JP2010159912A

JP2010159912A - ファン・フィルタ・ユニット、クリーン排気ユニット、クリーン空間形成ユニット、及び可搬式クリーン空間形成ユニット

Info

Publication number: JP2010159912A
Application number: JP2009002244A
Authority: JP
Inventors: Osamu Gomi; 修五味
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-22

Abstract

【課題】本発明は上述の点に鑑み、任意の場所に搬送し、クリーンで、均一、且つ直進性
の気流を製造できるファン・フィルタ・ユニットを提供すること。
【解決手段】蓄電池を備えた電源部と、ケーシング１１と、送風機１２と、第１空気溜り
１３と、整流機構１４と、第２空気溜り１５と、フィルタ１６と、第３空気溜り１７と、
整流多孔板１８とを備え、ケーシング１１内に、電源部からの電力で駆動される送風機１
２により該ケーシング内に導入した空気を第１空気溜り１３を経由して整流機構１４に導
き、該整流機構１４で均一気流を生成し、該均一気流を第２空気溜り１５を経由してフィ
ルタ１６に導き、該フィルタ１６を通った均一気流を第３空気溜り１７を経由して整流多
孔板１８に導き、該整流多孔板１８からケーシング１１外に排出する流路を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、任意の場所への移動が容易で、電源供給用ケーブルを配回すことなく、駆動
電源を得られない場所でも均一で直進性のクリーンな気流を形成できるファン・フィルタ
・ユニットに関する。

また、本発明は任意の場所への移動が容易で、駆動電源を得られない場所でもクリーン
な空気を排気でき、周囲を汚染することのないクリーン排気ユニットに関する。

また、本発明は任意の場所への移動が容易で、駆動電源を得られない場所でもクリーン
で、均一、且つ直進性の気流空間を形成できるクリーン空間形成ユニット、及び可搬式ク
リーン空間形成ユニットに関する。

半導体、液晶、水晶等のデバイス製造等において、現在のクリーン環境構築技術の主流
は製造エリア全体をクリーンルーム内に配置することである。このような大きなクリーン
環境の構築には莫大な費用がかかるばかりではなく、全体のクリーン度を維持するためラ
ンニングコストも大きくなる。また、このような大きなクリーン環境以外に、部分最適の
局所クリーン環境を構築する要望は、上記デバイス製造分野ばかりではなく、多くの分野
で要望されている。

上記部分最適の局所クリーン環境を構築する上で、クリーンで、均一、且つ直進性の気
流を造ることができるファン・フィルタ・ユニットが重要になる。ところがこのようにフ
ァン・フィルタ・ユニットは、通常供給電源に商用電源を使用するため、ファン・フィル
タ・ユニットの使用場所が限られる。また、ファン・フィルタ・ユニットを、例えば、ク
リーンルーム内のデバイス製造工程間で搬送すると、塵埃付着・異物除去を行うことがで
きないという問題もある。このようなことが、部分最適の局所クリーン環境の構築に大き
な障害となっていた。

本発明は上述の点に鑑み、任意の場所に搬送し、クリーンで、均一、且つ直進性の気流
を製造できるファン・フィルタ・ユニットを提供することを目的とする。

また、本発明は、任意の場所に搬送して使用しても、周囲を汚染する塵埃等の汚染物を
排出することのないクリーン排気ユニットを提供することを目的とする。

また、本発明は、任意の場所に搬送して、クリーンで、均一、且つ直進性ある気流空間
を形成できるクリーン空間形成ユニット、及び可搬式クリーン空間形成ユニットを提供す
ることを目的とする。

上記課題を解決するため本発明は、蓄電池を備えた電源部と、ケーシングと、送風機と
、第１空気溜りと、整流機構と、第２空気溜りと、フィルタと、第３空気溜りと、整流多
孔板とを備え、ケーシング内に、電源部からの電力で駆動される送風機により該ケーシン
グ内に導入した空気を第１空気溜りを経由して整流機構に導き、該整流機構で均一気流を
生成し、該均一気流を前記第２空気溜りを経由してフィルタに導き、該フィルタを通った
均一気流を第３空気溜りを経由して整流多孔板に導き、該整流多孔板からケーシング外に
排出する流路を形成したことを特徴とするファン・フィルタ・ユニットにある。

また、本発明は、上記ファン・フィルタ・ユニットにおいて、送風機はターボファンで
あることを特徴とする。

また、本発明は、上記ファン・フィルタ・ユニットにおいて、整流機構は、ターボファ
ンの特性である外周側が強く、中心側が弱い不均一な吐出し気流を均一な気流にする整流
板を備えていることを特徴とする。

また、本発明は、上記ファン・フィルタ・ユニットにおいて、フィルタは、低圧損ろ紙
を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、蓄電池を備えた電源部と、ケーシングと、フィルタと、送風機とを備
え、ケーシング内に、フィルタを通して導入された空気を、送風機によりケーシング外に
排出するように流路を形成したことを特徴とするクリーン排気ユニットにある。

また、本発明は、ケーシングと、ファン・フィルタ・ユニットと、クリーン排気ユニッ
トとを備え、ケーシング内に、ファン・フィルタ・ユニットからクリーンな空気を導入し
て、該ケーシング内にクリーンな気流空間を形成し、クリーン排気ユニットによりケーシ
ング外に排出するクリーン空間形成ユニットであって、ファン・フィルタ・ユニット、及
びクリーン排気ユニットの駆動電力は蓄電池を備えた電源から供給されるようになってい
ることを特徴とするクリーン空間形成ユニットにある。

また、本発明は、上記クリーン空間形成ユニットのファン・フィルタ・ユニットに上記
本発明に係るファン・フィルタ・ユニットを用い、クリーン排気ユニットに上記本発明に
係るクリーン排気ユニットを用いたことを特徴とする。

また、本発明は、台車に上記本発明に係るクリーン空間形成ユニットを搭載した可搬式
クリーン空間形成ユニットとしたことにある。

上記のように、ファン・フィルタ・ユニットは、蓄電池を備えた電源部を備えているの
で、電源供給のためのケーブルの配回しをすることなく、任意の場所に搬送し、駆動電源
の得られない場所でも塵埃を発生することなく、部分局所的で、均一、直進性のあるクリ
ーンな気流環境を容易に構築できる。

また、送風機に安価なターボファンを用いるので、ファン・フィルタ・ユニットを安価
に実現できる。整流機構は、ターボファンの特性である中心側が弱く（流速が遅い）、外
周側が強い（流速が速い）気流を均一で且つ直進性の気流に整流する整流板を備えている
ので、安価なターボファンを用いても均一で且つ直進性ある気流を作ることができる。

また、フィルタは、低圧損ろ紙を備えているので、圧損が小さく省エネルギーとなり、
充電池駆動でも運転時間を長くできる。

また、本発明に係るクリーン排気ユニットは、任意の場所に搬送して使用しても塵埃等
の汚染物を排出することなく、例えばクリーンルーム内の任意の位置に搬送して使用して
も周囲のクリーン度を下げることがない。

また、本発明に係るクリーン排気ユニットは、ファン・フィルタ・ユニット、及びクリ
ーン排気ユニットの駆動電力は蓄電池を備えた電源から供給されるようになっているから
、任意の場所に搬送し、均一、且つ直進性のあるクリーンな気流空間を局所的に形成する
ことができる。また、クリーン空間形成ユニットを台車に搭載することにより、搬送が容
易で、且つ搬送に際して、塵埃の発生も抑えることができる。

本発明に係るファン・フィルタ・ユニットの概略構成を示す図である。本発明に係るクリーン排気ユニットの概略構成を示す図である。本発明に係るファン・フィルタ・ユニットの外観構成例を示す図である。本発明に係るクリーン排気ユニットの外観構成例を示す図である。本発明に係るクリーン空間形成ユニットの外観構成例を示す図である。

以下、本願発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るファン
・フィルタ・ユニットの概略構成を示す図である。図示するように、本ファン・フィルタ
・ユニットは、ファン・フィルタ・ユニット本体１０と、電源部２０とを備えている。フ
ァン・フィルタ・ユニット本体１０は、ケーシング１１を備え、該ケーシング１１内に送
風機１２、第１空気溜り１３、整流機構１４、第２空気溜り１５、フィルタ１６、及び第
３空気溜り１７、及び整流多孔板１８を順次配置した構成である。また、電源部２０は充
電池２１、充電器２２を備え、充電器２２はコード２３を介してＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ２４
０の交流電源に接続できるようになっている。

ファン・フィルタ・ユニット本体１０の送風機１２には、安価な市販のターボファンを
用いている。ターボファンからなる送風機１２を運転することにより、ケーシング１１の
吸気口１１ａから吸込まれた空気は、第１空気溜り１３を経由して整流機構１４に送られ
る。ターボファンの排出気流速度Ｖは、点線矢印で示すように、中心部が弱く（流速が遅
く）、外周側に行くに従って強く（流速が速く）なる。即ち、ターボファンの吐出し気流
は不均一の気流である。そこでこの不均一速度の気流を均一速度の気流にするために整流
機構１４を設けている。整流機構１４は同心円状に配置された複数枚（図では３枚）の整
流板１４ａを備えている。各整流板１４ａは、外周部側から中心部側に向って下降する勾
配がついた円錐筒状板である。ターボファンからなる送風機１２から吐出される上記不均
一な気流を、第１空気溜り１３を経由して整流機構１４に送ることにより、実線矢印で示
すように均一流速Ｖの気流となる。

上記のように整流機構１４により均一流速となった気流を第２空気溜り１５を経由して
フィルタ１６に送ることにより、該フィルタ１６により気流中の塵埃等の汚染物は除去さ
れ、クリーンな気流となる。該フィルタ１６から吐出されるクリーンな気流を整流多孔板
１８を通すことにより、均一流速で、且つ直進性を有する気流となってファン・フィルタ
・ユニット本体１０から吐出される。フィルタ１６のろ材には、低圧損ろ紙を使用してい
る。これにより、フィルタ１６の圧損を低く抑えることができるから、その分送風機１２
の消費電力が抑制され、充電池の放電時間を長くすることができる。

上記のように、送風機１２と整流機構１４の間に第１空気溜り１３、整流機構１４とフ
ィルタ１６の間に第２空気溜り１５、フィルタ１６と整流多孔板１８の間に第３空気溜り
１７を設けている。このようにケーシング１１内に３層の空気溜り（プレナムチャンバー
）を設けることにより、気流の均一化を図り、整流機構１４にてターボファンの特性であ
る吐出し気流の外側が強く、中心部が弱いという弱点を解決している。更に、整流多孔板
１８にて、気流の直進性を確保している。

電源部２０の充電池２１には、鉛、ニッカド、リチュウムイオン等の充電池が採用でき
る。ＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ２００の交流電源からコード２３を介して充電器２２に電力を供
給し、該充電器２２で直流に変換し、充電池２１に充電する。充電池２１は所定の直流電
圧（例えば２４Ｖ）が出力されるように複数個直列に接続するか又はＤＣ−ＤＣコンバー
タを備えている。送風機１２には、直流電力で駆動されるターボファンを採用する。上記
電源部２０はファン・フィルタ・ユニット本体１０と一緒に搬送できるように、ファン・
フィルタ・ユニット本体１０に一体的に取り付ける。これにより、ファン・フィルタ・ユ
ニット本体１０は電源コードを引きずることなく、任意の電源設備のない場所に搬送され
、クリーンな均一で、且つ直進性のある気流を得ることができる。

図２は本発明に係るクリーン排気ユニットの概略構成を示す断面図である。図示するよ
うに、本クリーン排気ユニットは、クリーン排気ユニット本体３０と、電源部４０とを備
えている。クリーン排気ユニット本体３０は、ケーシング３１と、フィルタ３２と、送風
機３３とを備えている。送風機３３を運転することにより、フィルタ３２を通して空気が
ケーシング３１内に導入される。このフィルタ３２を通すことにより、空気中の塵埃等の
汚染物は除去され、クリーン化され、送風機３３によりケーシング３１の外に排気される
。

電源部４０は充電池４１、充電器４２を備え、充電器４２はコード４３を介してＡＣ１
００Ｖ〜ＡＣ２４０の交流電源に接続できるようになっている。充電池４１には、鉛、ニ
ッカド、リチュウムイオン等の充電池が採用できる。ＡＣ１００Ｖ〜ＡＣ２４０の交流電
源からコード４３を介して充電器４２に電力し、該充電器４２で直流に変換し、充電池４
１に充電する。充電池４１は所定の直流電圧（例えば２４Ｖ）が出力されるように複数直
列接続するか又は昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータを備えている。送風機３３には、直流電
力で駆動されるターボファンを採用する。

上記電源部４０はクリーン排気ユニット本体３０と一緒に搬送できるように、クリーン
排気ユニット本体３０に一体的に取り付ける。これにより、クリーン排気ユニット本体３
０は電源コードを引きずることなく、任意の電源設備のない場所に搬送され、クリーンな
気流を排出することができる。なお、フィルタ３２のろ材には低圧損ろ紙を使用している
。これにより、フィルタ３２の圧損を低く抑えることができるから、その分送風機３３の
消費電力が抑制され、充電池４１の放電時間を長くすることができる。

図３は本発明に係るファン・フィルタ・ユニットの外観構成例を示す図であり、図３（
ａ）は平面図、図３（ｂ）は底面図、図３（ｃ）は側面図、図３（ｄ）は正面図である。
図示するように、ファン・フィルタ・ユニット本体１０のケーシング１１の上面には吸気
口１１ａが設けられ、その下方に送風機１２、整流機構１４、フィルタ１６が配置されて
いる。そしてケーシング１１の底部排気口１１ｂには、整流多孔板１８として多数の円形
孔が形成されたパンチング板が取り付けられている。また、そして図示は省略するが、送
風機１２と整流機構１４の間に第１空気溜り、整流機構１４とフィルタ１６の間に第２空
気溜り、フィルタ１６と整流多孔板１８の間に第３空気溜り１７が設けられている。

また、ケーシング１１の内部には充電池（充電式バッテリー）２１や充電器２２を備え
た電源部２０（図１参照）が配置されている。また、ケーシング１１の側面には起動スイ
ッチ２４、充電池２１の充電残量を確認するＬＥＤ２５が配置さている。また、ケーシン
グ１１にはコード２３が接続され、電源部２０にＡＣ電力を供給できるようになっている
。即ち、ファン・フィルタ・ユニット本体１０をＡＣ電源のある場所に搬送し、コード２
３を通して充電器２２に電力を供給し、充電池２１を充電し、その満充電をＬＥＤ２５で
確認できるようになっている。充電池２１が満充電になったら、ファン・フィルタ・ユニ
ット本体１０を任意の場所に搬送し、そこで起動スイッチ２４をＯＮすると、送風機１２
が起動する。送風機１２の起動により、吸込口１１ａからケーシング１１内に導入され気
流は、上記のように第１空気溜り１３、整流機構１４、第２空気溜り１５、フィルタ１６
、第３空気溜り１７、及び整流多孔板１８を通って吐出される。整流多孔板１８から吐出
される気流は、均一、且つ直進性のあるクリーン気流である。

図４は本発明に係るクリーン排気ユニットの外観構成例を示す図であり、図４（ａ）は
正面図、図４（ｂ）は底面図、図４（ｃ）は平面図である。クリーン排気ユニットのクリ
ーン排気ユニット本体３０は、ケーシング３１の上面の気流取口３１ａには格子状の保護
部材３４が取付けられている。該保護部材３４の下方のケーシング３１内にはフィルタ３
２が収納配置され、その下方に送風機３３が配置されている。また、図示は省略するがケ
ーシング３１内には、図２に示す充電池４１や充電器４２を備えた電源部４０（図２参照
）が収納配置されている。また、充電器４２には、コード４３を通して充電池４１充電用
電力を供給できるようになっている。また、図示は省略するが、ケーシング３１の正面に
は起動スイッチ５４（図５（ｂ）参照）、充電池４１の充電残量を確認するＬＥＤ等が配
置されている。

上記クリーン排気ユニット本体３０をＡＣ電源のある場所に搬送し、コード４３を通し
て充電器４２に電力を供給し、充電池４１を充電し、その満充電をＬＥＤで確認できるよ
うになっている。充電池２１が満充電になったら、クリーン排気ユニット本体３０を任意
の場所に搬送し、起動スイッチをＯＮして、送風機３３を起動する。これにより保護部材
３４の格子状部を通って吸引された気流は、フィルタ３２を通って、ケーシング３１の底
部に設けられた吐出口３１ｂより排出される。

図５は本発明に係るクリーン空間形成ユニットの外観構成例を示す図であり、図５（ａ
）は側面図、図５（ｂ）は正面図である。本クリーン空間形成ユニット５０は、底部にキ
ャスター５２の付いた枠体（台車）５１に搭載された構成である。本クリーン空間形成ユ
ニット５０は枠体５１に搭載され、上下に開口を有するケーシング５３を備えている。該
ケーシング５３の上部開口に本発明に係る上記ファン・フィルタ・ユニット１０を配置し
、下部開口に本発明に係る上記クリーン排気ユニット３０を配置している。つまり、ケー
シング５３の上部開口にファン・フィルタ・ユニット本体１０の整流多孔板１８が対向す
るように配置され取付けられている。そしてケーシング５３の下部開口にクリーン排気ユ
ニット本体３０の格子状の保護部材３４が対向するように配置され取付けられている。

ファン・フィルタ・ユニット本体１０のケーシング１１の正面には起動スイッチ２４、
充電池２１の充電残量を確認するＬＥＤ２５が配置されている。クリーン排気ユニット本
体３０のケーシング３１の正面には、起動スイッチ５４、ヒューズ５５が取付けられ、下
部には漏電ブレーカー５６が取付けられている。ファン・フィルタ・ユニット本体１０の
電源部２０やクリーン排気ユニット本体３０の電源部４０には、コード５８及び漏電ブレ
ーカー５６を通して電力が供給されるようになっている。また、枠体５１の側部には、コ
ード５８を掛けるためのフック５７が設けられている。また、枠体５１の側部には、本フ
ァン・フィルタ・ユニットを移送するための手押ハンドル５９が設けられている。

上記構成のクリーン空間形成ユニットにおいて、手押ハンドル５９を押しながら、ファ
ン・フィルタ・ユニット本体１０を交流電源のある場所に移送する。ここで、漏電ブレー
カー５６をＯＮとし、コード５８を通して、ファン・フィルタ・ユニット本体１０の電源
部２０やクリーン排気ユニット本体３０の電源部４０に電力を供給する。電源部２０の充
電池２１や電源部４０の充電池４１が満充電になったら、漏電ブレーカー５６をＯＦＦと
する。その後、ファン・フィルタ・ユニット本体１０を任意の場所に移送し、ファン・フ
ィルタ・ユニット本体１０の起動スイッチ２４、クリーン排気ユニット本体３０の起動ス
イッチ５４をＯＮとする。

ファン・フィルタ・ユニット本体１０の起動スイッチ２４をＯＮとすることにより、送
風機１２が起動し、ケーシング１１内に空気が導入される。そして第１空気溜り１３、整
流機構１４、第２空気溜り１５、フィルタ１６、及び第３空気溜り１７を順次通り、整流
多孔板１８から均一、且つ直進性のあるクリーンな気流となって、ケーシング５３に流入
する。また、クリーン排気ユニット本体３０の起動スイッチ５４をＯＮとすることにより
、送風機３３が起動し、ファン・フィルタ・ユニット本体１０のケーシング５３内の気流
はケーシング３１内に吸込まれ、フィルタ３２に送られる。フィルタ３２ではケーシング
５３内で気流中に加えられた粉塵等の異物を除去し、クリーンな気流としてクリーン排気
ユニット本体３０のケーシング外に排出する。

上記のように、ファン・フィルタ・ユニットでは、充電池に充電された電力で動作する
ファン・フィルタ・ユニット及びクリーン排気ユニットで構成されているから、任意の場
所に移送し、均一で直進性を有する気流空間をケーシング５３に形成することができる。
また、クリーン排気ユニットから排出される気流もクリーンであるから、周囲を汚染する
ことがない。従って、例えばクリーンルーム内の各デバイス工程間を移動し、部分最適の
局所クリーン気流空間を形成できる。そして排出される気流はクリーンであるから、クリ
ーンルーム内のクリーン度を低下させることもない。

なお、ファン・フィルタ・ユニットが小型軽量である場合、人手で持ち上げて搬送する
ことも可能で、この場合は、枠体５１にキャスター５２を取り付ける必要もない。また、
ケーシング５３に配置するファン・フィルタ・ユニットは、本実施形態で示すものに限定
されるものではない。充電池を備えた電源で駆動され、均一、且つ直進性を有するクリー
ンな気流を吐出すファン・フィルタ・ユニットであればよい。また、クリーン排気ユニッ
トも本実施形態で示すものに限定されるものではない。充電池を備えた電源で駆動され、
クリーンな気流を排出するクリーン排気ユニットであればよい。また、充電池を備えた電
源部は、ファン・フィルタ・ユニットとクリーン排気ユニットに個別に設ける必要がなく
、１個で共有してもよい。

以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種
々の変形が可能である。

１０ファン・フィルタ・ユニット本体、１１ケーシング、１２送風機、１３第
１空気溜り、１４整流機構、１５第２空気溜り、１６フィルタ、１７第３空気溜
り、１８整流多孔板、２０電源部、２１充電池、２２充電器、２３コード、２
４起動スイッチ、２５ＬＥＤ、３０クリーン排気ユニット本体、３１ケーシング
、３２フィルタ、３３送風機、４０電源部、４１充電池、４２充電器、４３
コード、５０クリーン空間形成ユニット、５１枠体（台車）、５３ケーシング、５
４起動スイッチ、５５ヒューズ、５６漏電ブレーカー、５７フック、５８コー
ド、５９手押ハンドル

Claims

蓄電池を備えた電源部と、ケーシングと、送風機と、第１空気溜りと、整流機構と、第
２空気溜りと、フィルタと、第３空気溜りと、整流多孔板とを備え、
前記ケーシング内に、前記電源部からの電力で駆動される前記送風機により該ケーシン
グ内に導入した空気を前記第１空気溜りを経由して前記整流機構に導き、該整流機構で均
一気流を生成し、該均一気流を前記第２空気溜りを経由して前記フィルタに導き、該フィ
ルタを通った均一気流を前記第３空気溜りを経由して前記整流多孔板に導き、該整流多孔
板から前記ケーシング外に排出する流路を形成したことを特徴とするファン・フィルタ・
ユニット。
前記送風機は、ターボファンであ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。
前記整流機構は、前記ターボファンの特性である外周側が強く、中心側が弱い不均一な
吐出し気流を均一な気流にする整流板を備えていることを特徴とする請求項２に記載のフ
ァン・フィルタ・ユニット。
前記フィルタは低圧損ろ紙を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に
記載のファン・フィルタ・ユニット。
蓄電池を備えた電源部と、ケーシングと、フィルタと、送風機とを備え、
前記ケーシング内に、前記フィルタを通して導入された空気を、前記送風機により前記
ケーシング外に排出するように流路を形成したことを特徴とするクリーン排気ユニット。
ケーシングと、ファン・フィルタ・ユニットと、クリーン排気ユニットとを備え、前記
ケーシング内に、前記ファン・フィルタ・ユニットからクリーンな空気を導入して、該ケ
ーシング内にクリーンな気流空間を形成し、前記クリーン排気ユニットにより前記ケーシ
ング外に排出するクリーン空間形成ユニットであって、
前記ファン・フィルタ・ユニット、及び前記クリーン排気ユニットの駆動電力は蓄電池
を備えた電源から供給されるようになっていることを特徴とするクリーン空間形成ユニッ
ト。
前記ファン・フィルタ・ユニットに請求項１乃至４のいずれか１項に記載されたファン
・フィルタ・ユニットを用い前記クリーン排気ユニットに請求項５に記載のクリーン排気
ユニットを用いたことを特徴とする請求項６に記載のクリーン空間形成ユニット。
台車を備え、該台車に請求項６又は７に記載のクリーン空間形成ユニットを搭載したこ
とを特徴とする可搬式クリーン空間形成ユニット。