JP2008082636A - ファンフィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ガス吸着マットの交換を容易かつ安全に行う。
【解決手段】ファンフィルタユニット１０は、ケースユニット１５とケースユニット１５の上側に取り付けられるファンユニット１７とを備える。ケースユニット１５の下方側に塵埃除去用フィルタ１１が、上方側にガス吸着マット１２を内蔵する。ファンユニット１７の内部に、エアをダウンフローさせるための送風機１３を取り付ける。ファンユニット１７は、ケースユニット１５に対して持ち上げることが可能である。これにより、ケースユニット１５とファンユニット１７の間からケースユニット１５内にガス吸着マット１２を配置できる。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体製造用などのクリーンルームの天井に配置されるファンフィルタユニットに関する。

半導体が液晶パネルなどの製造に用いられるクリーンルームでは、天井に複数のファンフィルタユニットが配置されており、これらファンフィルタユニットによって、室外から送られてきた外気、又は室内から循環してきた循環エアを、塵埃および有害ガスを除去して清浄化した上で、室内にダウンフローさせている。ファンフィルタユニットには、洗浄エアを吸引しダウンフローさせるための送風機、塵埃を除去するための塵埃除去フィルタ、及び有害ガスを吸着して除去するための吸着フィルタが設けられている。

従来、ファンフィルタユニットにおいて、送風機の下側に塵埃除去フィルタを配置するとともに、送風機の上側にチャンバーを設け、チャンバー側面に設けられたエア吸込み口に吸着フィルタを配置する構成が知られている（例えば特許文献１の図５（ａ）参照）。また、チャンバーの上面にエア吸込み口を設け、その吸込み口全体を覆うようにガス吸着フィルタを装着したものが知られている（例えば特許文献１の図５（ｂ）参照）。

さらに、例えば特許文献１の図２が示すように、ファンフィルタユニットにおいて送風機の下側に、吸着フィルタ、塵埃除去フィルタがこの順に配置される構成が知られている。特許文献１の図２の構成によれば、ファンフィルタユニットの上面に２箇所の点検口が設けられ、その点検口から吸着フィルタを出し入れすることが可能である。
特許第３０９００８８号公報

ファンフィルタユニットにおいて、塵埃除去フィルタはその耐用期間が長く、長期間交換する必要がない一方、吸着フィルタは例えばガス濃度が高い場合等には、頻繁に交換する必要があるので、吸着フィルタの交換は容易かつ安全に行われることが望まれる。

特許文献１の図２の構成においては、上述したように、吸着フィルタは交換されるとき点検口から出し入れされることになるが、吸着フィルタはユニット内部において送風機に近接して配置されているので、交換されるとき送風機に当たることがある。しかし、送風機は使用状態においては回転しているので、交換時吸着フィルタが送風機に当たると、作業者に危険が及ぶおそれがある。さらに、点検口は、ユニットにビス等によって固定された点検カバーで覆われているので、点検口の開閉に手間が掛かることがある。

一方、特許文献１の図５（ａ）、（ｂ）の構成によれば、吸着フィルタの交換は容易かつ安全に行うことができるが、図５（ａ）の構成においては吸着フィルタの面積を大きくすることが難しく、エアの流れが悪くなる虞がある。また、特許文献１の図５（ｂ）の構成では、送風機の点検を行う場合吸着フィルタを取り外さなければならず、また吸着フィルタ全体に均等にエアが流れにくいという不都合がある。

そこで、本発明は以上の問題点に鑑みて成されたものであり、ファンフィルタユニットの性能を低下させることなく、吸着フィルタ交換を容易、かつ安全に行うことができるファンフィルタユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るファンフィルタユニットは、垂直層流型クリーンルームの天井面に設置され、清浄エアを室内に向けてダウンフローさせるファンフィルタユニットにおいて、下方側に塵埃除去用フィルタが、上方側にガス吸着マットが内蔵されるケースユニットと、ケースユニットの上端に密着され、エアをガス吸着マット及びケースユニットを介してダウンフローさせるための送風機が内部に取り付けられたファンユニットとを備え、ファンユニットは、ガス吸着マットを、ケースユニットとファンユニットの間からケースユニット内に配置できるように、ケースユニットに対して持ち上げられることを特徴とする。

ファンユニットは、持ち上げられるとき、ダンパーによって上方に向けて付勢力が作用されていることが好ましい。またファンユニット及びケースユニットは、ヒンジによって接続されており、ファンユニットが持ち上げられた状態では、ファンユニットはヒンジによって支持されることが好ましい。

長手方向に伸縮可能なダンパーを備える場合、ダンパーは、一方の端部がケースユニットに固定され、かつ他方の端部がヒンジに取り付けられると共に、ヒンジの変位に連動して伸縮することが好ましい。ダンパーは例えばヒンジに対して回転可能に支持される。

ヒンジは例えば棒状に延び、一方の端部がケースユニットに回転可能に取り付けられると共に、他方の端部がファンユニットに取り付けられており、ヒンジは、例えばファンユニットがケースユニットの上端に密着するとき、上下方向に対して傾けられている一方、ファンユニットがケースユニットに対して斜め上方に持ち上げられるとき、ケースユニットに対して回転して立ち上がる。この場合、ヒンジの他方の端部は、ファンユニットに対しても回転可能に取り付けられていたほうが良い。このような構成によれば、ケースユニットは斜め上方に持ち上げられるとき、ヒンジに対して相対的に回転し、ファンユニットに対して傾くことなく持ち上げられることが可能である。

また、長手方向に伸縮可能であって、ヒンジが傾く向きとは反対側に上下方向に対して傾くダンパーを備えることが好ましい。ダンパーの一方の端部はケースユニットに固定されると共に、他方の端部はヒンジに取り付けられている。そして、ヒンジが回転して立ち上げられるとき、ダンパーはその回転に連動して伸長すると共にその延びる方向に沿ってケースユニットが持ち上げられる方向に付勢力を作用させることが好ましい。

以上のように、本発明においては、送風機が設けられたファンユニットが持ち上げられるので、ケースユニットの上側に設けられたガス吸着マットは容易に交換することができる。また、ガス吸着マットを交換するとき、送風機はガス吸着マットに対して離間されるので、ガス吸着マットの取替え作業は安全に行うことができる。

以下本発明について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態におけるファンフィルタユニット１０の内部構成を示す断面図であって、ファンユニット１７がケースユニット１５の上端に密着された状態を示す。図２はケースユニットの内部を示すための平面図である。図３は、図１における左側部分の拡大図である。なお、以下の説明においては、図１の紙面における左右を左右とすると共に、図１の紙面の奥側を後方、紙面の手前側を前方として説明する。また、図１、３において、パッチン錠、ヒンジ、及びエアダンパーについては輪郭線を示す。

本実施形態に係るファンフィルタユニット１０は、例えば、垂直層流型クリーンルームの天井面に碁盤目状に複数設置されて使用され、クリーンルーム内に清浄エアをダウンフローさせて、クリーンルーム内の空気を清浄な状態に保つ。

ファンフィルタユニット１０は、ファンユニット１７とファンユニット１７の下側に設けられるケースユニット１５から構成される。ファンユニット１７は、下面側が開口された直方体状の箱体３０に送風機１３が内蔵されて構成される。

箱体３０は、その上面３０Ｕの中央部にエア吸引口１８が設けられると共に、送風機１３は箱体３０の内部において、エア吸引口１８に対応する位置に取り付けられる。箱体３０の上面３０Ｕには、エア吸引口１８を挟み込むように１組の取手１９が左右に設けられる。箱体３０の前側壁３０Ｆ、後側壁３０Ｈ（図４参照）、左側壁３０Ｌ、右側壁３０Ｒの下端部は、図３に示すように内側に９０°折り曲げられた形状を呈し、折曲部３０Ａとして形成される。

箱体３０内部において、左側壁３０Ｌ及び右側壁３０Ｒの内側には、ファンユニット１７の一部を成すＳ字鋼板３３が配設される。Ｓ字鋼板３３は、右側壁３０Ｌ、３０Ｒに平行な本体部３３Ｘを備え、その本体部３３Ｘの上端及び下端それぞれは内側及び外側に９０°折り曲げられた形状を呈する上折曲部３３Ａ、下折曲部３３Ｂとして形成される。Ｓ字鋼板３３は、上折曲部３３Ａ、下折曲部３３Ｂそれぞれが箱体３０の底面３０Ｄ及び折曲部３０Ａの上面に固定される。なお、Ｓ字鋼板３３は、図４に示すように箱体３０の前後方向における中央部近傍から前側壁３０Ｆ近傍まで延びる。

ケースユニット１５は、矩形枠体３１内部に塵埃除去用フィルタ１１及びガス吸着マット１２が内蔵されて構成される。矩形枠体３１の前側壁３１Ｆ、後側壁３１Ｈ（図４参照）、左側壁３１Ｌ、右側壁３１Ｒの上端部は、内側に９０°折り曲げられた形状を呈し、折曲部３１Ａとして形成される。折曲部３１Ａの上面にはその折曲部３１Ａに沿って延びる矩形無端状のガスケット３２が固着されている。ガスケット３２の上には、箱体３０の下端部（折曲部３０Ａ）が密着させられている。これによりファンユニット１７の下端部はケースユニット１５の上端部に密着され、ファンユニット１７の下側の開口部と、ケースユニット１５の上側の開口部とが連通される。

矩形枠体３１の上端部近傍であって、左側壁３１Ｌ及び右側壁３１Ｒの内側それぞれには、ケースユニット１５の一部を成すＧ字鋼板３５が配設される。Ｇ字鋼板３５は、左側壁３１Ｌ及び右側壁３１Ｒに平行な本体部３５Ｘと、その本体部３５Ｘの上端から９０°外側に折り曲げられた形状を呈する上折曲部３５Ａと、本体部３５Ｘの下端から外側に９０°折り曲げられた形状を呈する下部折曲部３５Ｂと、下折曲部３５Ｂから上方に９０°折り曲げられた形状を呈する立上部３５Ｃとによって一体に形成される。Ｇ字鋼板３５は、その上折曲部３５Ａ及び立上部３５Ｃそれぞれが、矩形枠体３１の折曲部３１Ａの下面及び左側壁３１Ｌ（又は右側壁３１Ｒ）の内周面に固定され、これにより矩形枠体３１に固定される。Ｇ字鋼板３５は図４に示すように左側壁３１Ｌ（及び右側壁３１Ｒ）において、前端部から後端部まで延びる。

図３に示すようにＧ字鋼板３５の本体部３５Ｘの内周面と、Ｓ字鋼板３３の本体部３３Ｘの内周面は、同一平面上に形成されると共に、これらの内側には棒状に延びる第１および第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂが前後方向に並べられて設けられる（図４参照）。

第１および第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂそれぞれは、下端がＧ字鋼板３５の本体部３５Ｘに下端螺子４４Ａによって回転可能に固定され、上端がＳ字鋼板３３の本体部３３Ｘに上端螺子４４Ｂによって回転可能に固定される。これにより、第１および第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂそれぞれは、ファンユニット１７とケースユニット１５とを接続している。なお、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂは図４に示すように前後に並べられて設けられるため、図３においては重ねられて描かれている。

第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂの内側には、さらにエアダンパー４７が設けられる。エアダンパー４７は一端が螺子４８によってＧ字鋼板３５の本体部３５Ｘに固定されると共に、他端が第２ヒンジ４３Ｂに接続される。

矩形枠体３１の内部の上下方向における略中央部には、図２に示すように枠体３１の前側壁３１Ｆから後側壁３１Ｈまで延びる複数の金属線２４Ａと、枠体の左側壁３１Ｌから右側壁３１Ｒまで延びる複数の金属線２４Ｂとによって構成される網体２４が設けられる。

ガス吸着マット１２は、その外周面が枠体３１の内周面に沿うように矩形に形成されると共に、網体２４の上に載置されている。ガス吸着マット１２は、例えば多孔質性のウレタンフォームに多数の吸着剤が接着されて構成され、空気中の有害ガス（例えば、酸性ガス、アルカリ性ガス、有機揮発物等）を除去するためのフィルタである。なお、ガス吸着マット１２は、図１においては３枚のマットを重ね、不織布シートで１枚に包み構成される。

網体２４の下側には、矩形枠体３１の内周面３１Ｘに沿って矩形枠状に延ばされ、内周面３１Ｘに固定されるフィルタ当板枠２２が設けられ、フィルタ当板枠２２の上面に網体２４が固定される。フィルタ当板枠２２は、断面四角枠状のパイプ形状を呈する。フィルタ当板枠２２の下面には矩形無端状のガスケット２３が密着されており、そのガスケット２３の下側にはさらに塵埃除去用フィルタ１１が密着して設けられる。塵埃除去用フィルタ１１は矩形に形成され、その外周面が矩形枠体３１の内周面３１Ｘに沿うとともに、内周面３１Ｘに固定されている。

塵埃除去用フィルタ１１の一部は、矩形枠体３１の下側の開口から突出している。塵埃除去用フィルタ１１は、例えばＨＥＰＡ又はＵＬＰＡフィルタから構成され、空気中の塵埃を除去するためのフィルタである。なお、網体２４と塵埃除去用フィルタ１１との間は、フィルタ当板枠２２によって一定のスペースが確保される。

本実施形態に係るファンフィルタユニット１０は、送風機１３が回転することにより、エア吸引口１８から下側に向けてエアが吸引される。吸引されたエアはガス吸着マット１２及び塵埃除去用フィルタ１１によって有害ガス及び塵埃が除去された後、清浄なエアとしてファンフィルタユニット１０の下側に排出される。

ファンフィルタユニット１０は、錠レバー４１と錠フック４２から構成されるパッチン錠４５を複数備える。錠レバー４１は、矩形枠体３１の前側壁３１Ｆ及び後側壁３１Ｈの外周面それぞれに複数設けられる。錠フック４２は、箱体３０の前側壁３０Ｆ及び後側壁３０Ｈ（図４参照）の外周面に、各錠レバー４１に対応するように設けられる。錠レバー４１には係止部４１Ａが設けられ、係止部４１Ａが錠フック４２に係止されることにより、パッチン錠４５が施錠される。パッチン錠４５の施錠により、ファンユニット１７はケースユニット１５に固定されると共に、これらの密着状態が確保される。

図４、５は、ファンフィルタユニット１０の内部構造を左側から見た側面図であって、各部材の輪郭線を透視的に見た図である。図４、５においては、左側が図１における後方側、右側が図１における前方側に対応する。図４はファンユニットがケースユニットの上端に密着した状態を示す。また、図５はファンユニットがケースユニットから持ち上げられた状態を示す。なお、図４、５においては左側に設けられるヒンジ４３Ａ、４３Ｂのみを示すが、右側に設けられるヒンジ４３Ａ，４３Ｂの構成も同一であるのでその説明は省略する。

第１ヒンジ４３Ａは、図４に示すように、下端が矩形枠体３１の前後方向（図４の左右方向）における略中央部においてＧ字鋼板３５に取り付けられると共に、上下方向に対して大きく傾いて前方斜め上方向に延び、上端が前側壁３０Ｆ近傍において、Ｓ字鋼板３３に取り付けられている。第２ヒンジ４３Ｂは、下端が後側壁３１Ｈ近傍において、Ｇ字鋼板３５に取り付けられると共に、上下方向に対して傾いて前方斜め上方向に延び、上端が箱体３０の前後方向における中央部近傍において、Ｓ字鋼板３３に取り付けられている。第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂは同一方向に延びている。第２ヒンジ４３Ｂの長手方向における中央部近傍には、取付部５０が固定されている。

エアダンパー４７は一方の端部が第１ヒンジ４３Ａより前方側において、Ｇ字鋼板３５の内周面に固定されると共に、上下方向に対して傾くように後方斜め上方向に延び、第１ヒンジ４３Ａの取付部５０に螺子５１によって回転可能に螺合されている。エアダンパー４７は、外筒４７Ｂ内部に内筒４７Ａが軸方向にスライド自在に嵌合されて構成される伸縮シリンダ構造を有する。エアダンパー４７の内部には、不図示のスプリングが設けられ、スプリングによってダンパーの軸方向に沿って、後方斜め上方に付勢力が作用される。

次いで、図４、５を用いて本実施形態におけるガス吸着マット１２の交換方法を説明すると共に、ケースユニット１５が持ち上がられるときの作用について説明する。

ケースユニット１５に内蔵されるガス吸着マット１２が交換されるとき、パッチン錠の係止部４１Ａが錠フック４２から外された後、例えば取手１９が把持され、ファンフィルタ１７が持ち上げられる。その後、ガス吸着マット１２が矩形枠体３１の上側の開口部から取り出された後、新たなガス吸着マット１２が矩形枠体３１内部に設置される。

ファンユニット１７が上方に持ち上げられると、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂは下端螺子４４Ａを中心に、図５に示すようにケースユニット１５に対して反時計回りに回転し、ファンユニット１７が後方斜め上方に変位する。このとき、ファンユニット１７は、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂに対してネジを中心に時計回りに回転させられ、ケースユニット１５に対して相対的に傾くことなく変位する。そして、ファンユニット１７は、図５に示すように、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂが略上下方向に沿って立ち上げられるまで持ち上げられ、持ち上がられた状態では、ファンユニット１７は第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂに支持される。

以上の構成により、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂは回転することにより、ファンユニット１７を後方斜め上方に変位するようにガイドしている。また、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂは図５に示すように立ち上げられるまで回転すると、例えば取付部５０に設けられた不図示のストッパーによって、その回転が規制され、図５に示す状態からさらに反時計回りに回転することはない。

第２ヒンジ４３Ｂが回転すると、その回転に連動してエアダンパー４７が第２ヒンジ４３Ｂによって引っ張られ、外筒４７Ｂが内筒４７Ａに対して軸方向にスライドし、後方斜め上方に伸長させられる。なお、エアダンパー４７の一端は、ケースユニット１５（Ｇ字鋼板３５）に固定され回転することができないため、第２ヒンジ４３Ｂは取付部５０に螺合された螺子５１を中心にエアダンパー４７に対しても反時計回りに回転する。

エアダンパー４７は、スプリングによって後方斜め上方に付勢力を作用させるので、ファンユニット１７が後方斜め上方に持ち上げられるとき、第２ヒンジ４３Ｂを介してファンユニットに対して斜め上方の付勢力を作用させる。すなわちエアダンパー４７は、ファンユニット１７が持ち上げられるときの力を低減させ、かつヒンジ４３Ａ、４３Ｂと共にファンユニット１７を後方斜め上方に変位させるためのガイド部材としての役割も果たす。また、エアダンパー４７は完全に持ち上がった状態でも後方斜め上方に付勢力を作用させ、持ち上がった状態を維持しやすくする。

ガス吸着マット１２が交換された後、ファンユニット１７を再度ケースユニット１５に密着させるために、ファンユニット１７が押し下げられる。ここで、ファンユニット１７が押し下げられると、第１及び第２ヒンジ４３Ａ、４３Ｂはケースユニット１５に対して時計回りに回転させられると共に、エアダンパー４７は収縮され、ファンユニット１７がケースユニット１５の上方に配置される。なお、エアダンパー４７の後方斜め上方への付勢力は、ファンユニット１７が押し下げられるとき、その押し下げ力に抗する抵抗力として働く。その後、錠レバー４１の係止部４１Ａが錠フック４２に係止され、これによりファンユニット１７の下端部がケースユニット１５の上端に密着させられる。

以上のように本実施形態においては、ファンユニット１７が上方に持ち上げられるので、ケースユニット１５内部の上方側に配置されたガス吸着マット１２を容易に交換することができる。また、ファンユニット１７は送風機１３が設けられ重量が大きいが、持ち上がるときエアダンパー４７の付勢力が利用されるので、容易に持ち上げることができる。

また、ガス吸着マットを交換するとき、ガス吸着マットは送風機１３から大きく離間されるので、作業者に危険が及ぼされるおそれがない。さらには、碁盤目状に複数のファンフィルタユニットが並べられる場合でも、持ち上げられたファンユニット１７は、ファンユニット１７が持ち上がられていない他のファンフィルタユニット１０と接触することはないので、本実施形態に係るファンフィルタユニット１０は複数並べて使用することも可能である。

ファンフィルタユニットの縦断面図である。 ケースユニットの内部を上方から見たときの平面図である。 図１における左側部分を拡大した図である。 ファンフィルタユニットの側面図であって、ファンユニットをケースユニットに密着させたときの図である。 ファンフィルタユニットの側面図であって、ファンユニットを持ち上げたときの図である。

符号の説明

１０ ファンフィルタユニット
１１ 塵埃除去用フィルタ
１２ ガス吸着マット
１３ 送風機
１５ ケースユニット
１７ ファンユニット
４３Ａ、４３Ｂ 第１、第２ヒンジ
４７ エアダンパー

Claims (8)

1. 垂直層流型クリーンルームの天井面に設置され、清浄エアを室内に向けてダウンフローさせるファンフィルタユニットにおいて、
   下方側に塵埃除去用フィルタが、上方側にガス吸着マットが内蔵されるケースユニットと、
   前記ケースユニットの上端に密着され、エアを前記ガス吸着マット及びケースユニットを介してダウンフローさせるための送風機が内部に取り付けられたファンユニットとを備え、
   前記ファンユニットは、前記ガス吸着マットを、前記ケースユニットと前記ファンユニットの間から前記ケースユニット内に配置できるように、前記ケースユニットに対して持ち上げられることを特徴とするファンフィルタユニット。
2. 前記ファンユニットは、持ち上げられるとき、ダンパーによって上方に向けて付勢力が作用されていることを特徴とする請求項１に記載のファンフィルタユニット。
3. 前記ファンユニット及び前記ケースユニットは、ヒンジによって接続されており、
   前記ファンユニットが持ち上げられた状態では、前記ファンユニットは前記ヒンジによって支持されることを特徴とする請求項１に記載のファンフィルタユニット。
4. 長手方向に伸縮可能なダンパーを備え、
   前記ダンパーは、一方の端部が前記ケースユニットに固定され、かつ他方の端部が前記ヒンジに取り付けられると共に、前記ヒンジの変位に連動して伸縮することを特徴とする請求項３に記載のファンフィルタユニット。
5. 前記ヒンジは棒状に延び、一方の端部が前記ケースユニットに回転可能に取り付けられると共に、他方の端部が前記ファンユニットに取り付けられており、
   前記ファンユニットが前記ケースユニットの上端に密着するとき、前記ヒンジは、上下方向に対して傾き、
   前記ファンユニットが前記ケースユニットに対して斜め上方に持ち上げられ、これにより前記ヒンジは前記ケースユニットに対して回転して立ち上がることを特徴とする請求項３に記載のファンフィルタユニット。
6. 前記ヒンジの他方の端部は、前記ファンユニットに回転可能に取り付けられ、
   前記ファンユニットは斜め上方に持ち上げられるとき、前記ヒンジに対して相対的に回転し、前記ケースユニットに対して傾くことなく持ち上げられることを特徴とする請求項３に記載のファンフィルタユニット。
7. 長手方向に伸縮可能であって、前記ヒンジが傾く向きとは反対側に上下方向に対して傾くダンパーを備え、
   前記ダンパーの一方の端部が前記ケースユニットに固定されると共に、他方の端部がヒンジに取り付けられ、
   前記ダンパーは前記ヒンジが回転して立ち上げられるとき、その回転に連動して伸長すると共にその延びる方向に沿って前記ケースユニットが持ち上げられる方向に付勢力を作用させることを特徴とする請求項５に記載のファンフィルタユニット。
8. 前記ダンパーは前記ヒンジに対して回転可能に支持されることを請求項３に記載のファンフィルタユニット。

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