JP2008107033A - ファンフィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】単独のファンフィルタユニットでありながら、濾過空気の吐出分布を変更できるようにする。
【解決手段】ケーシング２の吸込口２ａと吐出口２ｂとの間に、ファン３とフィルタ４とが設けられているファンフィルタユニットにおいて、ファン３と吐出口２ｂとの間に、吸込口２ａから流入した空気を吐出口２ｂの吐出範囲の全域に分散させて吐出させる第１吐出状態と、吐出範囲の特定の範囲に空気を集めて吐出させる第２吐出状態とに切替自在な吐出状態切替手段を設けてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、クリーンルーム等の清浄環境を維持する必要のある部屋に設置して、室内空気の清浄化を図るファンフィルタユニットに関し、更に詳しくは、ケーシングの吸込口と吐出口との間に、ファンとフィルタとが設けられているファンフィルタユニットに関する。

従来、この種のファンフィルタユニットの一例品としては、図９に示すように、平面形状が矩形形状のケーシング２の上端部に吸込口２ａを、下端部に吐出口２ｂをそれぞれ備え、前記ケーシング２内の前記吸込口２ａと吐出口２ｂとの間に、ファン３とフィルタ （例えば、ＨＥＰＡフィルタ）４とを備えたものがある。一般的には、天井部分にこれらファンフィルタユニットの複数を、各吐出口２ｂが天井面に臨む状態に並設し、ファン３の駆動によって、天井裏側からの空気を前記フィルタ４を通過させて室内に移動させるに伴って、前記空気中の粒子を前記フィルタ４によってフィルタリングする一方、室内の空気を天井裏側に戻すことで循環を図り、空気の清浄度を向上させるものである。
そして、室内空間の用途によれば、一部の領域Ｈに、他の部分より空気の流速の大きなゾーンを設けることでエアーカーテンを形成し、そのエアーカーテンによって囲まれたエリアの清浄度を保持するような場合があり、それに対応するために、従来のファンフィルタユニットにおいては、前記フィルタ４の濾材面積を前記エアーカーテンの領域Ｈに対応させて大きく確保してあるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
即ち、空気抵抗の均一な濾材によってフィルタ４を構成すると共に、吹出口２ｂの空気吹出面の単位面積当たりの濾材面積を、前記領域Ｈに対応する箇所を他部に比べて大きく設定することで、その部分を通過する風量が増加し、エアーカーテンを形成するものである。

特公平７−５３２１９号公報（図４）

上述した従来のファンフィルタユニットによれば、上述のとおり、濾材面積が前記領域で他部より大きくなるようにフィルタを形成してあるから、そのファンフィルタユニットを通した空気は、常に、前記領域に対応した部分で流速が大きくなり、その部分に必ずエアーカーテンが形成されることになる。
しかしながら、エアーカーテンは、空間を区画できる特徴がある反面、流速の大きな空気が床等に当たって粉塵をその周囲にまき散らし、周囲の清浄度を低下させる危険性も備えているから、クリーンルーム内全般の清浄度維持を考慮すると、いつもエアーカーテンが存在するのが最良であるとは限らない。
例えば、クリーンルーム内の生産ラインにおいて、密閉装置系の一部を開いて、薬剤等を投入したり、サンプルを摘出したりするような「単発動作」を実施するような場合には、その装置系の開口部分を含む周囲範囲を、前記「単発動作」の実施時に限り、その周囲の空間と区画する必要があるが、前記「単発動作」を実施しない状況下では、室内全体の清浄度維持のためにどの部分でも同じ流速分布を維持することが好ましい。
このような使用形態に対しては、従来のファンフィルタユニットでは対応できない問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、単独のファンフィルタユニットでありながら、濾過空気の吐出分布を変更できるファンフィルタユニットを提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、ケーシングの吸込口と吐出口との間に、ファンとフィルタとが設けられているファンフィルタユニットにおいて、前記ファンと吐出口との間に、前記吸込口から流入した空気を前記吐出口の吐出範囲の全域に分散させて吐出させる第１吐出状態と、前記吐出範囲の特定の範囲に前記空気を集めて吐出させる第２吐出状態とに切替自在な吐出状態切替手段を設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記吐出状態切替手段の切替によって、前記ファンと吐出口との間に、前記吸込口から流入した空気を前記吐出口の吐出範囲の全域に分散させて吐出させる第１吐出状態と、前記吐出範囲の特定の範囲に前記空気を集めて吐出させる第２吐出状態とに切り替えることが可能となる。
即ち、前記第１吐出状態においては、他の通常のファンフィルタユニットと同様に、前記吸込口から流入した空気を前記吐出口の吐出範囲の全域に分散させて吐出させることができ、室内空間全体として、濾過空気の流速分布のバラツキの少ない状態を維持して、室内空間全域の清浄度を維持することが可能となる。
一方、前記第２吐出状態においては、前記吐出範囲の特定の範囲に前記空気を集めて吐出させ、その下方にエアーカーテンを形成し、室内空間を区画できる状態にすることが可能となる。
従って、例えば、クリーンルーム内の生産ラインにおいて、密閉装置系の一部を開いて、薬剤等を投入したり、サンプルを摘出したりするような「単発動作」を実施するような場合でも、それらのエリアに当該ファンフィルタユニットを設けてあれば、前記密閉装置系の開口部分を含む周囲範囲を、前記「単発動作」の実施時に限り、その周囲の空間と区画して、薬剤やサンプルが周囲空間に飛散したり、周囲空間の粉塵が密閉装置系に進入したりするのを防止し、目的に応じた清浄度を各別に維持することができる。一方、前記「単発動作」を実施しない状況下では、室内全体の清浄度維持のためにどの部分でも同じ流速分布を維持するように切り替えることが可能となる。
つまり、単独のファンフィルタユニットでありながら、濾過空気の吐出分布を変更できるようになり、ファンフィルタユニット設置環境の使用形態に合わせて高い清浄度を保てる適切な状態に濾過空気を吐出することができ、より高度な室内清浄度を維持することが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記吐出状態切替手段は、前記第２吐出状態において空気を前記吐出口の周方向に連続した環状範囲に集めて吐出させるように構成されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、濾過空気が吐出口の周方向に連続した環状範囲に集められた状態に吐出させることができるようになり、吐出空気によるエアーカーテン効果をより高いものにすることが可能となる。

本発明の第３の特徴構成は、前記吐出状態切替手段は、前記吐出口の吐出範囲の内、前記特定の範囲以外の範囲の流れを堰き止め自在な邪魔板を、前記吐出口に設置された整流板に対してケーシング内側から遠近移動切替自在に設置して構成されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、前記邪魔板を前記整流板に対して遠近移動させることで、吐出範囲の内、前記特定の範囲以外の範囲（例えば、中央部）の流れを開放したり堰き止めたりすることが可能となり、前記吐出状態切替手段の構成を、極めて簡単な構造で実現することが可能となる。従って、構造が簡単な分、製作費の低減化や、メンテナンスの簡単化といったことを叶えることが可能となる。
具体的には、前記邪魔板を前記整流板から遠ざけておくと、吐出口の周壁と邪魔板との間の環状範囲を通過して吐出される空気は、整流板に達するまでに吐出口全面に広がって、吐出範囲全域に均一に近い状態で吐出することができる一方、前記邪魔板を前記整流板に近接させると、吐出範囲の内、前記特定の範囲以外の範囲（例えば、中央部）の流れを邪魔板によって堰き止めることができ、その結果、前記特定の範囲（例えば、吐出口の周壁と邪魔板との間の環状範囲）に集めた状態で濾過空気は吐出される。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１は、本発明のファンフィルタユニットの一実施形態品を示すもので、当該ファンフィルタユニット１は、例えば、クリーンルームＲの天井部分に、天井面に沿った縦横に複数台が隣接する状態に設置され、天井裏Ｒ１側からの空気を、当該ファンフィルタユニット１で濾過して室内空間Ｒ２に吐出できるように構成されている。そして、濾過空気は、図には示さない循環経路を経て天井裏側に戻され、再度、当該ファンフィルタユニット１によって濾過される。このように循環を繰り返すことで、空気中の粉塵等がファンフィルタユニット１で濾過されて、室内を清浄度の高い状態に保つことができる。

前記ファンフィルタユニット１は、図２〜４に示すように、上端開口に吸込口２ａを、下端開口に吐出口２ｂを備えた筒形状の金属製ケーシング２の中に、ファン３と、フィルタ４と、前記吸込口２ａから流入した空気を前記吐出口２ｂに吐出させる時の吐出範囲を切り替える吐出状態切替手段５とを設けて構成してある。
尚、前記吸込口２ａには、粗フィルタ６が設けられている一方、前記吐出口２ｂには、空気の流れを整えて吐出させる整流板７が設けられている。
そして、ファンフィルタユニット１内においては、空気の流れ方向での上流側から、前記粗フィルタ６、ファン３、フィルタ４、吐出状態切替手段５、整流板７の順で配置されている。

前記粗フィルタ６は、前記フィルタ４に比べて粗い目に形成されたもので、濾過対象空気に対する一次濾過を行うことができる。

前記ファン３は、電動ファンによって構成されており、図には示さないが空調制御装置によって運転制御されている。そして、このファン３の駆動力によって、天井裏Ｒ１側の空気をファンフィルタユニット１に吸い込むと共に、前記室内空間Ｒ２側へ吐出することができる。

前記フィルタ４は、例えば、ＨＥＰＡフィルタ等の高性能フィルタとして構成されている。このフィルタ４による濾過作用によって、クリーンルームＲ内の高清浄度を維持することができる。

前記整流板７は、例えば、多数の帯状仕切板７ａを、吐出口２ｂの全域に格子状に配して構成することができる。吐出口２ｂを流れる空気は、各仕切板７ａによって細かく仕切られた空間で仕切板７ａに沿って案内されることで流れが整えられ、層流状態で吐出され易くなる。

前記吐出状態切替手段５は、前記吸込口２ａから流入した空気を前記吐出口２ｂの吐出範囲の全域に分散させて吐出させる第１吐出状態（図３参照）と、前記吐出範囲の外周環状範囲（特定の範囲の一形態）Ｋに前記空気を集めて吐出させる第２吐出状態（図４参照）とに切替自在に構成されている。
具体的には、前記吐出状態切替手段５は、図２に示すように、上下に２分割自在に形成されたお椀状のアイリッドユニット５Ａと、そのアイリッドユニット５Ａの分割部材同士を、合体分離自在な駆動装置５Ｂとを設けて構成されている。
前記アイリッドユニット５Ａは、お椀状の側壁部分を構成する筒状の上部材５Ａａと、お椀状の底部分を構成する湾曲板状の下部材５Ａｂとを備えて構成され、アイリッドユニット５Ａの外径寸法は、アイリッドユニット５Ａの全周にわたり、前記ケーシング２の内周部との間に空気が通過自在な隙間ｓが形成されるように寸法設定されている。
そして、前記上部材５Ａａは、ケーシング２と相対的に移動しない状態に位置固定されており、前記ファン３によって下方へ送られる空気を、その外周面に沿わせて前記隙間ｓへ誘導することができる。
前記下部材５Ａｂは、前記駆動装置５Ｂを駆動させることで上下に移動し、上端位置においては、前記上部材５Ａａと合体状態となる一方（図３参照）、下端位置においては、前記上部材５Ａａの下縁との間に所定寸法のスリットｄが形成される状態となる（図４参照）。

前記吐出状態切替手段５による吐出状態の切替に関して説明する。
図３に示すように、前記駆動装置５Ｂの駆動によって前記下部材５Ａｂを上端位置にセットすると、前記上部材５Ａａと下部材５Ａｂとは合体し、前記ファン３によって送られる空気は、上部材５Ａａの外周面によって前記隙間ｓに誘導されて、そのままアイリッドユニット５Ａと整流板７との間の合流空間８に回り込む。そして、合流空間８の全域に行き渡った空気は、整流板７によって流れを整えられて吐出口２ｂから室内空間Ｒ２に吐き出される。この作用状態を、前記第１吐出状態と言い、吐出口２ｂの全域にわたって空気の流速のバラツキが少ない状態で吐出されるから、クリーンルーム内の均一な状態での空気循環を図ることができる。
図４に示すように、前記駆動装置５Ｂの駆動によって前記下部材５Ａｂを下端位置にセットすると、前記上部材５Ａａと下部材５Ａｂとは分離し、前記ファン３によって送られる空気は、上部材５Ａａの外周面によって前記隙間ｓに誘導される流れと、上部材５Ａａの内空部から、前記スリットｄを通過して前記隙間ｓに噴出する流れとに分離する。従って、前記隙間ｓを通過する空気には、ケーシング２の内周面に沿って下降する方向性が強くなる。その結果、前記吐出口２ｂの内周環状範囲に空気が集まって、整流板７によって流れを整えられて室内空間Ｒ２に吐き出される。この作用状態を、前記第２吐出状態と言い、吐出口２ｂの周方向に沿った環状範囲Ｋに流速の速いエリアが形成され、エアーカーテン効果を発揮することができる。

本実施形態のファンフィルタユニットによれば、単独のファンフィルタユニットでありながら、取り替えたりすることなく、前記第１吐出状態と、前記第２吐出状態とに切り替えることが可能となり、室内空間の使用状態に合わせてこれらの吐出状態を切り替えることで、より室内環境の清浄度を高い状態に維持することが可能となる。
また、簡単な構造によって上述の作用効果を達成できるため、製作費の低減化や、メンテナンスの簡単化といったことを叶えることも可能となる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 ファンフィルタユニットは、先の実施形態で説明した形状や素材や構造のものに限るものではなく、適宜変更することが可能である。従って、例えば、ファンとフィルタとの配置関係も、先の実施形態に限るものではなく、変更することも可能である。また、ファンやフィルタや吐出状態切替手段そのもの構造や仕様等の構成変更も可能である。
また、吐出状態切替手段によって切り替える吐出状態は、前記第１吐出状態と、前記第２吐出状態が必須ではあるが、第２吐出状態に関しては、先の実施形態で説明したように、前記吐出口２ｂの周方向に連続した環状範囲Ｋに集めて空気を吐出させる状態に限るものではなく、例えば、図５に示すように、壁Ｗに隣接する箇所に設けられるファンフィルタユニット１においては、環状範囲Ｋの一部を壁Ｗで代用することが可能で、この場合は、必ずしも環状範囲全周にわたって空気を集める必要が無い。要するに、吐出口の特定の範囲に前記空気を集めて吐出させるように構成されておればよい。
また、別の例としては、図６に示すように、隣接する複数のファンフィルタユニット１それぞれにおいて、特定の範囲に集められた空気層どうしが一丸となって、例えば、環状範囲Ｋを形成するように、複数のファンフィルタユニットの組み合わせによってエアーカーテンが構成できるように構成するものであってもよい。
〈２〉 前記吐出状態切替手段は、先の実施形態で説明した構成に限るものではなく、例えば、図７に示すように、吐出口２ｂの吐出範囲の中央部の流れを堰き止め自在な邪魔板Ｚを、前記吐出口２ｂに設置された整流板７に対して流れの上手側から遠近移動切替自在に設置して構成してあってもよい。この場合は、より構造を簡単にすることができ、コストダウンを図ることが可能となる。
また、吐出状態切替手段の別の実施形態としては、先の実施形態によるアイリッドユニット５Ａと駆動装置５Ｂとの構成に替えて、例えば、図８に示すように、整流板７の直上に、風船体９を膨張収縮自在に備えると共に、この風船体９を膨らませたり窄めたりする駆動装置１０を備えて構成するものであってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

クリーンルームでの空気循環状況を示す概念図 ファンフィルタユニットを示す側面視断面図 ファンフィルタユニットを示す側面視断面図 ファンフィルタユニットを示す側面視断面図 別実施形態のファンフィルタユニットの構成を示す平面視説明図 別実施形態のファンフィルタユニットの構成を示す平面視説明図 別実施形態のファンフィルタユニットの構成を示す側面視断面図 別実施形態のファンフィルタユニットの構成を示す側面視断面図 従来例のファンフィルタユニットの構成を示す側面視断面図

符号の説明

２ ケーシング
２ａ 吸込口
２ｂ 吐出口
３ ファン
４ フィルタ
５ 吐出状態切替手段
７ 整流板
Ｋ 吐出範囲の内の特定の範囲
Ｚ 邪魔板

Claims (3)

1. ケーシングの吸込口と吐出口との間に、ファンとフィルタとが設けられているファンフィルタユニットであって、
   前記ファンと吐出口との間に、前記吸込口から流入した空気を前記吐出口の吐出範囲の全域に分散させて吐出させる第１吐出状態と、前記吐出範囲の特定の範囲に前記空気を集めて吐出させる第２吐出状態とに切替自在な吐出状態切替手段を設けてあるファンフィルタユニット。
2. 前記吐出状態切替手段は、前記第２吐出状態において空気を前記吐出口の周方向に連続した環状範囲に集めて吐出させるように構成されている請求項１に記載のファンフィルタユニット。
3. 前記吐出状態切替手段は、前記吐出口の吐出範囲の内、前記特定の範囲以外の範囲の流れを堰き止め自在な邪魔板を、前記吐出口に設置された整流板に対してケーシング内側から遠近移動切替自在に設置して構成されている請求項１又は２に記載のファンフィルタユニット。

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