JP5539773B2 - 寿命判定用ファンフィルタユニット - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造工場、製薬工場、食品製造工場、あるいは病院等のクリーンルームのように、環境のクリーン化が必要な場所に用いられるフィルタの寿命を正確に判定するための寿命判定用ファンフィルタユニットに関する。

従来、半導体製造工場、精密電子製造工場、食品、医療用等のクリーンルーム等のように、空気の清浄化が必要な場所には、室の上方にフィルタを載置するフィルタ用固定枠を設けている。このフィルタ用固定枠には、有機ガス等を吸着するための吸着剤を備えたガス除去用フィルタを設け、天井の全面又は一部の面から室内に清浄化した空気を吹き出すようにしている。この種のガス除去用フィルタは、使用中にガス吸着性能が徐々に低下していくので、ガス除去用フィルタの寿命を判定して、適宜、ガス除去用フィルタ内に設けた吸着剤の交換や、ガス除去用フィルタ自体の交換を行う必要がある。

しかしながら、このガス除去用フィルタの寸法は、例えば、縦７４０ｍｍ×横１４７０ｍｍ×奥行７５ｍｍと大きいために、フィルタ用固定枠からガス除去用フィルタを取り外して吸着剤の余寿命を測定することは困難である。また、ガス除去用フィルタ１台を取り外して試験に供してしまうと、新品のガス除去用フィルタと交換する必要があり、経済性が悪いという問題があった。
そこで、例えば特許文献１には、ガス除去用フィルタとして、多孔壁により区画形成されたケーシング内に活性炭等の吸着剤を充填した吸着層を備えたトレイ型フィルタにおいて、吸着層の所望箇所に円筒状の受け部材を設けて貫通孔を形成し、この貫通孔に着脱自在に装着されるサンプリングホルダを設けて、このサンプリングホルダ内にサンプリング用の吸着剤を充填したものが開示されている。このトレイ型フィルタを用いた場合は、一定のフィルタ運転時間が経過した後に、トレイ型フィルタからサンプリングホルダを取り外して、サンプリングホルダ内の吸着剤のガス吸着性能を測定し、この測定結果から、吸着剤の交換時期を判定することができる。

また、クリーンルーム等の室に実装されたフィルタの上流側及び下流側の空気を定期的にサンプリングし、このサンプリングした空気中のガス濃度を測定し、このガス濃度からフィルタの余寿命を推測する方法もあった。このフィルタの余寿命方法は、例えば、フィルタのガス除去効率が７０％まで低下する場合におけるガス除去用フィルタの上流側の空気中のガス濃度と、フィルタの総運転時間の関係を示す検量線を予め求めておき、この検量線に基づいて、サンプリングしたガス除去用フィルタの上流側の空気中のガス濃度から、前記ガス濃度の場合のフィルタの総運転時間を求めて、サンプリングした時の経過時間を、フィルタの総運転時間から引いて、ガス除去用フィルタの余寿命を推測していた。

しかしながら、上述した特許文献１に開示のトレイ型フィルタでは、トレイ型フィルタ内に充填された吸着剤の一部を抜き出してサンプリング可能な場合には寿命の判定を行うことができるが、例えば２枚の通気性基材の間に充填剤が固着されたろ材からなるフィルタパックを用いた場合には、フィルタパック自体を破壊しないと吸着剤を取り出すことができず、サンプリングができないという問題があった。
また、上述したフィルタの上流側及び下流側の空気中のガス濃度を定期的に測定してフィルタの余寿命を判定する方法では、フィルタの設置雰囲気によってサンプリングした空気中のガス濃度がばらつき、サンプリングした下流側の空気中のガス濃度が上昇傾向を示した場合は、フィルタを交換する必要があり、予め求めておいた検量線から推測したフィルタの余寿命と、実際のフィルタの交換時期がずれる場合があり、正確なフィルタの交換時期の判定ができないという問題があった。

そこで、本出願人は、特許文献２に開示されているように、室に実装されるフィルタの寿命を判定するための寿命判定用ファンフィルタユニットを提案している。この寿命判定用ファンフィルタユニットは、気流の流入側に設けられたファン部と、気流の流出側に設けられたフィルタ部とからなる。このフィルタ部は、サンプリング用フィルタパックと、ユニットの四側面を構成するフレーム本体の任意の側面から引き出して取り出し可能なように収容された複数個のカセットホルダを有している。そして、個々のカセットホルダが備えるサンプリング用フィルタパックの気流通過面積の総和が、フレーム本体によって画定された気流通過面積となるように複数個のカセットホルダが配置されているので、室に実装されたフィルタの寿命を正確に判定することができる。

実開平５−４９０２３号公報 特開２００６−１５０２９９号公報

しかしながら、特許文献２のフィルタの寿命を判定する方法では、上流側のサンプリングユニットと下流側のサンプリングユニットが互いに密接して取り付けられているため、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）が存在すると、ＰＧＭＥＡが加水分解により酢酸に相変化することが知られており、フィルタのどの段階でＰＧＭＥＡの除去性能が寿命に達して、ＰＧＭＥＡ濃度が上昇したり酢酸濃度が上昇するかを監視できない問題があった。
そこで、本発明は、上記課題を解消するために、従来管理していなかったＰＧＭＥＡ濃度及び酢酸濃度を管理することでケミカル汚染を防止でき、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命の判定を容易に行うことができる寿命判定用ファンフィルタユニットを提供することを目的とする。

本発明の寿命判定用ファンフィルタユニットは、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を判定するための寿命判定用ファンフィルタユニットであって、前記寿命判定用ファンフィルタは、気流の流入側に設けられたフィルタ部と、気流の流出側に設けられたファン部とからなり、前記フィルタ部は、複数個のカセットホルダとフィルタ押え部材とカセットホルダ受け部材を有し、前記フィルタ押え部材は、前記カセットホルダとほぼ同寸法の開口を有し前記カセットホルダを前記カセットホルダ受け部材へ圧着する格子状圧着部と前記開口に配置される多孔板からなり、前記カセットホルダ受け部材は、前記カセットホルダとほぼ同寸法の開口を有する格子状受け部と前記格子状受け部から下流に向かって前記フィルタ部内を仕切る中仕切り部からなり、前記複数個のカセットホルダは、前記フィルタ押え部材を開放することによりフレーム本体内に取り出し可能に収容され、個々の前記カセットホルダが備えるサンプリング用フィルタパックの通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるように前記複数個のカセットホルダが前記フレーム本体内に配置されている。
上記構成によれば、従来管理していなかったＰＧＭＥＡ濃度及び酢酸濃度を管理することでケミカル汚染を防止でき、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命の判定を容易に行うことができる。すなわち、一定時間経過毎に個々のカセットホルダのサンプリング用フィルタパックの測定を行うことで、従来管理していなかったＰＧＭＥＡ濃度及び酢酸濃度を管理することでケミカル汚染を防止でき、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命の判定を容易に行うことができる。

好ましくは、前記フィルタ部の下流側には、前記フィルタ押え部材のない別のフィルタ部が配置され、前記別のフィルタ部は、別の複数個のカセットホルダと別のカセットホルダ受け部材を有し、前記別のフィルタ部では、前記フィルタ押え部材の前記格子状圧着部の代わりに、前記フィルタ部の前記カセットホルダ受け部材の前記中仕切り部により前記別のカセットホルダを前記別のカセットホルダ受け部材へ圧着する構成とされている。
上記構成によれば、フィルタ部の前記カセットホルダ受け部材を取り外すことで、別のフィルタ部の各カセットホルダを容易に取り外すことができる。

好ましくは、前記気流の流入出方向に対する前記フィルタ部の前記カセットホルダの積層段数を、前記室外循環経路の前記エアハンドリングユニットに実装されるフィルタの積層段数と等しくすることを特徴とする。
上記構成によれば、室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装されたフィルタにより近い状態のサンプリング用フィルタパックの測定を行うことができる。この測定結果から、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を正確に判定することができる。

本発明によれば、従来管理していなかったガスの空気室相変化、例えば、ＰＧＭＥＡ濃度及び酢酸濃度を管理することでケミカル汚染を防止でき、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命の判定を容易に行うことができる寿命判定用ファンフィルタユニットを提供することができる。

本発明の寿命判定用ファンフィルタユニットの実施形態を示す斜視図である。 図１の寿命判定用ファンフィルタユニットを示す正面図である。 第１段目（上段）のフィルタ部を示す分解斜視図である。 図３のフィルタ部におけて受け部と受け部とをかみ合わせて格子状受け部を組み立てるための構造図である。 第２段目（下段）のフィルタ部を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態の寿命判定用ファンフィルタユニットを、クリーンルーム等の室の床下に設置した状態を示す説明図である。 ガス除去効率（％）と加速試験経過時間（ｈ）の関係例を示す図である。 残有効吸着剤率（％）と使用期間（ケ月）の関係例を示す図である。 酢酸濃度と使用履歴の関係例を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本発明の寿命判定用ファンフィルタユニットの実施形態を示す斜視図である。図２は、図１の寿命判定用ファンフィルタユニットを示す正面図である。
図１と図２に示す寿命判定用ファンフィルタユニット１は、気流Ｓの流入側に設けられた第１段目（上段）のフィルタ部２と、第２段目（下段）のフィルタ部３と、気流Ｓの流出側に設けられたファン部４と、空気吹出部５を有している。第１段目のフィルタ部２と第２段目のフィルタ部３と、ファン部４と空気吹出部５は、高さ方向Ｚに沿って積層されている。

図３は、第１段目のフィルタ部２を示す分解斜視図である。
図３に示すように、フィルタ部２は、フレーム本体２１と、複数個例えば１２個のカセットホルダ２２と、フィルタ押え部材２３と、カセットホルダ受け部材２８を有している。フィルタ部２のフレーム本体２１には、複数個のカセットホルダ２２と、フィルタ押え部材２３と、カセットホルダ受け部材２８が収容されている。フレーム本体２１は、４つの側面部２１Ｄを有する枠体である。

図３に示すように、フィルタ押え部材２３は、格子状圧着部２４と１２個の多孔板２５を有している。図１〜図３では、図示の簡単化のために２枚の多孔板２５が代表して図示されている。格子状圧着部２４は、１２個の開口２３Ａを有しており、これらの開口２３Ａは、Ｘ方向に４個配列され、Ｙ方向に３個配列されている。各開口２３Ａの寸法は、カセットホルダ２２の通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるようにしている。各多孔板２５は各開口２３Ａに着脱可能に配置されている。フィルタ押え部材２３はフレーム本体２１内に着脱可能に装着でき、フィルタ押え部材２３はフレーム本体２１内に装着することで、フィルタ押え部材２３の格子状圧着部２４は、カセットホルダ２２を後で説明するカセットホルダ受け部材２８へ圧着する。
また、フィルタ押え部材２３は通過風速を阻害しないように空気を分流し、多孔板２５はカセットホルダ２２の外圧からの保護の役目もはたす。

図３に示すように、カセットホルダ受け部材２８では、Ｘ方向に沿って配置された受け部２９と、Ｙ方向に沿って配置された受け部３０とを交差させて互いにかみ合わせることにより格子状に組み立てることができ、これにより格子状受け部２００を構成することができる。Ｘ、ＹそしてＺ方向は直交している。
図４は、受け部２９と受け部３０とをかみ合わせて格子状受け部２００を組み立てるための構造例を示している。受け部２９には切欠部２９Ｆが形成されており、受け部３０にも切欠部３０Ｆが形成されているので、受け部２９の切欠部２９Ｆと受け部３０の切欠部３０Ｆをかみ合わせて、カセットホルダ受け部材２８は格子状に組み立てることにより、図３に示すように１２個の長方形の開口２８Ａを形成できる。これらの開口２８Ａの寸法は、カセットホルダ２２の通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるように調整され、各開口２８Ａは、格子状圧着部２４の各開口２３Ａに対応した位置にある。

図４に示すように、受け部２９は、断面Ｌ字型の上折返部２９Ａと下折返部２９Ｂを有している。同様にして、受け部３０は、断面Ｌ字型の上折返部３０Ａと下折返部３０Ｂを有している。受け部２９の上折返部２９Ａと下折返部２９Ｂは、受け部２９を強度的に補強するために形成されている。受け部３０の上折返部３０Ａと下折返部３０Ｂは、受け部３０を強度的に補強するために形成されている。しかも、受け部２９の上折返部２９Ａと受け部３０の上折返部３０Ａは、図３に例示するように、カセットホルダ２２の底部を受けて支える役割を有している。
さらに、図３と図４に示すように、受け部２９は、気流の下流（Ｚ１方向）に向かってフィルタ部２のフレーム本体２１内を仕切るための中仕切り部２９Ｃを有し、同様にして受け部３０は、気流の下流（Ｚ１方向）に向かってフィルタ部２内のフレーム本体２１内を仕切るための中仕切り部３０Ｃを有している。これらの中仕切り部２９Ｃ、３０Ｃは、Ｚ方向に形成されている。

次に、図１と図２に示す第２段目（下段）のフィルタ部３について説明する。
図５は、第２段目のフィルタ部３を示す分解斜視図である。
図２と図５に示すように、フィルタ部３は、フレーム本体３１と、複数個例えば１２個のカセットホルダ３２と、カセットホルダ受け部材３８と、バッフル板収納空間３５を有している。フィルタ部３のフレーム本体３１内には、カセットホルダ３２と、カセットホルダ受け部材３８が収容されている。図２に示すように、バッフル板収納空間３５は、フレーム本体３１の下部に形成され、バッフル板１２が収容されている。
図５に示すフレーム本体３１のＺ方向の高さＨ２は、図３に示すフレーム本体２１のＺ方向の高さＨ１に比べて大きく設定されていることで、ファン部４からの吸込みの影響を少なくできることと、ファン部４とセル下部の間にケミカルフィルタ２２Ａ，３２Ａからの粉塵をトラップする粉塵用フィルタを取り付けることができるメリットがある。
図５に示すように、フレーム本体３１は、４つの側面部３１Ｄを有する枠体であり、フレーム本体３１のＸ方向の幅とＹ方向の幅は、フィルタ部２のフレーム本体２１のＸ方向の幅とＹ方向の幅とそれぞれ同じである。

図５のフィルタ部３では、図３のフィルタ部２とは異なり、図３に示すフィルタ押え部材２３は用いない。すなわち、図５のフィルタ部３では、図３のフィルタ部２とは構造が異なり、フィルタ押え部材２３の格子状圧着部２４は用いずに、図３のフィルタ押え部材２３の格子状圧着部２４の代わりに、図５に示すように第１段目のフィルタ部２のカセットホルダ受け部材２８の受け部２９の下折返部２９Ｂと受け部３０の下折返部３０Ｂを流用する。これにより、カセットホルダ受け部材２８の受け部２９の下折返部２９Ｂと受け部３０の下折返部３０Ｂは、各カセットホルダ３２の上面を押すことで、各カセットホルダ３２の底面を、下側のカセットホルダ受け部３８へ圧着する役割を果たしている。

図５に示すように、カセットホルダ受け部材３８は、Ｘ方向に沿って配置された受け部３９と、Ｙ方向に沿って配置された受け部４０を交差させて互いにかみ合わせることにより格子状に組み立てられて格子状受け部２５０を構成している。
このフィルタ部３のカセットホルダ受け部材３８の組み立て構造は、フィルタ部２のカセットホルダ受け部材２８の組み立て構造と同じにすることができる。すなわち、受け部３９には切欠部３９Ｆが形成されており、受け部４０にも切欠部４０Ｆが形成されているので、受け部３９の切欠部３９Ｆと受け部４０の切欠部４０Ｆをかみ合わせて、カセットホルダ受け部材３８は格子状受け部２５０に組み立てることで、１２個の長方形の開口３８Ａを形成できる。これらの開口３８Ａの寸法は、カセットホルダ２２とほぼ同じ寸法を有し、各開口３８Ａは、上側のカセットホルダ受け部材２８の各開口２８Ａに対応した位置にある。

図５に示すように、受け部３９は、断面Ｌ字型の上折返部３９Ａと下折返部３９Ｂを有している。同様にして受け部４０は、断面Ｌ字型の上折返部４０Ａと下折返部４０Ｂを有している。受け部３９の上折返部３９Ａと下折返部３９Ｂは、受け部３９を強度的に補強するために形成されている。受け部４０の上折返部４０Ａと下折返部４０Ｂは、受け部４０を強度的に補強するために形成されている。
しかも、カセットホルダ受け部材２８の受け部２９の下折返部２９Ｂと受け部３０の下折返部３０Ｂは、図５に例示するように、カセットホルダ３２の上部を押さえ、カセットホルダ受け部材３８の受け部３９の上折返部３９Ａと受け部４０の上折返部４０Ａは、図５に例示するように、カセットホルダ３２の底部を受けて支える役割を有している。すなわち、各カセットホルダ３２は、上側のカセットホルダ受け部材２８と下側のカセットホルダ受け部材３８により挟まれた状態で着脱可能に固定できるようになっている。
また、図５に示すように、受け部３９は、気流の下流（Ｚ１方向）に向かってフィルタ部３内を仕切るための中仕切り部３９Ｃを有し、同様にして受け部４０は、気流の下流（Ｚ１方向）に向かってフィルタ部３内を仕切るための中仕切り部４０Ｃを有している。これらの中仕切り部３９Ｃ、４０Ｃは、Ｚ方向に形成されている。

図３に示すカセットホルダ２２と図５に示すカセットホルダ３２は、同じ大きさを有しており、それぞれサンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａを備えている。
図３のフィルタ部２のサンプリング用フィルタパック２２Ａの通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるように、複数個のカセットホルダ２２はフレーム本体２１内に収容されている。図３に示すフィルタ部２のフレーム本体２１からフィルタ押え部材２３を外すことで、合計１２個のカセットホルダ２２がフレーム本体２１内から取り外し可能である。
同様にして、図５のフィルタ部３のサンプリング用フィルタパック３２Ａの通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるように、複数個のカセットホルダ３２はフレーム本体３１内に収容されている。図５に示すフィルタ部３のフレーム本体３１から上側のカセットホルダ受け部材２８を外すことで、合計１２個のカセットホルダ３２がフレーム本体３１内から取り外し可能である。

また、この１２個のカセットホルダ２２，３２が、気流の流入出方向（Ｚ１方向）に対して、図６に示す室外循環経路１２０のエアハンドリングユニット１２１に実装されるフィルタ１２５，１２４の積層段数と等しくなるように２段積層され、合計２４個のカセットホルダ２２，３２がフレーム本体２１，３１に分けて収容された構成となっている。しかも、第１段目の１２個のカセットホルダ２２は、第２段目の１２個のカセットホルダ３２に対してＺ方向について距離をおいて配置され、すなわち密接することなく間隔をおいて配置されている。
図６の室外循環経路１２０のエアハンドリングユニット１２１に実装されるファンフィルタユニットのフィルタ１２５，１２４と同様に、図３に示す第１段目のカセットホルダ２２は、薬剤添着活性炭を吸着剤として充填した有機ガス除去用のサンプリング用フィルタパック２２Ａを備えている。図５に示す第２段目のカセットホルダ３２は、薬剤添着活性炭を吸着剤として充填したアルカリガス除去用のサンプリング用フィルタパック３２Ａを備えている。

各サンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａは、活性炭粒子に薬剤を添着したものを上下流面を活性炭粒子がこぼれないようにバンチング板とした容器に充填しものである。ただし、これに限定されることなく不織布等からなる二枚の通気性基材の間に活性炭またはイオン交換樹脂等の吸着剤を充填したろ材を、ジグザグ状に折り畳み、前記ろ材の折山間隔をリボン材で保持したものも使用することができる。また、サンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａは、図６の室外循環経路１２０のエアハンドリングユニット１２１に実装されるケミカルフィルタ１２５，１２４を構成するフィルタパックの奥行寸法と略同一の奥行寸法に形成されている。例えば、サンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａは、縦１５０ｍｍ×横２００ｍｍ×奥行４５ｍｍの寸法に形成したものを用いている。

図２に戻ると、寿命判定用ファンフィルタユニット１のファン部４は、フレーム本体４Ａを有し、このフレーム本体４Ａ内には、軸流ファンのようなファン４５と粒子フィルタ１０が収容されている。フレーム本体４Ａの上面には４本のボルト１１を立てて、ボルト用穴を設けたバッブル板１２を固定しており、このバッフル板１２は、フィルタ部３のバッフル板収納空間３５に配置されている。ファン部４には、軸流ファン４５の駆動を調整して、風量を調整するコントロールユニット１３が設けられている。コントロールユニット１３によって流入させる風量を調整することで、寿命判定用ファンフィルタユニット１を通過させた気流の風速が、クリーンルーム等の室に実装されたフィルタを通過させる気流の風速とほぼ等しく設定される。

図１と図２に示す空気吹出部５は、フレーム本体５Ａを有し、フレーム本体５Ａの四側面にはそれぞれ吹出口５Ｃが形成されている。各吹出口５Ｃには、多孔板５Ｂが設けられている。各多孔板５Ｂは、カセットホルダ２２，３２に収容されたサンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａを保護するとともに、寿命判定用ファンフィルタユニット１から吹き出す空気の整流を行う。

図６は、本発明の実施形態の寿命判定用ファンフィルタユニット１を、クリーンルーム等の室の床下に設置した状態を示す説明図である。
クリーンルーム等の室１００には、清浄空間１１６の上方に、固定枠１２８が設置されている。この固定枠１２８には、天井の全面から清浄空間１１６に、清浄化した空気を吹き出すための複数のファンフィルタユニット１１３が載置されている。ファンフィルタユニット１１３は、ファン１１４と、塵埃除去及び必要に応じて有機ガス除去用のフィルタ１１５が気流の流入側から順次積層された構成となっている。

また、図６の清浄空間１１６の床１１７の所定箇所には、複数の製造装置１１８が載置されており、室外循環経路１２０のエアハンドリングユニット１２１で清浄化された空気が、複数のファンフィルタユニット１１３で清浄化された空気と共に製造装置１１８に供給されて、製造ラインを清浄空間１１６よりも高清浄に維持する。その後、空気は、床１１７を通って、排気通路１１９と吸込口１２９から室外循環経路１２０を経てエアハンドリングユニット１２１へ循環する。

図６のエアハンドリングユニット１２１には、コイル１２７と、ファン１２６と、有機ガス用のケミカルフィルタ１２５、アルカリガス除去用のケミカルフィルタ１２４、塵埃除去用の高性能フィルタ１２３が内蔵されている。これにより、エアハンドリングユニット１２１は、温湿度を保持して清浄化された空気をクリーンルームへ循環するようになっている。尚、ここでは有機ガス用のケミカルフィルタ１２５とアルカリガス除去用のケミカルフィルタ１２４に限定したが、分子状汚染の状況に応じてケミカルフィルタを選定するものとする。必ずしも別のものではなく同一のケミカルフィルタを選定することもありうる。
寿命判定用ファンフィルタユニット１は、排気通路１１９の製造装置１８の床下であって、エアハンドリングユニット１２１の吸込口１２９の近くに設置されている。
尚、図６のフィルタ１２５、１２４は、図３と図５のサンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａと同様に、活性炭粒子に薬剤を添着したものを上下流面を活性炭粒子がこぼれないようにバンチング板とした容器に充填しものである。ただし、これに限定されることなく不織布等からなる二枚の通気性基材の間に活性炭又はイオン交換樹脂等の吸着剤を充填し、前記吸着剤をホットメルト樹脂等で通気性基材に固着させたろ材を、ジグザグ状に折り畳み、前記ろ材の折山間隔をリボン材で保持したフィルタパックが用いることもできる。ケミカルフィルタ１２５，１２４を構成するフィルタパックは、サンプリング用フィルタパック２２Ａ，３２Ａの奥行寸法と同様に、奥行４５ｍｍのものを用いている。

次に、上述した本発明の実施形態の寿命判定用ファンフィルタユニット１を用いて、クリーンルーム等の室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装したフィルタの寿命を判定するフィルタ寿命判定方法について説明する。
まず、気流を通過させる前の図１〜図５に示す寿命判定用ファンフィルタユニット１から、１つのカセットホルダ２２（あるいは３２）を取り外して、サンプリング用フィルタパック又はフィルタパックを構成するろ材の加速試験を行う。
図７は、ガス除去効率（％）と加速試験経過時間（ｈ）の関係例を示す図である。
この加速試験は、通常の使用環境下における数千倍以上の高濃度の有機ガス、酸性ガス又はアルカリガスを含有した気流を、通常の使用環境下における風速の数倍程度の風速で、サンプリング用フィルタパックに通過させて行う。
そして、図７に示すように、サンプリング用フィルタパックのガス除去効率（％）が、所定値まで低下するのに要した加速試験経過時間を測定し、この加速試験経過時間の値をＴ０とする。図７に示すように、気流を通過させる前のサンプリング用フィルタパックについて加速試験を行った場合に、例えば、ガス除去効率が８０％まで低下するのに要した加速試験経過時間Ｔ０が７ 時間であった場合はＴ０＝７となる。

次に、図６に示す室外循環経路１２０のエアハンドリングユニット１２１に実装したケミカルフィルタ１２５，１２４の使用開始時に、寿命判定用ファンフィルタユニット１の使用を開始し、ファンの風量を調整して、ケミカルフィルタ１２５，１２４を通過する気流の風速とほぼ等しい風速の気流を、寿命判定用ファンフィルタユニット１に通過させる。そして、ｎヶ月経過後に、１つのカセットホルダを寿命判定用ファンフィルタユニット１から取り外して、カセットホルダに備えられたサンプリング用フィルタパック又はフィルタパックを構成するろ材について加速試験を行い、ガス除去効率が前記所定値まで低下した加速試験時間を測定し、この値を加速試験時間Ｔｎとする。

図７に示すように、使用を開始してから、例えば３カ月が経過した後、１つのカセットホルダを取り外して、このカセットホルダに備えられたサンプリング用フィルタパックについて加速試験を行う。
図７に示すように、このサンプリング用フィルタパックのガス除去効率が８０％まで低下するのに要した加速試験経過時間Ｔｎが６．５時間であった場合には、加速試験時間Ｔｎ＝６．５となる。そして、使用期間ｎ（ヶ月）における残有効吸着剤率Ｚ（％）を、加速試験経過時間Ｔｎを使用開始前の加速試験経過時間Ｔ０で除した値（Ｔｎ／Ｔ０）で算出する。例えば、３ヶ月経過後の残有効吸着剤率（％）は、６．５／７＝９３％となる。

図８は、残有効吸着剤率（％）と使用期間（ケ月）の関係例を示す図である。
図８に示すように、複数の使用期間についての前記加速試験を行って、各使用期間ｎ（ヶ月）における残有効吸着剤率Ｚ（％）をプロットして最小二乗法により検量線Ｌ（破線で示している）を作成する。そして、この検量線Ｌから残有効吸着剤率が０となる使用期間を求めることにより、この使用期間が室に実装されたフィルタの寿命となり、フィルタの交換時期を正確に知ることができる。尚、カセットホルダから加速試験を行うサンプリング用フィルタパックを取り外した後、新たなサンプリング用フィルタパックをカセットホルダに装着し、再びカセットホルダをフレーム本体に収容しておく。

次に、本発明の実施形態と、比較例と、従来例のそれぞれにおける空気質相変化について評価した例を示す。
本発明の実施形態の寿命判定用ファンフィルタユニットは、図１〜図５に示す構造を有している。
比較例は、第１段目（上段）のフィルタと第２段目（下段）のフィルタの設置間隔は本発明の実施形態の場合と変えておらず同じであるが、仕切り板（中仕切り部）が無いものの例である。さらに、従来例では、第１段目（上段）のフィルタと第２段目（下段）のフィルタ、すなわち２種類のフィルタが密接して積層されており、上述した特許文献２に記載の仕様にしたものである。
空気質相変化の評価方法としては、空気質分析として３ケ月毎に、図２に示す第１段目のカセットホルダ２２のフィルタ２２Ａの上流空気吸込口Ｐ１と、第１段目のフィルタ２２Ａの下流サンプリング孔Ｐ２と、第２段目のカセットホルダ３２のフィルタ３２Ａの下流サンプリング孔Ｐ３において、酸（ＮＯ２−、ＮＯ３−、ＳＯ４２−）・有機酸（ＣＨ３ＣＯＯ−）・有機（ＴＯＣ（全有機炭素）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル））のガス濃度を測定する。
この際に、カセットホルダは図１の多孔板２５が描かれている一方に対応するところから順番に取り外して、最後に下流側サンプリング孔Ｐ２，Ｐ３がある他方の多孔板２５に対応するところを取り外すことで、カセットホルダの交換による影響を受けないようにすることができる。
評価の 結果、本発明の実施形態では空気質相変化が確認できたが、比較例と従来例では、空気質相変化が確認できなかった。

図９は、本発明の実施形態と比較例における酢酸濃度と使用履歴の関係例を示す図である。比較例では、仕切り板（中仕切り部）が無いためにフィルタ交換したところの空気と、フィルタ交換していないところの空気が混合されてしまうため、図９において破線で示す曲線Ｌ１で例示するように、実線で示す本発明の実施形態の曲線Ｌ２に比べて、例えば酢酸濃度の許容限界の把握が遅れてしまうので正確に判定できない。
また、従来例では、第１段目のフィルタと第２段目のフィルタが密接して積層されているために、空気質相変化がどのフィルタを通過したところで起こったか判定できない。

これに対して、本発明の実施形態は、図２に示すように第１段目のフィルタ２２Ａと第２段目のフィルタ３２Ａが離れて配置されており、図３に示すように第１段目のフィルタ部２では、仕切り板（中仕切り部）２０Ｃ、３０Ｃが設けられているために、フィルタ交換による空気質相変化が図２のサンプリング孔Ｐ２にあるユニットに影響しないので、特にＰＧＭＥＡ濃度、酢酸濃度を正確に測定できる。すなわち、カセットホルダ２２を取り付けた格子状受け部２８の下流側にフィルタ部２内を仕切る中仕切り部２９Ｃ、３０Ｃを設けたことにより、カセットホルダ２２を新規品のカセットホルダ２２に交換した際に起こる空気の流れが変わる影響によるフィルタユニットの寿命判定の精度低下を改善することができる。
従って、ＰＧＭＥＡ除去性能が寿命に達したことや、酢酸濃度が上昇した場合に、第１段目のフィルタ２２Ａと第２段目のフィルタ３２Ａの一式を交換することができる。
なお、フィルタは例えば３ケ月毎に１つずつ交換していくために、全体の平均使用履歴が２０カ月を超えることはない。ケミカルフィルタが完全破過した場合でも、出口濃度は入口濃度と同じとなり、化学的環境を悪化させることはない。しかし、酢酸に限っては、ＰＧＭＥＡの加水分解による生成があるために、ＰＧＭＥＡが供給される限り酢酸とＰＧＭＥを放出し続ける。

ガスの空気質相変化、例えばＰＧＭＥＡというガス物質が加水分解されて酢酸ガスとなることが最近分かり、この挙動を制御しなければならなくなった。ところが、従来の技術では、上段のフィルタと下段のフィルタ同士が密接して取り付けられていたため、どこで空気質相変化が起こり、空気質相変化がどのような濃度になるかということが把握できなかった。
そこで本発明の実施形態では、第１段目のフィルタ部２と第２段目のフィルタ部３のいずれにおいて、カセットホルダ２２，３２を用いて各フィルタ２２Ａ，３２Ａをそれぞれサンプリングできる構造としている。また、第１段目のフィルタ部２のカセットホルダ２２と第２段目のフィルタ部３のカセットホルダ３２との間を離して配置して、できる限り隣接するフィルタ同士の干渉を隔離している。

また、従来では、クリーンルーム全面を清浄化する思想からクリーンルームの天井に敷き詰められるケミカルフィルタと対応させるため、天井のフィルタの上流側にサンプリングユニットを設置していた。
しかし、本発明の実施形態では、最近の傾向で必要なところだけ高清浄化する観点から、製造ラインだけに清浄空気を循環しているために、図６に示すようにその室外循環経路１２０の中にサンプリングユニットとしての寿命判定用ファンフィルタユニット１を置く必要から、図６に示すように寿命判定用ファンフィルタユニット１は、床下に設置して吸込口に近接させて配置している。従って、図６のエアハンドリングユニット１２１内に内蔵したケミカルフィルタ１２５，１２４の積層段数と、サンプリングユニットである寿命判定用ファンフィルタユニット１内のケミカルフィルタを有するカセットホルダ２２，３２の積層段数が対応している。

本発明の実施形態では、一定時間経過毎に、カセットホルダをフィルタ部のフレーム本体から取り引き出して、個々のカセットホルダのサンプリング用フィルタパックの測定を行うことができるため、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命の判定を容易に行うことができる。
サンプリング用フィルタパックの奥行寸法を、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタを構成するフィルタパックの奥行寸法と略同一とし、室に実装されたフィルタにより近い状態のサンプリング用フィルタパックの測定を行うことができ、サンプリング用フィルタを測定した結果から、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を正確に判定することができる。

室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装するフィルタとして、例えば、薬剤添着活性炭を吸着剤として用いたフィルタと、薬剤添着活性炭を吸着剤として用いたフィルタを２段積層して用いる場合がある。このような場合に、寿命判定用ファンフィルタユニットのカセットホルダの積層段数は、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの積層段数と等しくすることにより、室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装された第１段目のフィルタ寿命を判定する場合は、第１段目のカセットホルダのサンプリング用フィルタパックを測定する。
また、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装された第２段目のフィルタ寿命を判定する場合は、第２段目のカセットホルダのサンプリング用フィルタパックについて測定する。これにより、室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装されたフィルタにより近い状態のサンプリング用フィルタパックの測定を行うことができる。この測定結果から、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を正確に判定することができる。

本発明の実施形態の寿命判定用ファンフィルタユニット１を用いたフィルタ寿命判定の方法を用いれば、室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装されるフィルタにより近い環境雰囲気に置かれた寿命判定用ファンフィルタユニットを用いて、フィルタの使用開始時に使用を開始したユニットのサンプリング用フィルタパックまたはフィルタパックを構成するろ材について、加速試験を行うことができる。この加速試験を複数回行って、各使用期間と残有効吸着剤率の検量線を作成し、この検量線から残有効吸着剤率が０となる使用期間を求めて、フィルタの正確な寿命の判定を行うことができ、室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装されたフィルタの正確な交換時期の情報を得ることができる。

本発明の実施形態の寿命判定用ファンフィルタユニットは、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を判定するための寿命判定用ファンフィルタユニットであって、前記寿命判定用ファンフィルタは、気流の流入側に設けられたフィルタ部と、気流の流出側に設けられたファン部とからなり、前記フィルタ部は、複数個のカセットホルダとフィルタ押え部材とカセットホルダ受け部材を有し、前記フィルタ押え部材は、前記カセットホルダとほぼ同寸法の開口を有し前記カセットホルダを前記カセットホルダ受け部材へ圧着する格子状圧着部と前記開口に配置される多孔板からなり、前記カセットホルダ受け部材は、前記カセットホルダとほぼ同寸法の開口を有する格子状受け部と前記格子状受け部から下流に向かって前記フィルタ部内を仕切る中仕切り部からなり、前記複数個のカセットホルダは、前記フィルタ押え部材を開放することによりフレーム本体内に取り出し可能に収容され、個々の前記カセットホルダが備えるサンプリング用フィルタパックの通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるように前記複数個のカセットホルダが前記フレーム本体内に配置されている。
これにより、従来管理していなかったＰＧＭＥＡ濃度及び酢酸濃度を管理することでケミカル汚染を防止でき、一定時間経過毎に、カセットホルダをフィルタ部フレーム本体から取り引き出して、個々のカセットホルダのサンプリング用フィルタパックの測定を行うことができるため、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命の判定を容易に行うことができる。

また、前記フィルタ部の下流側には、前記フィルタ押え部材のない別のフィルタ部が配置され、前記別のフィルタ部は、別の複数個のカセットホルダと別のカセットホルダ受け部材を有し、前記別のフィルタ部では、前記フィルタ押え部材の前記格子状圧着部の代わりに、前記フィルタ部の前記カセットホルダ受け部材の前記中仕切り部により前記別のカセットホルダを前記別のカセットホルダ受け部材へ圧着する構成とされている。これにより、フィルタ部のカセットホルダ受け部材を取り外すことで、別のフィルタ部の各カセットホルダを容易に取り外すことができる。

さらに、前記気流の流入出方向に対する前記フィルタ部の前記カセットホルダの積層段数を、前記室外循環経路の前記エアハンドリングユニットに実装されるフィルタの積層段数と等しくする。これにより、室外循環経路のエアハンドリングユニット室に実装されたフィルタにより近い状態のサンプリング用フィルタパックの測定を行うことができる。この測定結果から、室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を正確に判定することができる。

ところで、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形例を採用することができる。
第１段目のフィルタ部２と第２段目のフィルタ部３では、それぞれ１２個のカセットホルダ２２，３２がそれぞれ配置されているが、カセットホルダの数は、１２個に限定されるものではなく、１２個よりも少なくても多くても良い。

１・・・寿命判定用ファンフィルタユニット、２・・・第１段目のフィルタ部、３・・・第２段目のフィルタ部、４・・・ファン部、５・・・空気吹出部、２１・・・第１段目のフィルタ部のフレーム本体、２２・・・第１段目のフィルタ部のカセットホルダ、２３・・・第１段目のフィルタ部のフィルタ押え部材、２４・・・格子状圧着部、２５・・・多孔板、２８・・・第１段目のフィルタ部のカセットホルダ受け部材、２９Ｃ、３０Ｃ・・・第１段目のフィルタ部の中仕切り部、３１・・・第２段目のフィルタ部のフレーム本体、３２・・・第２段目のフィルタ部のカセットホルダ、３８・・・第２段目のフィルタ部のカセットホルダ受け部材、２２Ａ，３２Ａ・・・サンプリング用フィルタパック、１００・・・クリーンルーム等の室、１１６・・・清浄空間、１１８・・・製造装置、１２０・・・室外循環経路、１２１・・・エアハンドリングユニット

Claims (3)

1. 室外循環経路のエアハンドリングユニットに実装されるフィルタの寿命を判定するための寿命判定用ファンフィルタユニットであって、
   前記寿命判定用ファンフィルタは、気流の流入側に設けられたフィルタ部と、気流の流出側に設けられたファン部とからなり、
   前記フィルタ部は、複数個のカセットホルダとフィルタ押え部材とカセットホルダ受け部材を有し、
   前記フィルタ押え部材は、前記カセットホルダとほぼ同寸法の開口を有し前記カセットホルダを前記カセットホルダ受け部材へ圧着する格子状圧着部と前記開口に配置される多孔板からなり、
   前記カセットホルダ受け部材は、前記カセットホルダとほぼ同寸法の開口を有する格子状受け部と前記格子状受け部から下流に向かって前記フィルタ部内を仕切る中仕切り部からなり、
   前記複数個のカセットホルダは、前記フィルタ押え部材を開放することによりフレーム本体内に取り出し可能に収容され、個々の前記カセットホルダが備えるサンプリング用フィルタパックの通過風速が実装されるフィルタの通過風速となるように前記複数個のカセットホルダが前記フレーム本体内に配置されていて、
   前記フィルタ部が、前記気流の流入出方向に沿って、複数段を構成するように設けられていて、各フィルタ部の前記カセットフォルダどうしの間を距離を置いて配置した
   ことを特徴とする寿命判定用ファンフィルタユニット。
2. 前記フィルタ部の下流側には、前記フィルタ押え部材のない別のフィルタ部が配置され、前記別のフィルタ部は、別の複数個のカセットホルダと別のカセットホルダ受け部材を有し、前記別のフィルタ部では、前記フィルタ押え部材の前記格子状圧着部の代わりに、前記フィルタ部の前記カセットホルダ受け部材の前記中仕切り部により前記別のカセットホルダを前記別のカセットホルダ受け部材へ圧着する構成とされたことを特徴とする請求項１に記載の寿命判定用ファンフィルタユニット。
3. 前記気流の流入出方向に対する前記フィルタ部の前記カセットホルダの積層段数を、前記室外循環経路の前記エアハンドリングユニットに実装されるフィルタの積層段数と等しくすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の寿命判定用ファンフィルタユニット。

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