JP5539773B2 - 寿命判定用ファンフィルタユニット - Google Patents
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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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (3)
- 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。 - 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。
- 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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