緒に、第１の空気流チャンネルに至る第１の空気流通路を規定し、第３および第4の案内表面(27C)(27D)が、空気流通面内において、ファンブロワー(12)の第２の反対側に配置されて、壁手段(25B)とともに、第２の空気流チャンネルに至る第２の空気流通路を規定し、案内表面(27A,27B,27C,27D)は、互いに同一である別の案内手段(24A,24B,24C,24D)に装着される。

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、ファンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近代の生産および／または試験設備においては出力対象の品質を保証するために空気中の多数の粒子を制御することが普通である。それが、ウエハダイスであろうと、コンパクトディスクであろうと、メモリーディスクダイスであろうと、クリーンルーム内の粒子の含有量を受け入れ可能な水準に保つためばかりでなく、空気をクリーンルーム内の作業員達のための快適な作業環境を維持するために循環させるためにも、有効なファンフィルターユニットが必要である。
【０００３】
しかしながら、そのような強力なファンフィルターユニットは、過剰な騒音を発生する。騒音を減らすために、空気の流れに接する導管に沿って、ファンフィルターユニットまで、または、その内部まで絶縁部材を裏打ちすることが知られている。しかしながら、時間の経過とともに、粒子やファイバーが表面から剥離してクリーンルームの設備を汚染する。
【０００４】
ファンフィルターユニットに関連する問題は、複層のウエハを組み立てるプラントのような限られた空間またはエンクロージャー内においては特に悪化する。この発明は、限られた空間によって、天井の高さを３メートルよりも小さく想定する。低い天井は、ファンフィルターユニットからの騒音を特に強調する原因をなす。
【０００５】
これまでに、ファンフィルターユニットからの騒音を最小化する１つの装置が、下記の特許文献１に当出願人によって示唆されている。また、ファンフィルターユニットからの騒音を最小化する別の装置は、当出願人による下記の特許文献２に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】WO99/11984号
【０００７】
【特許文献２】GB特許出願第9923163.1号
この開示においては、空気流の面内においてファンブロワーの向き合う両側に配置された１対の案内部材を用いることによって、ファンが時計方向、反時計方向のいずれに回転するかには関係なく、、空気流を２つの案内部材の間に案内するために用いられることができるファンユニットが設けられ、各案内部材は、ファンを収容するためにファン向き合うインデントを備え、各案内部材は、ファンとインデントの中央を通って形成される空気流の面に直角な１つの対称面を中心に対称である。好ましい具体例においては、案内部材が、実質的にＷ状の形態を備える。このＳ字状またはＷ字状の案内部材は、製造と組み込みには相対的に嵩高であり、複雑である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、ユニットを通る汚染物を増加させることなく騒音を減少するファンユニットを見出したものであり、前記ファンユニットは製造が容易で高いパワー効率を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、この発明は、１つの空気の流れの面内において空気を複数の方向に発射する構造のファンブロワーであって、
空気の流れの面内において、ファンブロワーの第１の側に配置された第１および第２の案内表面を有し、
第１および第２の案内表面は、一緒になって、第１の空気流チャンネルに至る第１の空気流の通路の径方向外側の少なくとも一部の限界を規定し、
空気の流れの面内においてファンブロワーの第２の、反対の側に配置された第３および第４の案内表面を有し、第３および第４の案内表面は、一緒になって、第２の空気流チャンネルに至る第２の空気流通路の径方向外側の少なくとも一部の限界を規定し、
第１、第２、第３、および、第４の案内表面は、別体の案内手段に装着されているファンブロワーを提供する。
【００１０】
各空気流通路用の案内を一対の別体の案内表面から構築することによって、ファンユニットの構造が極めて簡単になる。比較的小さい多数のパーツから広範な構造体が構築可能である。
各案内表面は、任意の適当な形状に製造することが可能である。それは湾曲状でも直線状でも差し支えない。第１および第２の空気流通路は、案内表面によって、径方向外側に、そして、ファンブロワーの周辺部によって径方向内側に規定される。空気流の通路は、任意の適当な形態であってよい。それらは、直線状であって差し支えないが、好ましくは、空気流通路が湾曲される。空気流の通路は、ファンブロワーの回転方向に角度をなして拡散することが好ましい。
【００１１】
第１および第２の空気流の通路は、それぞれの案内の対のみによって径方向外側に規定されることができる。その代わりに、空気流の別の部分を規定する追加的な案内体があってもよい。
特に好ましい具体例においては、ファンユニットは、ファンブロワーの第１の側に第１の壁手段を有し、第１の案内表面は、第１の部位において第１の壁手段に接しており、第２の案内表面は、第１の部位から離間した第２の部位において第１の壁手段に接しているので、第１および第２の部位の間の第１の壁手段の部分は、別の案内表面を有効に規定しており、ファンユニットは、ファンブロワーの第２の側に第２の壁手段を有し、第３の案内表面は、第１の部位において第２の壁手段に接し、第４の案内表面は、第１の部位から離間した第２の部位において第２の壁手段に接しているので、第１および第２の部位の間の第２の壁手段の部分は、別の案内表面を有効に規定している
少なくとも４つの案内手段が提供され、第１の案内手段は、第１の案内表面を含み、第２の案内手段は第２の案内表面を含み、第３の案内手段は、第３の案内表面を含み、第４の案内手段は、第４の案内表面を含む。
【００１２】
各案内手段が、１つの追加的な案内表面を有し、異なる１つの面で第１、第２、第３および第４の案内表面に面することが好ましい。案内手段の追加的な案内面は、空気流の通路が空気流のチャンネルに進入する部位において、流れの滑らかな通路の提供を支援する。
【００１３】
特に好ましい具体例においては、少なくとも第１と第３の案内手段が互いに同一であり、好ましくは全案内手段が互いに同一である。このことは、ただ１つのタイプの案内手段を製造すれば済むので製造と構造を特に簡単にする。
この案内表面、および、各案内手段の現行の追加的な案内表面は、任意の形態を取ることができ、好ましくは直線状か湾曲状である。案内表面から追加案内表面に至る遷移域は点によって規定される。しかしながら、それは、空気の流れを改善し、騒音を減少するために滑らかな湾曲遷移表面によって規定されることが好ましい。
【００１４】
好ましくは、第１の案内表面が、第２の案内表面よりもファンブロワーの軸に近接している。同様に、第３の案内表面は、第４の案内表面よりもファンブロワーの軸に近いことが好ましい。このように、拡散状の流れの通路が提供される。好ましくは、第１および第３の案内表面が、ファンブロワーの軸から等距離に配置され、第４および第２の案内表面が互いにファンブロワーの軸から等距離に配置される。このようにして、合理的で対称な構造体が達成される。
【００１５】
この構造体においては、ファンブロワーは、それが機能するために正確な方向に回転しなければならない。特に、ファンブロワーは、空気流の通路のはばを増す方向に回転しなければならない。
好ましくは、案内手段は同一であり、各案内手段は遷移域を通る鏡面を中心に対称であるから、それは案内表面と、追加表面を持ち、追加表面は実質的に、案内表面と同一である。案内手段は、相対的に容易に再配置できるので、案内表面のこの配置はふぁんを反対の方向に適切に回転させることができる。特に、案内表面の配置は、ファンが第１の方向に回転する案内面の配置、鏡面がファンブロワーの軸を通る案内面の配置の鏡像でなければならない。
【００１６】
好ましくは、第１および第２の空気流チャンネルはそれぞれ、空気流を転向させるために空気流の方向に対して或る角度をなして設けられた第１のバッフルに至る。空気流は下方に向けられることが好ましい。
垂直方向が、ファンから射出された空気面に対して直角をなす方向とされる。
【００１７】
好ましくは、第１および第２の空気流チャンネルは、それぞれ、空気流を更に転向させるために第１のバッフルから到達する空気流の方向に対して或る角度をなして設けられる第２のバッフルを有する。適切には、第２のバッフルが、第１のバッフルの下に装着される。第１および第２のバッフルは、一緒になって、各空気流を最小の乱流を伴って９０度〜１８０度の範囲の角度だけ転向させる。
【００１８】
第１および第２のバッフルは、好ましくは、バッフル同士の間の距離がファンから離れるにつれて直線方向に減少するように、互いに対し傾斜される。これらのバッフルは、空気が案内を離れるにしたがって、空気が、第１のバッフルによって第２のバッフルに向かって転向されるように配置され、第２のバッフルは、空気を１つの導出口から外に向けるように配置されている。
【００１９】
好ましくは、第１のバッフルまたは第２のバッフルが、最も好ましくは、これらの両方が、音の吸収を改善するために穿孔された材料を有する。
好ましくは、第１のバッフルが、空気流の面に対して４０度〜６０度、好ましくは４５度、の角度をなして設けられる。好ましくは、第２のバッフルが、ファンから空気流の面に対して５度〜１０度、好ましくは１０度の角度で配置される。
【００２０】
好ましくは、第１および第２の空気流チャンネルが、それぞれ、空気流を転向させるための最終のバッフルを備える。好ましくは、最終のバッフルが、空気流を下方に転向させる。好ましくは、最終のバッフルは、ファンブロワーの真下に装着される。好ましくは、第１および第２の空気流チャンネルが、互いに接してほぼＶ字状の構造を形成する。
【００２１】
好ましくは、ファンユニットがハウジングを有する。
好ましくは、ファンブロワーと案内表面が、ベースプレートに配置される。
好ましくは、ユニットが更に、空気をファンに引き込むための導入口を備えるベースプレートに連結された上部ハウジングを有しており、ファンと案内は、上部ハウジングとベースプレートの間に配置される。好ましくは、ハウジングが、側部セクションを有し、各空気流チャンネルと連通する空気導出口が、ベースと側部セクションと、上部ハウジングの間の間隙部によって形成される。好ましくは、側部セクションが上に説明したように壁手段を備える。この側部セクションは、上部ハウジングと一体であることができる。
【００２２】
好ましくは、別のバッフルが、側部セクションとベースプレートの間の間隙部に少なくとも部分的に配置されている。
上記の構造においては、好ましくは、ベースプレートが、ベースプレートと上部ハウジングの上表面との間の距離が、側部セクションがその分だけハウジングの上面から突出する距離よりも小さいように、ハウジングに対して配置される。側部セクションとベースプレートの間にも間隙部があって、ファンユニットの導出口を形成している。ハウジングの側部セクションとベースプレートの間の間隙部は、理想的には、少なくとも下部バッフルをこの間隙部内に収容するために充分に大きくなければならない。
【００２３】
好ましくは、ファンユニットがフィルターを有する。
案内の形態は、ファンユニットから騒音を減少する。また、案内の形態は、ユニット内を循環する空気の速度を速める。したがって、下部のパワーがファンを同じ循環速度を達成するための駆動に使用されるので、より効率的なファンユニットが製造されることができる。
【００２４】
この発明のファンユニットは、第１にクリーンルームにおける使用を目的としている。したがって、このユニットは、フィルターを有することが好ましい。一般に、このフィルターは、ユニットのベースプレートの下に配置される。
この発明の案内および／またはバッフルは、好ましくは、硬質の材料、より好ましくは金属から製造される。案内および／またはバッフルは、穿孔されても良い。
【００２５】
この発明のファンユニットは、ユニットを通過する空気流と接触する従来の音響絶縁材料を備えていない。音響絶縁材料は、ファンユニットに含まれることができるが、バッフル、または、壁手段のような硬質の構造体によって別体とされることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
この発明は、従来技術のエネルギーの利用に較べて相当に大きい利点を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明は、下記の非限定的な具体例を参照しつつ説明される。
図１は、ファンフィルターユニットの組み立て分解図を示す。説明を明瞭にするために、フィルターは図示しない。回転可能なファンブロワー１２がベースプレート１４に配置されている。ファンブロワー１２のための装着プレート２０が、ベースプレート１４の反対側においてファンブロワー１２に設けられている。ファンブロワー１２は、ベースプレート１４、上部ハウジング１６、および、端部セクション２２から形成されるハウジング内に配置されている。上部ハウジング１６は、使用時に、空気導入口がファンブロワー１２の上方に位置するように、その中心に位置する空気の導入口１８を有する。ファンブロワー１２は、従来タイプのブロワーである。それは、ベースプレート１４の反対側においてファンブロワー１２に配置されている(図示しない)モータによって回転される構造である。ファンブロワーが回転するとともに、空気が導入口１８を経て引き込まれ、ファンブロワーの回転方向に対して接線の方向に向かって排出される。
【００２８】
ファンブロワーは、また、一方の側に第１および第２の案内手段２４Ａと２４Ｂ、および、他方の側に第３、第４の案内手段２４Ｃ、２４Ｄを備える。案内手段の形状は、図３に関連して以下に別に説明されるであろう。
上部バッフル２６Ａおよび２８Ｂ、および、下部バッフルは、これらのバッフルがファンブロワー１２、案内手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、および端部セクション２２の間に位置するように、ユニットの両端部に設けられる。
【００２９】
図２は、図１のファンフィルターの内部における空気流の方向を示す。前に説明した通り、空気はブロワー１２の回転によって、導入口１８を通って引き込まれる。ファンブロワー１２は、ベースプレート１４上に配置される。ファンブロワーの回転は、空気をファンブロワーからバッフル２６Ａ、２６Ｂ、２８Ａ、２８Ｂに向かうように強制する。バッフルの配置方向は、空気をベースプレートに配置されたブロワーから遠ざかる方向からベースプレート１４の直下に配置された導出口１９から出る方向へと反転させる。空気は、次いで、導出口１９の真下に配置されたフィルター３２を通過して移動する。
【００３０】
図３は、図１、図２の組み立てられたファンフィルターユニットの平面図を示す。ファンブロワー１２は、案内手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、および、２４Ｄの間の空間に配置されている。ファンフィルターユニットの一方の側には、第１の案内表面２７Ａと、第２の案内表面２７Ｂが存在する。これらの案内表面は、壁２５Ａの一部に沿って、狭窄部３０を介して、上部バッフル２６Ｂに至る空気流の通路の径方向外側限界を規定する。第３の案内表面２７Ｃと第４の案内表面２７Ｄは、ファンブロワーの他方の側に配置されており、これらの間の壁２５Ｂの一部とともに、狭窄部３１を介して上部バッフル２６Ａに至る空気流の第２の通路の径方向外側限界を規定する。各案内手段は、追加的な案内表面３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、および、３２Ｄをそれぞれ有することがわかる。追加的な案内表面３２Ａと３２Ｃは、これらの間に、狭窄部３１から導かれる拡散する流れの通路を規定することがわかる。追加的な案内表面３２Ｂと３２Ｄは、これらの間に、狭窄部３０から導かれる拡散する流れの通路を規定する。
【００３１】
案内手段２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃおよび２４Ｄは、他方の案内手段と形状が同一である。各案内手段は、滑らかな湾曲案内表面と滑らかな追加的な湾曲案内表面とを備えており、これらの間には、滑らかに湾曲する遷移ゾーン３３を備えている。この滑らかな湾曲遷移ゾーンは、乱流を減少し空気流の速度を改善するために設けられる。滑らかな湾曲部分３３Ａの中心からファンブロワーの中心線までの距離ａは、ファンブロワーの中心線から遷移部分３３Ｂの中心線までの距離ｂよりも小さいことも図３から明らかである。
【００３２】
同様に、他方の側においては、ファンブロワーの中心線から遷移部分３３Ｄの中心までの距離ｄが、ファンブロワーの中心線から遷移部分３３Ｃの中心までの距離ｃよりも小さい。このように、同一形状の案内手段を備えることによって、ファンブロワーの周囲を囲んで拡散する空気流の通路が提供される。
【００３３】
案内２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃおよび２４Ｄは、(点線の円で示される)ファンブロワー１２からの放出空気を受け入れて、空気流を最小量の乱流を伴ってバッフル２６、２８に向かって案内する。この図は上面図なので、下部のバッフル２８は明確には示されていない。
【００３４】
上部のバッフル２６は、ブロワー１２から放射される空気の平面に対して約４５度の角度で配置されており、空気を案内２４から拡散する。下部バッフル２８は、空気流の面に対して約１０度の角度で配置されており、空気流をベースプレート１４の下方に再指向する。
【００３５】
図４、５および６は、ファンユニットからの２つの結果を示す。図５は、ファンユニット内の１５個所異なる部位において行われた測定値を平均した空気速度のプロットを示す。ファンユニット内の１５箇所の配置は図４に示されている。同様に、図６は、ファンブロワーの回転周波数に対して、前記と同じ１５箇所の異なる部位において測定した騒音レベルの平均値のプロットを示す。
【００３６】
この騒音レベルは、ファンから１メートルだけ離れた距離において測定されたデシベル値である。
空気案内とバッフルとが存在するときの方が遥かに卓越した結果が提供されることがわかる。したがって、この発明は、ファンに対する同一量の駆動パワーで、増大した空気循環作用をもたらす大きな空気速度を可能にする。それゆえに、この発明は、従来技術のエネルギーの利用に較べて相当に大きい利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の具体例の正面図を右から斜めに眺めた組み立て分解図。
【図２】図1の具体例の書面前方断面図。
【００３８】
【図３】図２のＡ‐Ａ断面の上から眺めた平面図。
【図４】空気流の速度が図５のために測定されたファンフィルター内のロケーション。
【図５】この発明を伴う場合と、伴わない場合のファンフィルターユニットのファンブロワーの空気流の平均速度と回転周波数の関係を示すチャート。
【図６】この発明を伴う場合と、伴わない場合のファンフィルターユニットのファンブロワーの平均騒音レベルと回転周波数の関係を示すチャート。

Claims

１つの空気の流れの面内において空気を複数の方向に発射する構造のファンブロワーであって、
空気の流れの面内において、ファンブロワーの第１の側に配置された第１および第２の案内表面を有し、
第１および第２の案内表面は、一緒になって、第１の空気流チャンネルに至る第１の空気流の通路の径方向外側の少なくとも一部の限界を規定し、
空気の流れの面内においてファンブロワーの第２の、反対の側に配置された第３および第４の案内表面を有し、第３および第４の案内表面は、一緒になって、第２の空気流チャンネルに至る第２の空気流通路の径方向外側の少なくとも一部の限界を規定し、
第１、第２、第３、および、第４の案内表面は、別体の案内手段に装着されているファンブロワー。
ファンユニットは、ファンブロワーの第１の側に第１の壁手段を有し、第１の案内表面は、第１の部位において第１の壁手段に接しており、第２の案内表面は、第１の部位から離間した第２の部位において第１の壁手段に接しているので、第１および第２の部位の間の第１の壁手段の部分は、別の案内表面を有効に規定しており、
ファンユニットは、ファンブロワーの第２の側に第２の壁手段を有し、第３の案内表面は、第１の部位において第２の壁手段に接し、第４の案内表面は、第１の部位から離間した第２の部位において第２の壁手段に接しているので、第１および第２の部位の間の第２の壁手段の部分は、別の案内表面を有効に規定している請求項１に記載のファンユニット。
全案内手段は、互いに同一である請求項１〜３のいずれか１に記載のファンユニット。
第１および第２の空気流チャンネルは、それぞれ、空気流を転向させるために空気流の方向に対して１つの角度をなして設けられる第１のバッフルに至る請求項１〜４のいずれか１に記載のファンユニット。
第１および第２の空気流チャンネルは、更に、第１のバッフルから到達する空気流の方向に対して１つの角度をなして設けられる第２のバッフルを有し、空気流を更に転向させる請求項４に記載のファンユニット。
第１のバッフル、第２のバッフル、または、これらの両バッフルが穿孔された材料を有する請求項１〜５のいずれか１に記載のファンユニット。
第１および第２の空気流は、それぞれ、空気流を転向させるための最終のバッフルを有する請求項４〜６のいずれか１に記載のファンユニット。
ファンユニットがフィルターを有する請求項１〜７のいずれか１記載のファンユニット。
各案内手段は、案内手段が、第１の案内表面と、実質的に同一の追加的案内表面を有するように、鏡面を中心として実質的に対称である請求項１〜８のいずれか１に記載のファンユニット。
案内手段は、ファンユニット内で再配置することができる請求項９に記載のファンユニット。