JP2007078259A

JP2007078259A - ファンフィルタユニット

Info

Publication number: JP2007078259A
Application number: JP2005266877A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Kishimoto; 宏俊岸本
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2005-09-14
Filing date: 2005-09-14
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】モータケースのファンケースへの強固な取り付けができ、かつ運転時に騒音の発生が少ないファンフィルタユニットを提供すること。
【解決手段】ユニット本体内に遠心式ファン２２と、前記ファン２２を収納するファンケース２３と、前記ファン２２を駆動するファンモータと、前記ファンモータ（図示しない）を収納するモータケース２４と、フィルタと、を備えており、前記モータケース２４が前記ファンケース２３に、ゴム又はゲルからなり、引張強度が４Ｎ／１５ｍｍ幅以上であって、５％伸張時の引張強度が５０Ｎ／１５ｍｍ幅以下であるシート状の防振材２５ａを介して取り付けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば半導体工場、精密機械工場、または薬品製造工場などのクリーンルーム、或いは病院の室内等において、清浄な環境を造り出すファンフィルタユニットに関する。詳細には運転時に騒音の発生が少ないファンフィルタユニットに関する。

ファンフィルタユニットは、電子、精密、食品、衛生、バイオなど清浄な作業環境、または居住空間が必要とされる分野で用いられている。これらの分野で用いられるファンフィルタユニットの多くは、部屋の天井に埋め込まれて使用されていた。

従来のファンフィルタユニットとしては、例えば図７に示すように、ユニット本体１内に、ファンケース２とファンモータ（図示しない）と遠心式ファン（図示しない）とを有する送風部３と、送風部３から吹き出された空気の流れの向きを変更するデフューザ４とフィルタ（図示しない）とを有するフィルタ部５とを配置したものがある（特許文献１参照）。

このファンフィルタユニットにあっては、送風機である遠心式ファンが、遠心力を利用して送風するように構成されていて大きな静圧が取れるため、ユニット本体内にフィルタ部を設けたり、ダクトを接続したりして圧力損失が高くなっても、その影響を受けにくく、安定した給気を実現できるというメリットがある。

ところが、遠心式ファンには、騒音が大きいという欠点があった。また、風速条件や電源の周波数によっては、磁気音と思われる異音の発生も確認されており、特に病院などの静寂な環境を必要とする場所では、その改善が求められていた。

そこで、このような高い圧力損失下でも有効に給気し得る遠心式ファンが持つ特有の欠点を解消すべく、図８に示す給気装置が提案された（特許文献２参照）。この給気装置１１は、室内の空気を循環させる装置であって、フィルタ部を有しておらず、遠心式ファン１２を軸支した状態で駆動するモータユニット１３と、このモータユニット１３を取り付けるファンプレート１４と、これらモータユニット１３及びファンプレート１４を収納する筐体１５と、を備えており、前記モータユニット１３を構成するモータケース１７に取り付けられた３個のブラケット１８とファンプレート１４との間にゴムなどの弾性を有する３個の防振材１６を介在させて前記モータユニット１３をファンプレート１４に取り付けることで、モータ駆動時における騒音対策が施されたものであった。

この給気装置１１の場合、モータユニット１３は、防振材１６を介在させる各ブラケット１８の部分だけでファンプレート１４を取り付けられることになるため、フィルタ部を有し、さらに容量の大きなファンフィルタユニットに適用した場合には、モータユニットのファンプレートへの強固な固定が難しくなる。このため、強固な固定ができないことにより振動が発生したり、無理に強固に固定しようとした場合には、防振材やブラケットが破損したりするなどの不具合を生じる恐れがある。また、この給気装置１１における騒音対策は、各ブラケット１８とファンプレート１４との間に介在される防振材１６にのみ依存しており、十分な騒音対策ができないという不具合もあった。
特開２００４−２２５９８２号公報特開２００３−１０６５４９号公報

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、モータケースのファンケースへの強固な取り付けができ、かつ運転時に騒音の発生が少ないファンフィルタユニットを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ファンフィルタユニットであって、ユニット本体内に、
遠心式ファンと、
前記ファンを収納するファンケースと、
前記ファンを駆動するファンモータと、
前記ファンモータを収納するモータケースと、
フィルタと、
を備えており、
前記モータケースが前記ファンケースに、ゴム又はゲルからなり、引張強度が４Ｎ／１５ｍｍ幅以上であって、５％伸張時の引張強度が５０Ｎ／１５ｍｍ幅以下であるシート状の防振材を介して取り付けられていることを特徴とするファンフィルタユニットをその要旨とした。

請求項２記載の発明は、防振材がシリコーンから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をその要旨とした。

請求項３記載の発明は、防振材がシリコーンゲルからなることを特徴とする請求項２記載のファンフィルタユニットをその要旨とした。

請求項４記載の発明は、防振材の５％伸張時の引張強度が１Ｎ／１５ｍｍ幅以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のファンフィルタユニットをその要旨とした。

請求項５記載の発明は、防振材の厚さが０．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のファンフィルタユニットをその要旨とした。

請求項６記載の発明は、モータケースがファンケースに、前記モータケース周面を取り囲む環状の捕捉部と前記ファンケースに取付けられる脚部とからなるブラケットを介して取り付けられており、このブラケットの捕捉部内面と前記モータケース周面との間に防振材が介在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のファンフィルタユニットをその要旨とした。

本発明のファンフィルタユニットは、モータケースがファンケースに、ゴム又はゲルからなり、引張強度が４Ｎ／１５ｍｍ幅以上であって、５％伸張時の引張強度が５０Ｎ／１５ｍｍ幅以下であるシート状の防振材を介して取り付けられるようになっていることから、運転時に騒音の発生が少なく、しかもモータケースをファンケースに強固に固定することができる。

また、本発明のファンフィルタユニットは、ゴム又はゲルからなり、引張強度が４Ｎ／１５ｍｍ幅以上であって、５％伸張時の引張強度が５０Ｎ／１５ｍｍ幅以下であるシート状の防振材を介して風速条件や電源の周波数による磁気音と思われる異音の発生を効果的に抑制することができる。

以下、本発明のファンフィルタユニットを図面に示した好ましい実施の形態に従って、さらに詳しく説明する。本発明のファンフィルタユニット（以下、単にファンユニットという）は、クリーンルームなどの清浄な環境を形成するために用いられ、電子、精密、食品、衛生、バイオなど清浄な環境または居住空間が必要とされる分野で使用することができ、部屋の天井などに埋め込まれて使用されるようになっている。以下、詳細を述べる。

図１〜図６に示すように、本発明のファンユニットは、ユニット本体２１内に遠心式ファン２２と、前記ファン２２を収納するファンケース２３と、前記ファン２２を駆動するファンモータ（図示しない）と、前記ファンモータ（図示しない）を収納するモータケース２４と、フィルタ３０と、を備えている。

図１〜図３に示すファンユニットは、１つのファンモータ（図示しない）で１つのファン２２を駆動させる形態をなすものであり、図４〜図６に示すファンユニットは、１つのファンモータ（図示しない）を共用して２つのファン２２を駆動させる形態をなすものである。

図１又は４に示すユニット本体２１は箱形をなしており、その長手方向の寸法は８００〜２５００ｍｍ、好ましくは１０００〜２０００ｍｍとなっており、幅方向の寸法は３００〜２０００ｍｍ、好ましくは５００〜１５００ｍｍとなっている。また、ユニット本体２１の高さは、２００〜１０００ｍｍ、好ましくは３００〜７００ｍｍとなっている。

このユニット本体２１内に送風部Ａとフィルタ部Ｂとが配されている。フィルタ部Ｂは、上部の空気拡散部３１と下部のフィルタ室３２とに分かれており、空気拡散部３１の送風部との境界に形成された空気取り入れ口３３を通して取り入れられた送風部Ａからの空気が、空気拡散部３１に配されたラッパ状のデフューザ３４を通じて図１又は図４中矢印方向に拡散され、空気拡散部３１下部のフィルタ室３２へと送られ、フィルタ室３２側方に設けたフィルタ３０を通じてクリーンルームなどの清浄環境へと送られるようになっている。

尚、フィルタ部の構成は全く任意であり、フィルタ３０がダクトなどを介して配置されることも可能である。また、空気拡散部３１及びフィルタ室３２の配置、デフューザ３４の大きさや形状、フィルタ３０の種類などは、ユニットを配置する清浄環境の種類、規模などを考慮して適宜決定すると良い。

図１及び図２、又は図４及び図５に示すように、送風部Ａには、遠心式ファン２２と前記ファン２２を収納するファンケース２３と前記ファン２２を駆動するファンモータ（図示しない）と前記ファンモータ（図示しない）を収納するモータケース２４とが配されている。

遠心式ファン２２としてはシロッコファンが好ましい。というのは、ＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ３０が下流に配されている場合や、フィルタ３０が長いダクトを介して配されている場合、或いはフィルタ３０が塵埃などで目詰まりを生じている場合など、圧力損失が高くなるが、このような場合でも、シロッコファンは大きな静圧が取れて安定した給気を実現できるからである。また、ファンユニットの規模や要求される給気性能によっては、より静圧の高いターボファンなどを用いることもできる。

前記遠心式ファン２２を回転駆動させるファンモータ（図示しない）としては特に限定されないが、好ましくはその容量が５０〜５００Ｗ、より好ましくは１００〜３００Ｗである。また、ファンモータ（図示しない）の電源も任意であり、電圧が２００Ｖ、サイクル数が５０又は６０サイクルのものを用いることができる。特に５０サイクルのファンモータ（図示しない）を用いた場合、騒音防止効果が顕著に現れる傾向があり好ましい。

前記遠心式ファン２２及びファンモータ（図示しない）は、それぞれファンケース２３及びモータケース２４内に納められ、このモータケース２４が、図３及び図６に示すように、ファンケース２３にシート状の防振材２５、２５ａを介して取り付けられている。

このため、モータケース２４内のファンモータ（図示しない）の駆動により生じた騒音は、モータケース２４とファンケース２３との間に介在する防振材２５、２５ａ、２５ｂによってその大部分が緩和されることになる。

図３に示す形態において、モータケース２４は、該モータケース２４周面を取り囲む環状の捕捉部２６ａと、この捕捉部２６ａの外側面から延設され、ファンケース２３に取付けられる３本の脚部２６ｂとからなるブラケット２６を介して取り付けられており、このブラケット２６の捕捉部２６ａ内側面と前記モータケース２４周面との間に防振材２５ａを介在させているのである。

図６に示す形態では、捕捉部２６ａの外側面から２本の脚部２６ｂが延設されたブラケット２６を用いて、モータケース２４をファンケース２３に取り付けており、図３に示す形態と同じくブラケット２６の捕捉部２６ａ内側面と前記モータケース２４周面との間に防振材２５を介在させている。

モータケース２４のファンケース２３への取り付けに際し、必ずしもブラケット２６を用いる必要はないが、図３及び図６に示すようなブラケット２６の使用は、例えば捕捉部２６ａの幅を広くしてモータケース２４周面との接触面積を大きくすることも可能であり、より確実、かつスムーズな取り付け、さらに優れた防振効果を確保できるという点で大変に効果的である。

また、図３に示すように、ファンケース２３側に脚部２６ｂが接続される環状の取付板２６ｃを設け、この取付板２６ｃがファンケース２３に防振材２５ｂを介して取り付けられるようにすることもでき、この場合、モータケース２４側の防振材２５ａとファンケース２３側の防振材２５ｂとによって防振効果が発揮されるため、より効果的な騒音防止がなされることになる。

防振材２５は、本発明の最大の特徴をなすものであり、その形態は、図３及び図６に示すように、シート状であって帯状に裁断されたもの（２５、２５ａ）或いはシート状であって円環状に裁断されたもの（２５ｂ）に限定されず、モータケース２４とファンケース２３との間で防振材がこれらに接触する面積をより広くすることで、該防振材の耐久性の一層の向上を図ることができる。

具体的には、防振材のモータケース又はファンケースへの接触面積を０．００５〜０．２ｍ²とすることにより、好ましくは０．０１〜０．１ｃｍ²とすることにより、該防振材の耐久性の一層の向上を図ることができる。また、防振材を帯状の形態とした場合、その幅は、５〜５０ｍｍが好ましく、１０〜３０ｍｍがより好ましい。

尚、防振材の厚さは、十分な防振効果を確保するため、０．５〜５ｍｍが望ましく、１〜４ｍｍがより好ましい。尚、防振材の厚さは、ＪＩＳＬ１９１３−１９９８６．１．２Ａ法に規定される試験方法により得られる値とする。

本発明で用いる防振材としては、シリコーンオイル、シリコーングリース、シリコーンゴム、シリコーン樹脂など、シリコーンを主成分とするものやウレタンを主成分とする材質のものが好ましい。シリコーンを主成分とするものは、その分子構造に起因し、耐熱性が大きく、揮発性に富み、さらに電気絶縁性、耐薬品性、耐候性、不揮発性などの性質に優れているからである。尚、防振材としては、軽量化を目的として発泡させたものも用いることができる。

また、本発明の防振材には、上記ゴム状物の他にゲル状物を用いることもできる。具体的にはシリコーンゲルやウレタンゲルを挙げることができる。シリコーンゲルとしては、アスカー硬度（Ｃ型）５０以下、かつ針入度（ＪＩＳＫ−２２０７）が２５０以下のシリコーンゲルを好適に用いることができる。シリコーンゲルの具体例として、ジェルテック社製のαＧＥＬ（アルファゲル：登録商標）を挙げることができる。

本発明のシート状の防振材として用いるゴム又はゲルの機械特性としては、引張強度（破断強度）が長手方向、又は縦方向と横方向の平均値が４Ｎ／１５ｍｍ幅以上であることが必要であり、６Ｎ／１５ｍｍ幅以上であることが望ましい。また、５％伸張時の引張強度が１Ｎ／１５ｍｍ幅以下であることが必要であり、０．５Ｎ／１５ｍｍ幅以下であることがより好ましい。防振材の引張強度（破断強度）が４Ｎ／１５ｍｍ幅未満である場合、防振材として十分な耐久性が得られず、５％伸張時の引張強度が、１Ｎ／１５ｍｍ幅を上回る場合には、優れた防振効果が確保できないという不具合を招くことになるからである。

尚、防振材の引張強度（破断強度）並びに５％伸張時の引張強度は、ＪＩＳＬ１９１３−１９９８６．３に規定される試験方法に得られる値とする。但し、試験片の幅は１５ｍｍを使用し、１５ｍｍを満たない場合は、その幅で測定した値を１５ｍｍに換算した値を用いることもできる。また、つかみ間隔を５０ｍｍとして、５０ｍｍ／分の速度で測定するものとする。

尚、本発明のシート状の防振材には、必要に応じて（硬度を調整して所定の防振効果を得るため、並びに制振効果を得るため）、カーボン粉、炭酸カルシウム、マイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、沈降硫酸バリウムなどのフィラーを充填することもできる。また、この防振材は、形状や大きさを変えることで共振周波数を変更することができるので、用途や使用形態に応じて形状や大きさを適宜決定すると良い。

尚、本発明のシート状の防振材には、必要に応じて例えば鉄粉混入のゴムシートなどのシート状の制振材をラミネートすることで、防振効果と制振効果を共有するシートとして、ファンモータから生じる振動を抑制すると共に該振動（固体伝播音）を減衰させることができ、より効果的な騒音対策を図ることができる。

図１〜図３に示す形態のファンユニットであって、長手方向の寸法が１７５０ｍｍ、幅方向の寸法が１３００ｍｍ、高さ寸法が５００ｍｍのユニット本体内に捕集効率が０．３μｍ粒子にて９９．７％以上の性能を有するＨＥＰＡフィルタを取付けて、容量が２００Ｗであり、電源が５０サイクルのファンモータを低風量時が１７ｍ³／分、高風量時２４ｍ³／分の処理風量となるように、稼働させたときの騒音防止効果を、モータケースとファンケースとの間に、厚さ３ｍｍのシリコーンゲル（実施例１）、厚さ２ｍｍのシリコーンゲル（実施例２）、厚さ３ｍｍのシリコーンゴム（実施例３）、或いは厚さ３ｍｍのシリコーンスポンジ（実施例４）を介在させた場合と、防振材を介在させない場合（比較例）とについて評価した。その結果を表１に示した。

尚、騒音防止効果は、騒音計によって、Ａ特性（Ａ特性周波数重み付き音圧レベル）と各周波数毎の音圧レベルを測定することにより評価した。尚、表１中の異音は、磁気音と推測される騒音に対して不快に感じられない場合を「○」、不快が軽減されている場合を「△」、不快に感じる場合を「×」として評価した。

表１から、実施例１〜４が、いずれも比較例に対して騒音Ａ特性値が少なくなっており、特に６３〜２５０Ｈｚの低周波数領域で騒音レベルの低下があり、騒音防止効果に優れることが確認された。また、防振材としてシリコーンゲルを用いた実施例１及び２では、特に６３〜２５０Ｈｚの低周波数領域で騒音レベルの低下が著しく、しかも異音の発生も確認されないことから、該領域での騒音防止にきわめて有効であることが確認された。

本発明のファンフィルタユニットの全体を示す平面図。同じく正面図。図１及び図２に示すファンフィルタユニットにおいて、モータケースとファンケースとの間に防振材を介在させて取り付けた状態を示す拡大斜視図。本発明のファンフィルタユニットの別の例の全体を示す平面図。同じく側面図。図４及び図５に示すファンフィルタユニットにおいて、モータケースとファンケースとの間に防振材を介在させて取り付けた状態を示す拡大斜視図。従来のファンフィルタユニットの全体を示す斜視図。従来のファンユニットを示す要部拡大断面図。

符号の説明

２１・・・ユニット本体
２２・・・ファン
２３・・・ファンケース
２４・・・モーターケース
２５、２５ａ、２５ｂ・・・防振材
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ・・・ブラケット
３０・・・フィルタ
Ａ・・・送風部
Ｂ・・・フィルタ部

Claims

ファンフィルタユニットであって、ユニット本体内に、
遠心式ファンと、
前記ファンを収納するファンケースと、
前記ファンを駆動するファンモータと、
前記ファンモータを収納するモータケースと、
フィルタと、
を備えており、
前記モータケースが前記ファンケースに、ゴム又はゲルからなり、引張強度が４Ｎ／１５ｍｍ幅以上であって、５％伸張時の引張強度が５０Ｎ／１５ｍｍ幅以下であるシート状の防振材を介して取り付けられていることを特徴とするファンフィルタユニット。
防振材がシリコーンから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。
防振材がシリコーンゲルからなることを特徴とする請求項２記載のファンフィルタユニット。
防振材の５％伸張時の引張強度が１Ｎ／１５ｍｍ幅以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のファンフィルタユニット。
防振材の厚さが０．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のファンフィルタユニット。
モータケースがファンケースに、前記モータケース周面を取り囲む環状の捕捉部と前記ファンケースに取付けられる脚部とからなるブラケットを介して取り付けられており、このブラケットの捕捉部内面と前記モータケース周面との間に防振材が介在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のファンフィルタユニット。