JP2006275311A

JP2006275311A - ファンフィルターユニット

Info

Publication number: JP2006275311A
Application number: JP2005090914A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Osada; 篤長田; Kazuhiro Saito; 和大斎藤; Kazuo Ogino; 和郎荻野; Hitoshi Nozu; 仁志野津
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】半導体工場、食品工場などの清浄空間を必要とするクリーンルームで使用されるファンフィルターユニットにおいて、低騒音で効率を向上し、チャンバー高さを低くし、かつ、吹出し風速の均一化をはかることができるファンフィルターユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】チャンバー１０１内部に複数の遠心ファン１０２を有することによって、ファン１つあたりの軸方向高さ、及び、ファン外径が小さくなるので、チャンバーの高さを低くでき、ファン裏側の低風速の領域を小さくして風速分布を均一にすることができるファンフィルターユニットが得られる。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体工場、食品工場などの清浄空間を必要とするクリーンルームで使用されるファンフィルターユニットに関するものである。

従来、この種のファンフィルターユニットは、ファンとフィルターの間に二つの遮蔽板を有し、チャンバー内部及び遮蔽板に吸音材を貼着したものが知られている（例えば特許文献１参照）。

以下、この種のファンフィルターユニットについて、図６を参照しながら説明する。

図６に示すように、上流側に吸込口を有した下流側が開口した空気吹出用のチャンバー１０１の内部にファン１０２を取り付け、下流側開口部にフィルター１０３を取り付けたファンフィルターユニットにおいて、ファン１０２とフィルター１０３の間に吸音材１０４を貼着した第一遮蔽板１０５を取り付けると共に、チャンバー１０１の側壁には第一遮蔽板１０５のフランジに一定の間隔をおいて第二遮蔽板１０６を配置したものであった。
特開平６−１５９７５２号公報

このような従来のファンフィルターユニットでは、吹出し風速の均一化をはかるための遮蔽板が必要であり、遮蔽板による圧力損失が大きく、騒音が増加するという課題があり、圧力損失を小さくし、高効率、低騒音にすることが要求されている。

また、遮蔽板を送風機の下流側に設けることにより、チャンバーの高さが高くなるという課題があり、チャンバーの高さを低くすることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、低騒音で効率を向上し、チャンバー高さを低くし、かつ、吹出し風速の均一化をはかることができるファンフィルターユニットを提供することを目的とする。

本発明のファンフィルターユニットは、上記目的を達成するために、上流側にベルマウス状のオリフィスを形成した下流側が開放されているチャンバーを有し、このチャンバーの下流側にフィルターが取り付けられ、チャンバー内部に電動機を下流側に備えた複数の遠心ファンを有し、その各々の電動機が、チャンバーの側面または吸込口を有する面に取り付けられた各々の固定台に固定されたものである。

この手段により、ファン１つあたりの軸方向高さ、及び、ファン外径が小さくなり、チャンバーの高さが低くなり、ファン裏側の低風速の領域を小さくし、風速分布を均一にすることができるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、上流側にベルマウス状のオリフィスを形成した下流側が開放されているチャンバーを有し、このチャンバーの下流側にフィルターが取り付けられ、チャンバー内部に電動機を上流側に備えた複数の遠心ファンを有し、その各々の電動機が、チャンバーの吸込口を有する面に取り付けられたものである。

この手段により、ファン１つあたりの軸方向高さ及び、ファン外径が小さくなり、チャンバーの高さが低くなり、ファン裏側の低風速の領域を小さくし、風速分布を均一にすることができ、かつ固定台を省くこともできるので、組立て性、メンテナンス性が改善されたファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、遠心ファンの羽根出口角の向きが後向きであるものである。

この手段により、周方向に方向性を持たない吹出し流のためにスクロール等を有しない単純な構造にでき、かつ、高い機外静圧を要するような場合でも、必要な風量を確保することができるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、遠心ファンの数が２つであり、かつ、下流側が開口しているチャンバー形状が、正方形または長方形であり、２つのファンの回転軸がチャンバー形状の正方形または長方形の対角線上に配置されたものである。

この手段により、ファンフィルターユニットを複数用いる際の配列に適した正方形または長方形のチャンバー形状において、ファン径を最も大きく、または、風路を広く取ることができ、送風効率の良いファンフィルタ-ユニットが得られる。

また、他の手段は、チャンバー内壁面に取り付けた板状の整流手段を備えたものである。

この手段により、板を取り付けるだけの単純な構造で、複数のファンから流出した流れが互いに衝突するのを抑制したり、チャンバー内の低風速領域に流れを導いたりすることができ、流れの衝突による損失を低減すると共に、流れの衝突によって発生する乱流騒音を低減することができるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、複数のファンは各々または二種類以上の異なる枚数を持つものである。

この手段により、各ファンから発生するＮＺ音（回転数Ｎ［ｓｅｃ−１］×Ｚ［枚］）の周波数が一致せずに離散周波数騒音を低減し、また、ＮＺ音周波数が近接した場合にはうなり音を低減することができるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、複数のファンは各々または二種類以上の異なる定格回転数としたものである。

この手段により、この手段により、複数のファンの回転数が近接しているときに生じるうなり音を抑制することができるファンフィルターユニットが得られる。

本発明によれば、チャンバー内部に複数の遠心ファンを有することによって、ファン１つあたりの軸方向高さ及び、ファン外径が小さくなり、チャンバーの高さが低くなり、ファン裏側の低風速の領域を小さくし、風速分布を均一にすることができるファンフィルターユニットを提供できる。

また、チャンバー内に内部流れの整流手段を備えることにより、流れの衝突による損失を低減すると共に、流れの衝突によって発生する乱流騒音を低減することができるファンフィルターユニットを提供できる。

また、回転している複数のファンから起こるうなり音防止手段を備えることにより、離散周波数騒音や、うなり音を低減したファンフィルターユニットを提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、チャンバー内部に電動機を下流側に備えた複数の遠心ファンを有し、その各々の電動機が、チャンバーの側面または吸込口を有する面に取り付けられた各々の固定台に固定されたファンフィルターユニットであり、ファン１つあたりの軸方向高さ及び、ファン外径が小さくなり、チャンバーの高さが低くなり、ファン裏側の低風速の領域を小さくし、風速分布を均一にすることが可能となる。

また、請求項２記載の発明は、チャンバー内部に電動機を上流側に備えた複数の遠心ファンを有し、その各々の電動機が、チャンバーの吸込口を有する面に取り付けられたファンフィルターユニットであり、ファン１つあたりの軸方向高さ及び、ファン外径が小さくなり、チャンバーの高さが低くなり、ファン裏側の低風速の領域を小さくし、風速分布を均一にすることができ、かつ固定台を省くこともできるので、組立て性、メンテナンス性の改善が可能となる。なお、吸込み口を有する面において強度などに問題がある場合などは、リブを通して補強したり、面上の強度が十分な場所を支持部分とした固定台に原動機とファンを取り付けたりしても良い。

また、請求項３記載の発明は、遠心ファンの羽根出口角の向きが後向きのファンフィルターユニットであり、シロッコファンのようにスクロールを有さなくとも十分な送風性能があるため、単純な構造にでき、かつ、高い機外静圧を要するような場合でも、必要な風量を確保することが可能となる。

また、請求項４記載の発明は、遠心ファンの数が２つであり、かつ、下流側が開口しているチャンバー形状が、正方形または長方形であり、２つのファンの回転軸がチャンバー形状の正方形または長方形の対角線上に配置されたものであり、ファンフィルターユニットを複数用いる際の配列に適した正方形または長方形のチャンバー形状において、ファン径を最も大きく、または、風路を広く取ることができ、送風効率の向上が可能となる。

また、請求項６記載の発明は、チャンバー内壁面に取り付けた板状の整流手段を有するものであり、複数のファンから流出した流れが互いに衝突するのを抑制したり、チャンバー内の低風速領域に流れを導いたりすることができ、流れの衝突による損失を低減すると共に、流れの衝突によって発生する乱流騒音を低減することが可能となる。

また、請求項８記載の発明は、複数のファンは各々または二種類以上の異なる枚数を持つものであり、各ファンから発生するＮＺ音（回転数Ｎ［ｓｅｃ−１］×Ｚ［枚］）の回転数Ｎを異ならせ、周波数が一致せずに離散周波数騒音を低減することができ、また、ＮＺ音周波数が近接した場合のうなり音を低減することができるファンフィルターユニットが得られる。

また、請求項９記載の発明は、複数のファンは各々または二種類以上の異なる定格回転数としたものであり、複数のファンの回転数が近接しているときに生じるうなり音を抑制することができるファンフィルターユニットが得られる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるファンフィルターユニットの斜視図であり、フィルターを取り外した下流側からの視点のものである。また図２は、図１におけるファンフィルターユニット対角線Ａ-Ａにおける垂直断面図である。

図１、図２のファンフィルターユニットは、上流側にベルマウス状のオリフィス７を形成した下流側が開放されている正方形のチャンバー１０１を有し、このチャンバー１０１の下流側（８の箇所）にフィルターが取り付けられ、チャンバー１０１内部に電動機１を下流側に備えた複数の遠心ファン１０２を有し、その各々の電動機１の軸２がチャンバー１０１の対角線上（ここではＡ-Ａ）に位置するように、チャンバー１０１の吸込み口を有する面３に取り付けられた各々の固定台４に固定され、ファン１０２の間にそれぞれからの流れの衝突を防ぐ整流板５を備えた構成となっている。

上記構成において、ファン１０２を２つにしたことにより、ファン１０２の１つあたりの軸方向高さを小さくできるので、チャンバー１０１の高さを低くでき、またファン１０２の外径を小さくすることができるので、ファン裏側の低風速の領域を小さくして風速分布を均一にすることができる。さらに、ファン１０２に出口角の向きが後ろ向きであるものを用いたので、スクロール等を有しない単純な構造にでき、かつ、高い機外静圧を要するような場合でも、必要な風量を確保することができるファンフィルターユニットが得られ、ファン１０２の間に整流板５を備えたので、複数のファンから流出した流れの衝突による損失を低減すると共に、流れの衝突によって発生する乱流騒音を低減することができる。

また、複数のファン１０２が各々または二種類以上の異なる枚数を持つことによって、各ファン１０２から発生するＮＺ音（回転数Ｎ［ｓｅｃ−１］×Ｚ［枚］）の周波数が一致せずに、離散周波数騒音を低減することができる。

また、複数のファン１０２の回転数が各々または二種類以上の異なる定格回転数とすることによって、複数のファン１０２の回転数が近接しているときに生じるうなり音を抑制することができる。

なお、実施の形態１では固定台４をチャンバー１０１の吸込み口を有する面３に取り付けたが、側面６に取り付けてもよく、また、整流板５はファンの間でなくてもよく、ここでは平板を用いているが、曲率をもった板状の物でもよい。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるファンフィルターユニットの斜視図であり、フィルターを取り外した上流側からの視点のものである。また図４は、図３におけるＢ-Ｂにおける垂直断面図である。

図３、図４のファンフィルターユニットは、上流側にベルマウス状のオリフィス７を形成した下流側が開放されている長方形のチャンバー１０１を有し、このチャンバー１０１の下流側（８の箇所）にフィルターが取り付けられ、チャンバー１０１内部に電動機１を上流側に備えた複数の遠心ファン１０２を有し、その各々の電動機１が、チャンバーの吸込み口を有する面３に取り付けられた各々の固定台４に固定された構成となっている。

上記構成において、ファン１０２を２つにしたことにより、ファン１０２の１つあたりの軸方向高さを小さくできるので、チャンバー１０１の高さを低くでき、またファン１０２の外径を小さくすることができるので、ファン裏側の低風速の領域を小さくして風速分布を均一にすることができ、固定台４をチャンバー内ではなく外側に取り付けたので、チャンバー内部の障害物が減り、機内圧損が低下し、送風効率が向上する。

なお、実施の形態２では、電動機１を、固定台４を用いてチャンバーの吸込口を有する面５に取り付けたが、直接吸込み口を有する面３に取り付けてもよく、固定台を有しないので、組立て性、メンテナンス性が改善される。

（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３におけるファンフィルターユニットの斜視図であって、下流側が開放されている長方形のチャンバー１０１を有し、チャンバー１０１内部に電動機１を下流側に備えた３つのによって駆動される３つの遠心ファン１０２を有し、その各々の電動機１が、各々の固定台４に固定された構成となっている。

上記の構成において、ファン１０２を３つにしたので、一台あたりのファン１０２の軸方向高さを小さくできるので、チャンバー１０１の高さを低くでき、またファン１０２の外径を小さくすることができるので、ファン裏側の低風速の領域を小さくして風速分布を均一にすることができる。

なお、実施の形態３ではチャンバー１０１内部に３つの原動機１とファン１０２を有しているが、各々のサイズを小さくして、１つのチャンバー内部に４つ以上の原動機１とファン１０２を有することで、より薄型に、より風速分布を均一にすることができる。

本発明にかかるファンフィルターユニットは、チャンバー内部に複数の遠心ファンを有することによって、ファン１つあたりの軸方向高さ、及び、ファン外径が小さくなるので、チャンバーの高さを低くでき、ファン裏側の低風速の領域を小さくして風速分布を均一にすることができるので、半導体工場や食品工場などの清浄空間を必要とするクリーンルームで使用されるファンフィルターユニットとして有用である。

本発明の実施の形態１のファンフィルターユニットの斜視図同ファンフィルターユニットの断面図同実施の形態２のファンフィルターユニットの斜視図同ファンフィルターユニットの断面図同実施の形態３のファンフィルターユニットの斜視図従来例のファンフィルターユニットの断面図

符号の説明

１電動機
２電動機軸
３チャンバー吸込み口を有する面
４固定台
５整流板
６チャンバー側面
７オリフィス
８フィルター取付位置
１０１チャンバー
１０２ファン
１０３フィルター
１０４吸音材
１０５第一遮蔽板
１０６第二遮蔽板

Claims

上流側にベルマウス状のオリフィスを形成した下流側が開放されているチャンバーを有し、前記チャンバーの下流側にフィルターが取り付けられ、前記チャンバー内部に電動機を下流側に備えた複数の遠心ファンを有し、その各々の前記電動機が、前記チャンバーの側面または吸込口を有する面に取り付けられた各々の固定台に固定されたファンフィルターユニット。
上流側にベルマウス状のオリフィスを形成した下流側が開放されているチャンバーを有し、前記チャンバーの下流側にフィルターが取り付けられ、前記チャンバー内部に電動機を上流側に備えた複数の遠心ファンを有し、その各々の前記電動機が、前記チャンバーの吸込口を有する面に取り付けられたファンフィルターユニット。
遠心ファンの羽根出口角の向きが後向きである請求項１または２のいずれかに記載のファンフィルターユニット。
遠心ファンの数が２つであり、かつ、下流側が開口しているチャンバー形状が、正方形または長方形であり、２つの前記ファンの回転軸が前記チャンバー形状の正方形または長方形の対角線上に配置された請求項３に記載のファンフィルターユニット。
チャンバー内に内部流れの整流手段を備えた請求項１〜４のいずれかに記載のファンフィルターユニット。
チャンバー内壁面に取り付けた板状の整流手段である請求項５に記載のファンフィルターユニット。
回転している複数のファンから起こるうなり音防止手段を備えた請求項１から６いずれかに記載のファンフィルターユニット。
複数のファンは各々または二種類以上の異なる枚数を持つ請求項１〜７のいずれかに記載のファンフィルターユニット。
複数のファンは各々または二種類以上の異なる定格回転数とした請求項１〜７のいずれかに記載のファンフィルターユニット。