JP4411509B2

JP4411509B2 - ファンフィルタユニット

Info

Publication number: JP4411509B2
Application number: JP2003013706A
Authority: JP
Inventors: 宏俊岸本; 功夫森山; 和紀福嶋
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: JP2004225982A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルームなどの清浄な環境を形成するために使用されるファンフィルタユニットに関する。詳細には、フィルタ面での流速が均一で、部分的な濾過性能の低下が生じることがなく、送風設備などのメンテナンスが容易であり、しかも高風量とした場合でも騒音の発生が少ないファンフィルタユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、室内からフィルタの交換、送風設備の点検、調整ができる構造となっていた。
【０００３】
従来のファンフィルタユニットとしては、例えば図７に示すものがある。このファンフィルタユニットは、ユニット本体１内に送風設備部２とフィルタ部３とが順に並んで配設され、これら送風設備部２とフィルタ部３のそれぞれの底部が開閉可能となっており、室内からフィルタの交換、送風設備の点検、調整ができる構造となっていた（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、別のファンフィルタユニットとして、図８及び図９に示すものがある。
このファンフィルタユニットは、ユニット本体１１の送風設備部１２内に設置した送風機１４から吹き出された空気の流れの向きを変更する３つの気流遮蔽部材１８、１９、２０と、これら気流遮蔽部材１９、２０の各端部と所定の間隔をもって配置された気流誘導部材２１とを備えており、前記気流誘導部材２１は、気流遮蔽部材１９、２０によって風向が変更された気流の一部を誘導して風向をほぼ反転させる屈曲部２１ａを備えたものである。
【０００５】
このファンフィルタユニットの場合、フィルタ部１３上部の空気拡散室１５において、ラッパ状に先が広がった吹き出し口１６によって送風機１４からの空気の流れの幅を広げ、さらに気流遮蔽部材１８によって気流の向きを下方のフィルタ１７へと反転させている。そして、気流遮蔽部材１９、２０間のフィルタ１７に対してほぼ中央から気流誘導部材２１によって気流をフィルタ面に供給するようになっている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実公平５−２０４１２号公報（第１〜３頁、第２図参照）
【特許文献２】
特開平１−２３６９４４号公報（特許請求の範囲、図１及び図２）
【０００７】
また、さらに別のファンフィルタユニットとして、図１０及び図１１に示すものが市販されている。このファンフィルタユニットは、ユニット本体３１内に送風機３４を有する送風設備部３２とフィルタ３７を有するフィルタ部３３とが順に並んで配設され、これら送風設備部３２およびフィルタ部３３の各底部が開閉可能となっており、室内からフィルタの交換、送風設備の点検、調整ができる構造としたものである。
【０００８】
このファンフィルタユニットにあっては、フィルタ部３３が上部の空気拡散室３５と下部のフィルタ３７とに分離されており、送風設備部３２に形成された空気取り入れ口３９から取り入れた空気が、送風設備部３２内の送風機３４によってフィルタ３３上部の空気拡散室３５内に配したラッパ状のデフューザ３６を通して空気拡散室３５内に送られ、さらに空気拡散室３５の内側壁３５ａ、３５ｂ、３５ｃとデフューザ３６との隙間を通ってデフューザ３６下部に設けた開口３８からフィルタ３３下部のフィルタ３７へと送風されるようになっている。
【０００９】
このように、図１０及び図１１に示す市販のファンフィルタユニットにあっては、送風設備３２からの空気がスムーズにフィルタ部３３のフィルタ３７へと送風されるようになっているので、フィルタ面での流速は均一となり、部分的な濾過性能の低下が生じないようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１記載のファンフィルタユニットの場合、送風設備部２の送風機４によって送風された空気が、フィルタ部３上部の空気拡散室５のほぼ中央に設けた開口６からフィルタ部３下部に配したフィルタ７へと直角に曲がって流れるようになっているので、フィルタ７のフィルタ面において流速の分布が不均一になり、部分的に濾過性能が低下してしまうという不具合があった。特に高風量とするために風速を速くした場合、流速の分布はさらに不均一になっていた。
【００１１】
このため、特許文献１記載のファンフィルタユニットの場合、ユニット本体１の高さを高くすることで、フィルタ部３上部の空気拡散室５からフィルタ７へと至る空気の流れの角度を緩やかにして、流速の分布を一様にすることも考えられる。しかし、この場合、ユニット本体１自体の容量が大きくなって、メンテナンスにも手間が多くかかってしまうという新たな問題を生じる恐れがある。
【００１２】
また、特許文献２記載のファンフィルタユニットにあっては、吹き出し口１６からの気流は対向する空気拡散室１５の壁１５ａに衝突し、そのまま壁１５ａに沿って下方へと流れ込むようになっているので、フィルタ面での均一な流速を確保するため、気流遮蔽部材１８、１９、２０や気流誘導部材２１が必要となり、その分、該ファンフィルタユニットの構造が複雑となってしまうという問題があった。
【００１３】
また、このような構造としたことで、ファンフィルタユニットのユニット本体１の高さも高くなり、容量も大きくなってしまうので、送風設備部などのメンテナンスにも手間がかかるという問題も生じていた。
【００１４】
一方、図１０および図１１に示すファンフィルタユニットにあっては、フィルタ部３３の空気拡散室３５からフィルタ３７へと至る過程で騒音が発生し易く、特に高風量としたときの騒音は解決すべき重要な課題として残されていた。
【００１５】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、フィルタ面での流速が均一で、部分的な濾過性能の低下が生じることがなく、送風設備部などのメンテナンスが容易であり、しかも高風量とした場合でも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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、クリーンルームなどの清浄な環境を形成するために使用されるファンフィルタユニットであって、
ユニット本体内に送風設備部とフィルタ部とが順に配設されると共に、前記送風設備部及びフィルタ部の各底部が開閉可能に設けられた構造をなしており、
前記送風設備部から送られた空気が前記フィルタ部下部に配したフィルタへと送風される際に、前記フィルタ部上部に配したデフューザと該デフューザの空気送り出し口側及び側方に配した気流拡散室の内壁との間に形成された通路を通って、前記空気がフィルタへと送風されるようになっており、
前記デフューザと気流拡散室の内壁との間に形成された通路内の風向を制御する制御板であって、前記気流拡散室の内側壁に取り付けられる第１制御板及び前記デフューザの相対する送り出し口端縁部に拡幅方向に取り付けられる第２制御板の少なくとも一方が前記通路内に配置さ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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のファンフィルタユニットを図面に示した一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、バイオなど清浄な作業環境が必要とされる分野で使用することができる。また、このファンフィルタユニットは、部屋の天井に埋め込まれて使用され、室内からフィルタの交換、送風設備の点検、調整ができる構造となっている。以下、詳細を述べる。
【００１８】
図１〜図３に示すファンフィルタユニットでは、箱形をなすユニット本体４１内に送風設備部４２とフィルタ部４３とが順に配設されている。送風設備部４２とフィルタ部４３の各底部４２ａ、４３ａには開口（図示しない）が形成されており、送風設備部４２の開口には蓋４２ｂが開閉可能に取り付けられ、フィルタ部４３の開口にはフィルタ４７が取り付けられるようになっており、室内からフィルタ４７の交換、送風設備のメンテナンスができるようになっている。
【００１９】
上記送風設備部４２内には、該送風設備部４２のケーシングに形成した空気取り入れ口４９から取り入れた空気を冷却する熱交換器が配置され、この熱交換器には冷媒液管５０と冷媒ガス管５１とが配管されている。また送風設備部４２内には、ドレン排出口５２からドレンを排出するためのドレンポンプ５３が配置されている。さらに送風設備４２内には送風機４４が設置されており、この送風機４４によって前記空気取り入れ口４９から取り入れた空気がフィルタ部４３へと送られるようになっている。
【００２０】
尚、ユニット本体４１内には、気流方式（清浄度のレベル）に従って、空気取り入れ口を有するプレフィルタ部を設けて、空気取り入れ口から取り入れた空気が、プレフィルタ部、送風設備部、フィルタ部の順に送風されるようにして、高度な浄化レベルに対応するようにすることもできる。
【００２１】
フィルタ部４３は、上部の空気拡散室４５と下部のフィルタ４７とに分離されている。空気拡散室４５には、送風設備部４２からの空気を同気流拡散室４５内へと送り出すデフューザ４６が配置されており、このデフューザ４６を通して送り出された気流は、空気拡散室４５の内前壁４５ａに衝突した後、デフューザ４６と気流拡散室４５の内側壁４５ｂとの間に形成された通路を通り、さらにデフューザ４６の下方に形成した開口４８を通ってフィルタ４７へと送風されるようになっている。尚、フィルタ４７には、クリーンルーム用フィルタとして多用されているＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタを用いる。
【００２２】
前記デフューザ４６と気流拡散室４５の内壁４５ａ、４５ｂ、４５ｃとの間に形成された空気が通過する通路、図示の例ではデフューザ４６と気流拡散室４５の内側壁４５ｂとの間に形成された通路には気流拡散室４５の左右の各内壁側壁４５ｂにそれぞれ風向を制御する制御板５４（第１制御板）が取り付けられている。
【００２３】
これにより、上記デフューザ４６を通して送り出されてフィルタ４７へと至る気流は、デフューザ４６と気流拡散室４５の内側壁４５ｂとの間に形成された通路内において制御板５４（第１制御板）が障害となってデフューザ４６側へと押しやられ、図１〜図３中矢印に示すように気流は二手に分かれ、さらに緩やかな曲線を描く経路を辿って反転しつつ、デフューザ４６下方の開口４８へと流れ込み、フィルタ４７のフィルタ面へと供給されるようになっている。
【００２４】
尚、制御板５４（第１制御板）は、デフューザ４６と気流拡散室４５の内側壁４５ｂとの間に形成された通路の断面積に対して、障壁となる面の面積が２０〜７０％とするのがよく、より好ましくは２０〜５０％である。
【００２５】
図１〜図３に示す形態では、気流拡散室４５の左右の各内壁側壁４５ｂに取り付けた制御板５４（第１制御板）は略長方状をなす板となっているが、これに限らず例えば図４に示すような断面弧状に湾曲した制御板６０（第１制御板）を用いても良く、この場合、空気は制御板６０（第１制御板）表面のなめらかな曲面に沿ってスムーズに風向が変更されるようになる。
【００２６】
また、図４に示す制御板６０（第１制御板）は、空気の流れに向かって傾斜して立設している。このため、制御板６０（第１制御板）に当たった気流は、デフューザ４６側へと押しやられるとともに、該制御板６０（第１制御板）の傾斜面に沿って下方へと誘導され、デフューザ４６下部の開口４８に向かうスムーズな流れとなる。
【００２７】
また、図１〜図３に示す例では、デフューザ４６と気流拡散室４５の内側壁４５ｂとの間に形成された通路に取り付けた制御板５４（第１制御板）の他に、前記デフューザ４６の相対する送り出し口の端縁部４６ａには制御板５５（第２制御板）が拡幅方向に取り付けられている。この制御板５５（第２制御板）により、デフューザ４６によって送り出される空気の流れの幅は該制御板５５（第２制御板）の長さの分だけ広げられ、かつデフューザ４６によって送り出された気流は、気流拡散室４５の内前壁４５ａに衝突した後、制御板５５（第２制御板）に沿って内側壁４５ｂ側へと誘導され、さらに制御板５４（第１制御板）によって（制御板５４が無い場合は内後壁４５ｃによって）反転するが、新たにデフューザ４６によって送り出された気流と衝突することがなく、また新たに送り出される空気の風路を狭めることもないので、よりスムーズでなめらかな流れとなる。
【００２８】
尚、上記制御板５５（第２制御板）は、デフューザ４６の相対する送り出し口の端縁部４６ａと気流拡散室４５の内側壁４５ｂとの間に形成された通路の断面積に対して、障壁となる面の面積が５〜４０％とするのがよく、より好ましくは１０〜３０％である。
【００２９】
制御板５５（第２制御板）に沿って内側壁４５ｂ側へと誘導された空気は、制御板５４によりデフューザ４６側へ誘導され、一部の空気は気流拡散室４５の内壁４５ａ側方向に反転してフィルタ４７へ至るが、この際にデフューザ４６から新たに送り出される気流と衝突することがなく、また新たに送り出される空気の風路を狭めることがない。
【００３０】
尚、上記制御板５４、５５、６０には吸音材や制振材を貼り付けたり、これら制御板５４、５５、６０そのものを吸音材や制振材によって構成するなどの騒音対策を施すこともできる。
【００３１】
【実施例】
図５及び図６に示すように、幅１３００ｍｍ、長さ１７００ｍｍ、高さ５２５ｍｍの箱形のユニット本体７１内に、空気取り入れ口８１を有するプレフィルタ部８０と送風設備部７２とフィルタ部７３とを配置して、空気取り入れ口８１から取り入れた空気が、プレフィルタ部８０、送風設備部７２、フィルタ部７３の順に送風されるようにして浄化レベルを高めたファンフィルタユニットについて、制御板７４（第１制御板）、制御板７６（第２制御板）の有無による騒音、風量、および電力の違いを比較した。
【００３２】
尚、制御板７４（第１制御板）は略長方状をなしており、気流拡散室７５の左右の各内壁側壁７５ｂとデフューザ４６の相対する送り出し口の両端縁部４６ａとの間に形成された通路の断面積に対し、該制御板７４（第１制御板）の障壁となる面の面積が約４０％となっており、これをフィルタ部７３上部の気流拡散室７５の左右の各内壁側壁７５ｂにそれぞれ取り付けた。また、制御板７６（第２制御板）については、デフューザ４６の相対する送り出し口の両端縁部４６ａと気流拡散室７５の左右の各内壁側壁７５ｂとの間に形成される通路の断面積に対し、該制御板７６（第２制御板）の障壁となる面の面積が約２０％となる大きさの板を用い、これをデフューザ４６の相対する送り出し口の両端縁部４６ａにそれぞれ拡幅方向に取り付けた。その結果を下記表１に示した。
【００３３】
【表１】

表１から、実施例１と比較例２を比較すると、風量は同程度であるが、騒音レベルを見たとき、実施例１の方が約５％減少している。また、実施例１と比較例１を比較したとき、両者の騒音レベルは同程度であるが、風量は実施例１の方が約１０％増加している。しかし、実施例１の電力消費は約５％の増加に留まっている。実施例２と比較例２を比較すると、実施例２の方が風量が増加しているにも拘わらず、騒音レベルは低くなっている。
【００３４】
以上のことから、制御板を有する実施例に係るユニットでは、制御板の無い比較例のものに比べて、風量が同等の条件下では、騒音レベルが低下し、制御板が騒音低減に有効であることが解る。また、制御板を有する実施例に係るユニットでは、制御板の無い比較例のものに比べて、騒音レベルが同程度の条件下で、風量が増加することが確認された。
【００３５】
尚、本発明は、上記図面に示す形態に限定されず、例えばユニット本体、およびユニット本体内に配置される送風設備部と空気排出部のすべてを吸音材や制振材などの防音材によって構成するなど、「特許請求の範囲」に記載された範囲で自由に変更することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明のファンフィルタユニットにあっては、フィルタ面での流速が均一で、部分的な濾過性能の低下が生じることがなく、送風設備などのメンテナンスが容易であり、しかも高風量とした場合でも騒音の発生が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のファンフィルタユニットの一実施例を示した斜視図。
【図２】同じく平面図。
【図３】同じく断面図。
【図４】第１制御板の別の形態を示した平面図。
【図５】本発明のファンフィルタユニットの別の実施例を示した平面図。
【図６】同じく断面図。
【図７】従来のファンフィルタユニットを示した断面図。
【図８】従来の別のファンフィルタユニットを示した平面図。
【図９】同じく断面図。
【図１０】従来の別のファンフィルタユニットを示した平面図。
【図１１】同じく断面図。
【符号の説明】
４１、７１・・・ユニット本体
４２、７２・・・送風設備部
４３、７３・・・フィルタ部
４４・・・送風機
４５、７５・・・気流拡散室
４６・・・デフューザ
４７・・・フィルタ
４９、８１・・・空気取り入れ口
５４、６０、７４・・・第１制御板
５５、７６・・・第２制御板
８０・・・プレフィルタ部

Claims

クリーンルームなどの清浄な環境を形成するために使用されるファンフィルタユニットであって、
ユニット本体内に送風設備部とフィルタ部とが順に配設されると共に、前記送風設備部及びフィルタ部の各底部が開閉可能に設けられた構造をなしており、
前記送風設備部から送られた空気が前記フィルタ部下部に配したフィルタへと送風される際に、前記フィルタ部上部に配したデフューザと該デフューザの空気送り出し口側及び側方に配した気流拡散室の内壁との間に形成された通路を通って、前記空気がフィルタへと送風されるようになっており、
前記デフューザと気流拡散室の内壁との間に形成された通路内の風向を制御する制御板であって、前記気流拡散室の内側壁に取り付けられる第１制御板及び前記デフューザの相対する送り出し口端縁部に拡幅方向に取り付けられる第２制御板の少なくとも一方が前記通路内に配置されていることを特徴とするファンフィルタユニット。
第１制御板の障壁となる面の面積が、デフューザと気流拡散室の内側壁との間に形成された通路の断面積に対して２０〜７０％であることを特徴とする請求項１または２記載のファンフィルタユニット。
第１制御板が、断面弧状に湾曲していると共に、空気の流れに向かって傾斜して立設していることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のファンフィルタユニット。
第２制御板の障壁となる面の面積が、デフューザの相対する送り出し口端縁部と気流拡散室の内側壁との間に形成された通路の断面積に対して５〜４０％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。
第２制御板が、断面弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１又は４のいずれかに記載のファンフィルタユニット。