JP4905033B2 - ファンフィルターユニット - Google Patents

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Description

本発明は、半導体、液晶などを製造する装置において清浄な空気を必要とする環境下で使用され、複数のファンを搭載したファンフィルターユニットに関する。
従来、この種のファンフィルターユニットは、チャンバー内に複数のファンを間隔を存して搭載し、平均吹き出し風量に比べて、吹出風量の少ない領域に整流板を設けることにより、フィルターから吹き出される風速分布の均一化を図ったものが知られている(例えば特許文献1参照)。
以下、そのファンフィルターユニットについて図21(b)を参照しながら説明する。
図に示すように、チャンバ101内に間隔を存して搭載された軸流ファン102a、102b、102cの間の投影面上における平均吹き出し風量に比べ、吹出風量の少ない領域に整流板105a、105bが設けられており、この整流板を設けることにより、フィルター下流での風速分布の均一化を図っている。
特開平7−47217号公報
このような従来のファンフィルターユニットでは、ファンの投影面上において、フィルター下流側に整流板を設ける構造となっており、例えばファンを2個搭載したチャンバとファンを3個搭載したチャンバとではチャンバのサイズが異なり、都度チャンバのサイズに合わせて整流板を製作して取り付けなければならないという課題があり、容易に製作可能な部品を用いて、フィルター下流の風速分布を均一化することが要求されている。
また、この種の複数のファンを搭載したファンフィルターユニットにおいては、複数のファンから吹き出される風がチャンバー内にて干渉することなく、容易にチャンバー内の風の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化することが要求されている。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ファンモータユニットをチャンバー内に並列するように配置し、ファンモータユニット間に整流機構を配置することにより、フィルターの下流側に整流板を設けることなく、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるというファンフィルターユニットを提供することを目的としている。
本発明のファンフィルターユニットは、上記の目的を達成するために、ターボ型のファンとモータから構成されるファンモータと、このファンモータを固定するファンモータ固定具と、このファンモータ固定具の両端に一体に設けられる支持立板と、前記ファンモータと前記ファンモータ固定具と前記支持立板からなるファンモータユニットと、前記ファンモータユニットを2台以上収納する箱形状のチャンバーと、前記チャンバーに隣接するフィルターと、前記チャンバー内に配置する整流機構と、前記整流機構は、形状は直方体であり、内部に制御部を備え、その側面、底面の2つ以上の面に通風孔を設けたもので、隣接する2つのファンモータユニットの回転軸を結んだ線分の中心点を通過するように配置されたことを特徴としたものである。
この手段により、それぞれのファンから吹き出される風の衝突を整流機構で防ぎ、チャンバー内の風速分布を改善して、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、整流機構の形状を直方体とし、内部に制御部を備え、その側面または底面に通風孔を設けたことを特徴としたものである。
この手段により、直方体の整流機構の内部に設けられている制御部の電子部品をファンから吹き出される風によって冷却し、制御部の放熱を行うことでファンフィルターユニットの長寿命化を図れるとともに、直方体の整流機構を中心にしてチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、直方体の整流機構の長手方向を前記ファンモータユニットに正対するように立設することを特徴としたものである。
この手段により、制御部の電子部品をファンから吹き出される風によって冷却し、制御部の放熱を行うことでファンフィルターユニットの長寿命化を図れるとともに、直方体の整流機構を中心にしてチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、直方体の整流機構の片側の長手方向の側面のみスリット状に通風孔を設けたことを特徴としたものである。
この手段により制御部の電子部品をファンから吹き出される風によって冷却し、直方体の整流機構を中心にしてチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、直方体の整流機構の長手方向の側面のみスリット状に通風孔を設けたことを特徴としたものである。
この手段により制御部の電子部品をファンから吹き出される風によって冷却し、直方体の整流機構を中心にしてチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、直方体の整流機構の両側面と底面に通風孔を設けたことを特徴としたものである。
この手段により、直方体の整流機構の側面より流入した風が内部に設けられている制御部の電子部品を冷却し、底面の通風孔より直方体の整流機構の底面で覆われたフィルター面などの空気の流れが行き届きにくい領域に空気の流れを案内し、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、送風方向を内側に規制する互いに逆方向に折り曲げた2つのウイング部を直方体の整流機構に設けたことを特徴としたものである。
この手段により、直方体の整流機構に設けられたウイング部によりファンの底面で覆われたフィルター面などの空気の流れが行き届きにくい領域に空気の流れを案内し、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
また他の手段は、直方体の整流機構の短手方向側にフィルター側に風の流れが向かうように流れを規制する板状の誘導部を設け、誘導部は、誘導部を流れる風が下流方向に向かうにつれ、フィルターとの距離が小さくなる誘導部を2面以上持つことを特徴としたものである。
この手段により、チャンバー側面付近を流れる風を誘導部によりフィルターの中央部に案内し、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化でき、制御部の内部に設けられている電子部品を、ファンから吹き出される風によって冷却し、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。
本発明によれば、チャンバーのサイズが異なっても、整流機構によりそれぞれのターボファンより吹き出される風の干渉を防止し、チャンバー内の風速分布を改善し、フィルターから吹き出される風の風速分布を均一化できるという効果のあるファンフィルターユニットを提供できる。
また、直方体の整流機構の側面に設けられた通風孔により、整流機構の内部に設けられた制御部の電子部品を冷却し、ファンフィルターユニットの長寿命化が図れるという効果のあるファンフィルターユニットを提供できる。
また、直方体の整流機構の底面に設けられた通風孔により、直方体の整流機構の底面で覆われた風の流れにくい部分に気流を誘導し、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットを提供できる。
また、直方体の整流機構に設けられたウイング部により、ターボファンの底面で覆われた空気の流れが行き届きにくいフィルター面にも風を案内することができるという効果のあるファンフィルターユニットを提供できる。
また、直方体の整流機構の短手方向側に設けられた誘導部により、フィルターの中央部に風を誘導し、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化でき、直方体の整流機構の内部に設けられた制御部の電子部品を、ファンから吹き出される風によって冷却し、制御部の放熱を行うことでファンフィルターユニットの長寿命化を図れるとともに、直方体の整流機構を中心にしてチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるファンフィルターユニットを提供できる。
参考例1のファンフィルターユニットの下面透視図 参考例1のファンフィルターユニットの断面図((a)図1のA−A側面断面図、(b)図1のB−B側面断面図) 参考例1の下面透視図 参考例2の下面透視図 参考例3の下面透視図 参考例4の下面透視図 参考例4の下面透視図 参考例4のファンフィルターユニットの断面図 参考例5の下面透視図 参考例5の下面透視図 参考例5の下面透視図 参考例5の下面透視図 本発明の実施の形態の下面透視図 同実施の形態の下面透視図 同実施の形態の下面透視図 同実施の形態の下面透視図 同実施の形態の下面透視図 同実施の形態の下面透視図 参考例6の下面透視図 参考例7の下面透視図 従来のファンフィルターユニットの下面透視図((a)従来のファンフィルターユニットの実施例における平面図、(b)従来のファンフィルターユニットの実施例における平面図)
本発明の請求項1記載の発明は、ターボ型のファンとモータから構成されるファンモータと、このファンモータを固定するファンモータ固定具と、このファンモータ固定具の両端に一体に設けられる支持立板と、前記ファンモータと前記ファンモータ固定具と前記支持立板からなるファンモータユニットと、前記ファンモータユニットを2台以上収納する箱形状のチャンバーと、前記チャンバーに隣接するフィルターと、前記チャンバー内に配置する整流機構を有し、前記整流機構は、形状は直方体であり、内部に制御部を備え、その側面、底面の2つ以上の面に通風孔を設けたもので、隣接する2つのファンモータユニットの回転軸を結んだ線分の中心点を通過するように配置されたことを特徴としたものであり、ファンから吹き出される風の衝突を整流機構で防止し、整流機構の形状によりチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるという作用を有する。そして、整流機構の形状によりチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるという作用を有する。
また、前記直方体の整流機構の長手方向を前記ファンモータユニットに正対するように立設するという特徴を有したファンフィルターユニットであり、整流機構の形状によりチャンバー内の空気の流れを対称にし、フィルターから吹き出される空気の風速分布を均一化できるという作用を有する。
また、前記直方体の整流機構の片側の長手方向の側面のみスリット状に通風孔を設けたという特徴を有したファンフィルターユニットであり、通風孔を通過した風が内部に設けられた制御部の電子部品の冷却を行い、もう片側の長手方向の通風孔が設けられていない側面により、ファンから吹き出された風同士の干渉が抑えることができ、チャンバー内の空気の流れを対称にすることができるという作用を有する。
また、前記直方体の整流機構の長手方向の側面のみスリット状に通風孔を設けたという
特徴を有したファンフィルターユニットであり、両側の側面より内部に設けられた制御部の電子部品を冷却を行うとともに、チャンバー内に風の流れを広がるように案内できるという作用を有する。
また、前記直方体の整流機構の両側面と底面に通風孔を設けたという特徴を有したファンフィルターユニットであり、制御部の電子部品の冷却を行うとともに、整流機構の底面の通風孔により、整流機構の底面で覆われた空気の流れが行き届きにくい領域にも風の流れを案内することができるという作用を有する。
また、送風方向を内側に規制する互いに逆方向に折り曲げた2つのウイング部を前記直方体の整流機構にもうけたという特徴を有したファンフィルターユニットであり、ターボファンから吹き出された風を整流機構の両側の長手方向の側面からウイング部を経由して、ターボファンの底面で覆われたフィルター面などの空気の流れが行き届きにくい領域に空気の流れを案内するとともに、整流機構の側面部にて風の流れをチャンバー全体に広がるように案内することで、フィルターに対し満遍なく風を送ることができるという作用を有する。
また、前記直方体の整流機構の短手方向側にフィルター側に風の流れが向かうように流れを規制する板状の誘導部を設け、誘導部は、誘導部を流れる風が下流方向に向かうにつれ、誘導部との距離が小さくなる誘導部を2面以上持つという特徴を有したファンフィルターユニットであり、ファンから吹き出される風をファンフィルターユニットの中央付近に案内し、チャンバー全体に風を行き届かせることができるという作用を有する。
参考例1)
図1及び図2に示すように、小型ターボファン1と駆動用のモータ2で構成されるファンモータ3は、ファンモータ固定具4により中心部で支えられ、前記ファンモータ3と前記ファンモータ固定具4と前記ファンモータ固定具4の両端に設けられた支持立板5で構成されるファンモータユニット6が、チャンバー7に固定されている。支持立板5とファンモータ固定具4とは全体としてブリッジ状の形状を成し、支持立板5がチャンバー7に立設して固定される。前記ファンモータユニット6間には、ファンモータ3の回転中心を結んだ線分の中点を通過するように、個々の前記小型ターボファン1から吹き出される風の干渉を防ぐため整流機構9が配置されている。また、図2に示すように、空気を清浄化するフィルター8が、チャンバー7の下部に取り付けられている。
上記構成により、ファンモータ3を運転させると、図中の矢印で示すとおり、装置上部の吸込口(図示せず)から空気が吸込まれ、チャンバー7内に送り込まれる。その空気はフィルター8により粉塵等を除去して清浄化された後に、対象の空間に供給される。このとき、2つの小型ターボファン1から放射状に吹き出される風は、整流機構9により、互いに衝突や干渉することなく、チャンバー7全体に広がっていき、フィルター8に流入する構成となっている。
さらに、整流機構9の形状を平板形状の平板状の板10(図3)とすることで、個々の小型ターボファン1から吹き出された風は、互いに干渉することなく整流機構9の構造により、風速を乱すことなく、チャンバー7内に均一に広がり、フィルター8に流入する風速を均一化することができる。この場合には、2つの小型ターボファン1から放射状に吹き出される空気の一部は、支持立板5A、5Bにより風向を規制され、平板状の板10に案内されるので、互いに風が衝突せず、チャンバー7内で風の乱れを生じないようにして、フィルター8に通風する構成となっている。
また、平板状の板10に対して対称位置にファンモータユニット6が配置されるので、
風の流れもほぼ対象となり、双方の風速分布を同一に保つことができる。
参考例2)
図4に示すように、平板状の板10を、ファンの回転方向の下流側に大きな空間ができるように、すなわち2台のファンモータユニット6の回転軸を結んだ線分の垂直二等分線に対して傾けて配置している。(この図4では小型ターボファン1は反時計回りに回転し、反時計回りの気流(矢印で記載)を生成する。下流側に大きな空間を作るように傾けて配置するとは、平板状の板10の近傍での下流側に空間18ができるように平板状の板10を傾けて配置することである)。
上記構成において、支持立板5Aによって方向を規制されたファン1からの気流は、平板状の板10の側壁に沿って移動するときに、流路が次第に拡大するため吹き出し抵抗を少なくして移動できるので圧力変動が少なくなり、ファン1による送風効率を向上させることができる。すなわち、平板状の板10を気流方向に対して圧力変動の少ない配置とすることにより、ファン効率を向上するとともに風速の乱れを少なくして、チャンバー7内の風速分布を平均化することができ、さらにフィルター8に供給する風速を均一化することができる。
参考例3)
図5に示すように、平板状の板10に逆向きの折り曲げ部11A、11Bを設け、折り曲げ部11A、11Bは送風方向を拡大する向きとしている。また平板状の板10は、2台のファンモータユニット6間の中央に位置している。
上記構成において、支持立板5Aによって方向を規制された小型ターボファン1からの気流は、平板状の板10の側壁に沿って移動するときに、折り曲げ部11A、11Bがあるため、平板状の板10の側壁と小型ターボファン1の外周部との間隔が、まず少し拡大し、次に少し縮小し、さらに大きく拡大する(左側の小型ターボ小型ターボファン1の周りに矢印で図示)。これにより小型ターボファン1からの流速をいったん大きくした後に、吹出し側に向かって気流を拡大させることができ、小型ターボファン1から吹き出す気流に勢いを付けることで、送風方向に遠く広く拡散することができ、フィルター8の隅々まで供給して、全体的に風速を均一化することができる。
参考例4)
図6および図7および図8に示すように、各小型ターボファン1A、1Bから吹き出す気流を受ける平板状の板10に略水平方向に折り曲げたウイング部12A、12Bを2ヶ所形成し、ウイング部12A、12Bはそれぞれ逆方向に曲げられ、各小型ターボファン1A、1Bに向い突設している。またウイング部12A、12Bの先端は、相対的に小型ターボファン1A、1Bの下端部より下方に位置させている。
上記構成において、小型ターボファン1A、1Bからの気流は、支持立板5Aで方向を規制されて平板状の板10に沿って流れ、さらに略水平方向に曲げられたウイング部12A、12Bによって小型ターボファン1A、1B方向に風向が変更される。これにより気流がストレートにフィルター8側に流入しないようにして、小型ターボファン1A、1Bで覆われた風の行き届き難い範囲に案内される。
また、ウイング部12A、12Bを相対的に小型ターボファン1A、1Bの下端部より下方に位置させることで、効率よく小型ターボファン1A、1Bとフィルター8間に気流を案内することができ、フィルター8のデッドスペースを解消して、フィルター8に対して均一な風速分布を得ることができる。
また、ウイング部に通風孔を設けることで、ウイング部12A、12Bの直下にも供給されるので、フィルターに対してデッドスペースのない良好な風速分布を形成することができる。
参考例5)
図9に示すように、本参考例の整流機構は、柱状で、チャンバーに接地させた側の面よりもチャンバー空間内で下流側に突出させた面が小さくなるようにファンと正対した面を傾斜させた傾斜部13を有するものである。
上記の構成において、個々の小型ターボファン1から吹き出される風を傾斜部13によりチャンバー7中央部分に誘導し、個々の小型ターボファンから吹き出された風を干渉させること無く、傾斜部13の形状に沿うように風をチャンバー7中央部に集約し、フィルター8から吹き出される風の風速分布を均一化できる。
また、図10、図11および図12に示すように、傾斜部13にチャンバー上面と直交する複数のリブ14が配置されている。
また、傾斜部13に設けられたリブ14は、傾斜部13に沿うように流れる風の一部を傾斜部13直下の領域にも流すことができる。
また、図11に示すように、リブ14の両端に設けられた折り曲げ部11は、チャンバー7端部を流れる風の一部を傾斜部13へと誘導し、チャンバー7中央部に風を集約し、フィルター8から吹き出される風の風速分布を均一化できるという作用を有する。
また、図12に示すように、リブ14を、送風方向を拡大する向きに、すなわちファンと正対するような角度でリブを立てることにより、チャンバー7中央部に風を集約し、フィルター8から吹き出される風の風速分布を均一化できるという作用を有する。
(実施の形態
図13および図14に示すように、前記整流機構9を直方体形状とし、内部に制御部を搭載したものである。
上記の構成において、個々の小型ターボ小型ターボファン1から吹き出された風は、互いに干渉することなく直方体の整流機構15の側面に沿って移動し、風速を乱すことなく、チャンバー7内に均一に広がり、フィルター8に流入する風速を均一化することができる。
また、直方体の整流機構15の側面に設けられた通風孔より、小型ターボファン1から吹き出された風は、スリット状の通風孔を経由して、直方体の整流機構15の内部に流入する。この流入した風は、直方体の整流機構15の内部に設けられた制御部の電子部品を冷却し、もう片側の直方体の整流機構15の側面により、再び通風孔を経由して、チャンバー7内に行き届き、風速を乱すことなくチャンバー7内に均一に広がり、フィルター8に流入する風速を均一化することができる。
また、直方体の整流機構15の側面に設けられた通風孔より流入した風は、直方体の整流機構15の内部に設けられた制御部の電子部品を冷却するとともに、直方体の整流機構15の底面に設けられた通風孔により、直方体の整流機構15の底面で覆われているため空気の流れが行き届きにくいフィルター8の領域にも風の流れを案内することができるという作用を有する。
(実施の形態
図15および図16に示すように、各小型ターボファン1A、1Bから吹き出す気流を受ける直方体の整流機構15の側面に略水平方向に折り曲げたウイング部12A、12Bを2ヶ所形成し、ウイング部12A、12Bはそれぞれ逆方向に曲げられ、各小型ターボファン1A、1Bに向い突設している。またウイング部12A、12Bの先端は、相対的に小型ターボファン1A、1Bの下端部より下方に位置させている。
上記の構成において、小型ターボファン1より吹き出された風は通風孔より流入し、直方体の整流機構15の内部に設けられた制御部の電子部品を冷却するとともに、通風孔のない直方体の整流機構15の長手方向の側面により、吹き出された風は、互いに干渉することなくチャンバー7内に均一に広がり、フィルター8に流入する風速を均一化し、ウイング部12A、12Bにより、ターボファン1底面直下の空気の流れが行き届きにくいフィルター8領域に空気の流れを案内することができる。
(実施の形態
図17および図18に示すように、直方体の整流機構15の短手方向側にフィルター8側に風の流れが向かうように流れを規制する誘導部16を設け、誘導部16は誘導部16を流れる風が下流方向に向かうにつれ、フィルター8と誘導部16との距離が小さくなる誘導部16を2面以上持つ構成となっている。
上記の構成において、小型ターボファン1から吹き出され、チャンバー端部を流れる風は、誘導部16を経由して、チャンバー7の中央部に風を集約することができ、フィルター8から吹き出される風の風速分布を均一化できるという作用を有する。
また、誘導部16に設けられた側壁19により、チャンバー端部を流れる風を側壁に沿って容易にチャンバー7の中央部に風を集約することができ、フィルター8から吹き出される風の風速分布を均一化できるという作用を有する。
参考例6
図19に示すように、ファンモータユニット6の間に配置された直方体の整流機構15は、両側面を滑らかな曲面形状としたものである。
上記の構成において、滑らかな曲面形状により直方体の整流機構15底面で覆われているため空気の流れが行き届きにくいフィルター8の領域に効率よくも風の流れを案内することができるという作用を有する。
参考例7
図20に示すように、3台のファンモータユニット6の間に、個々の前記小型ターボファン1から吹き出される風の干渉を防ぐため整流機構9が配置されている。
上記の構成において、個々の小型ターボファン1から吹き出された風は、互いに干渉することなく整流機構9の構造により、風速を乱すことなく、チャンバー7内に均一に広がり、フィルター8に流入する風速を均一化することができる。
本発明にかかるファンフィルターユニットは、チャンバー内部に整流機構を設けることにより、フィルター下流側に整流板等を設けることなく、フィルターから吹き出す空気の風速分布を均一化する効果を有し、また、制御部の電子部品を風によって冷却することにより、長寿命化を図れるファンフィルターユニットとして有用である。
1A 小型ターボファン
1B 小型ターボファン
2 モータ
3 ファンモータ
4 ファンモータ固定具
5A 支持立板
5B 支持立板
6 ファンモータユニット
7 チャンバー
8 フィルター
9 整流機構
10 平板状の板
11A 折り曲げ部
11B 折り曲げ部
12A ウイング部
12B ウイング部
13 傾斜部
14 リブ
15 直方体の整流機構
16 誘導部

Claims (7)

  1. ターボ型のファンとモータから構成されるファンモータと、
    このファンモータを固定するファンモータ固定具と、
    このファンモータ固定具の両端に一体に設けられる支持立板と、
    前記ファンモータと前記ファンモータ固定具と前記支持立板からなるファンモータユニットと、
    前記ファンモータユニットを2台以上収納する箱形状のチャンバーと、
    前記チャンバーに隣接するフィルターと、
    前記チャンバー内に配置する整流機構を有し、
    前記整流機構は、
    形状は直方体であり、内部に制御部を備え、
    その側面、底面の2つ以上の面に通風孔を設けたもので、
    隣接する2つのファンモータユニットの回転軸を結んだ線分の中心点を通過するように配置されたことを特徴とするファンフィルターユニット。
  2. 前記整流機構の長手方向を前記ファンモータユニットに正対するように立設する請求項に記載のファンフィルターユニット。
  3. 前記整流機構の片側の長手方向の側面のみスリット状に通風孔を設けた請求項に記載のファンフィルターユニット。
  4. 前記整流機構の長手方向の側面のみスリット状に通風孔を設けた請求項に記載のファンフィルターユニット。
  5. 前記整流機構の両側面と底面に通風孔を設けた請求項に記載のファンフィルターユニット。
  6. 送風方向を内側に規制する互いに逆方向に折り曲げた2つのウイング部を前記整流機構に設けた請求項1〜5のいずれかに記載のファンフィルターユニット。
  7. 前記整流機構の短手方向側に前記フィルター側に風の流れが向かうように流れを規制する板状の誘導部を設け、
    前記誘導部は、誘導部を流れる風が下流方向に向かうにつれ、前記フィルターとの距離が小さくなる誘導部を設けたことを特徴とした請求項1〜5のいずれかに記載のファンフィルターユニット。
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