JPH0611064Y2 - クリーンルーム用ファンフィルタユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，クリーンルームに使用されるファンフィルタ
ユニットに関し，より具体的にはファンの運転を停止し
ている場合に空気がルーム側から天井裏側へ逆流するこ
とを防止するためのダンパを取りつけたクリーンルーム
用ファンフィルタユニットに関する。

〔従来の技術〕

従来より，半導体の製造工場等高度の清浄空間（クリー
ンルーム）の実現が必要とされる室においては，その部
屋の天井裏空間にプリナムチャンバを，床下面にリター
ンプリナムチャンバを夫々設けると共に該プリナムチャ
ンバとリターンプリナムチャンバとを空気調和機を介在
させたダクトにより連通し，該空気調和機から送られる
調和空気を高性能フィルタを介してルーム内に吹き出す
垂直層流型のものが多用されているが，この方式による
と天井面全体から部屋内に万遍なく清浄空気が供給され
るため，それ程清浄度が要求されない領域においてはエ
ネルギの無駄が生じていた。また，それを避けるため
に，吹出口（送気ユニット）を特定の個所に限定する
と，建築物と空気清浄化のための上記諸設備が一体的に
構成されているため，今度はクリーンルーム内のレイア
ウト変更に柔軟に対処出来ず，その都度吹出口（送気ユ
ニット）や給気ダクト等の諸施設の移動・再取付工事を
しなければならなかった。そこで近時，上記一体方式の
欠点を回避し，省エネルギ性及びルーム内のレイアウト
変更に対する柔軟性を満足させる為に，送気用ファンと
高性能フィルタ（HEPAフィルタ或いはULPAフィルタ等）
をコンパクトに一体化したファンフィルタユニットをル
ームの天井面に着脱自在に多数装着した空気清浄化方式
が登場した。

この所謂ファンフィルタユニット方式は，第８図に簡略
的に示すように，清浄化を望むルーム101の天井一面に
ファンフィルタユニット102を，そのフィルタ部分103を
ルーム側に向けて平面状に多数設置する。該ファンフィ
ルタユニット102の上面（天井裏空間）には各ファンフ
ィルタユニット102に給気するプリナムチャンバ104が形
成され，又ルーム床面105は格子或いはパンチング板等
通気性を有する材料にて構成され，床面下にはリターン
プリナムチャンバ106が形成される。そして，上記プリ
ナムチャンバ104とリターンプリナムチャンバ106は，フ
ァンフィルタユニット102，ルーム101及び床面105を介
して対峙されると共に，ルーム101の側面に設けられた
リターンシャフト108によって結合されている（このリ
ターンシャフト108として，メンテナンスゾーン或いは
サービス通路等を利用することも可能である）。ルーム
101内で必要とされる外気の補給は，外部に設けられた
空気調和機107により，露点制御された空気をリターン
プリナムチャンバ106内に供給することによって行われ
る。又，ルーム101の循環空気は，リターンシャフト108
の中途に設けたドライコイル109によって温度・湿度調
整され，ファンフィルタユニット102を経由してルーム1
01に供給される。該空気はルーム101内に発生した埃，
塵等を運んで床面105を通過し，リターンプリナムチャ
ンバ106，リターンシャフト108へと流れる。その後，前
述の如くリターンシャフト108の中途に設けられたドラ
イコイル109で温度・湿度の調整が行われ，ファンフィ
ルタユニット102のファン110の吸い込み力によってこの
調和空気はプリナムチャンバ104内に送気される。そし
てファンフィルタユニット102のフィルタ103を通過する
ことによって清浄化された空気がルーム101内に再度吹
き出される。上記循環を繰り返すことにより，常にルー
ム101内には天井面から床面105へ向けて清浄空気が一方
通行し，その結果ルーム101内の清浄度を一定に保つこ
とが出来る。更に，ルーム101内で特に高水準の清浄度
が要求される部分と比較的低い清浄度で足りる部分とが
区分されている場合には，前者の部分に対応する天井面
に設置されたファンフィルタユニット102を全部運転さ
せると共に，後者部分に対応する天井面に設置されたフ
ァンフィルタユニット102を間引き運転することによっ
てエネルギの無駄な消費を節約することができ，また，
ルーム101内のレイアウト変更によって上記区分が変動
した場合でも，スイッチの切り換えによって運転させる
ファンフィルタユニット102を調整するだけで対応出
来，改修工事等を行う必要がない。

〔考案が解決しようとする課題〕

以上のように，ファンフィルタユニット方式によればス
イッチの切り換え一つでルーム内の様々な清浄度要求及
びレイアウト変更に柔軟に対応出来るという利点を有し
ている。しかし，上記の如きファンフィルタユニットの
間引き運転を行う場合には，運転中のファンフィルタユ
ニットによってルーム内に空気が吹き出される結果，ル
ーム内の圧力がプリナムチャンバ内の圧力より高くなっ
て，運転中のファンフィルタユニットを通過した清浄空
気の一部が運転を停止しているファンフィルタユニット
のフィルタ側からプリナムチャンバ内へと逆流する現象
が生ずる。斯かる気流の所謂ショートサーキットが生ず
ると，一定量の清浄空気が常に一方通行的に流れること
によって保持されていたルーム内の清浄度が逆流した空
気の分，低減するだけでなく，更に該逆流空気がルーム
内の低部に沈降していた粉塵を巻き上げ，ルーム全体の
清浄度を低下させる結果ともなることが予想される。

本考案は斯かる問題点を解決することを目的としてなさ
れたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本考案のクリーンルーム用ファ
ンフィルタユニットは，方形ケーシングの下部開口に高
性能フイルタを張り渡したうえ該ケーシング内にフアン
を設置し，該ケーシングの上面に空気吸込口をもつファ
ンフィルタユニットであって，クリーンルームの天井面
に二次元的拡がりをもって複数個配置され，天井裏空間
の空気を該空気吸込口から取り入れて該高性能フイルタ
を介して前記下部開口からルーム内に清浄空気を給気す
るクリーンルーム用ファンフィルタユニットにおいて，
前記空気吸込口に逆流防止ダンパを設けたことに特徴が
ある。

この逆流防止ダンパは，該空気吸込口に接続される下面
開口および側面の空気取入口とを有する内部が中空な筐
体と，該側面吸込口の断面を塞ぐに十分な面積をもつ羽
根とからなり，該側面吸込口の上縁内側に該羽根の上端
が回動自在に支持された内開きダンパからなっている。

〔作用〕

上記構成により，運転を停止しているファンフィルタユ
ニットが存在しても，そのフィルタ側から浸入してきた
逆流空気は該逆流防止ダンパによって遮られプリナムチ
ャンバ内へ流入出来ないので，上記の如き気流のショー
トサーキットを防止出来る。

〔実施例〕

以下に，本考案を図示の実施例に基づいて説明する。第
１図は本考案に係るファンフィルタユニットの全体を示
す斜視図である。本案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部１（以下単に「本体部１」と
いう）と逆流防止ダンパ部２（以下単に「ダンパ部２」
という）とに大別される。

本体部１は，第２図の平面図及び第３図の側面図に示す
ように，下部開口３を有する方形ケーシング４の内部
に，該下部開口３を閉塞するように水平方向に高性能フ
ィルタ（HEPAフィルタ或いはULPAフィルタ等）５を収納
し，このフィルタ５の上方のケーシング内空間に，二つ
の吐出口６，７を持つファン８を収納して構成されてい
る。該ケーシング４の上面９の中央には円筒状の吸気筒
10が取付けられている。吸気筒10の内部には支持板12が
吸気筒10の内側に固定されており，ケーシング４の上面
９には上記吸気筒10の中心とファン８の中心が一致する
ようにファンケース13が固定されている。又、支持板12
にはファン８の動力源たるモータ14が支持板12の中心に
設置されている。尚，16は下部開口３の周縁に取付けら
れたガスケットである。

ダンパ部２は，第１図に示すように内部が中空の筐体17
を中心に成り立っており，該筐体17の一側面及びこれと
対向する他の一側面に空気取入口18が，又その底面には
下面開口19が設けられている。この２つの空気取入口18
の内側には，第４図の断面図に示すように，羽根21がそ
れぞれ取付けられている。各羽根21は，該取入口18の上
縁内側に取付けられた支点軸20に，これを枢支点として
回動自在に取り付けられ，該羽根21の縦方向の長さは空
気取入口18の下縁から上縁までの高さよりもやや長く構
成されていることから，羽根21の下端部が空気取入口18
の下縁に当接するため，これがストッパとしての役目を
果たす。このため，羽根21は筐体17の内側へ向かっては
回動可能であるが，外側へ向かって開くことはないよう
仕組まれている。又，羽根21は空気取入口18を塞ぐのに
十分な面積を有している。更に，上記空気取入口18の上
下縁内側および左右両縁内側を囲うように22が装着され
ている。従って，羽根21に筐体の内側から圧力が加わる
と，羽根21の上下端部及び左右端部が該パッキン22に当
接してシールされる。更に筐体17の下面開口19の周囲に
は接続筒24が形成されている。そして，該接続筒24の内
部にはベルマウス25が形成されている。

上記本体部１及びダンパ部２は，第５図の側面図に示す
ように，ケーシング上面９に取付けられた吸気筒10の内
側に筐体17の底面に形成された接続筒24を挿入し，接着
或いはテーピング等によって接続される。その結果，ケ
ーシング４の空気吸込口11と筐体17の下面開口19とは，
上記吸気筒10及び接続筒24とを介して互いにいに結合さ
れる。

なお，第１図中の26は，ダンパ部２のメンテナンス等の
際に作業者が稼動中のファン８に触れないようするため
に筐体17の底面に設けられた防護網である。

而して，ケーシング４内のモータ14が駆動しファン８が
回転すると吸入気流の作用によって羽根21が筐体17の内
部側に開き，天井裏空間に形成されたプリナムチャンバ
27内の空気を取り入れる。取り入れられた空気はケーシ
ング４内部の吐出口６，７から横方向にケーシング空間
内に吐出され，このケーシング内に吐出された空気は，
ケーシング内の側壁で方向を変えて下方に流れ，フィル
タ５を経てケーシング４の下部開口３から下方に吹き出
されることになる。次に，モータ14が停止すると，羽根
21はその自重によって元の位置に復帰し，更にファンフ
ィルタユニットの下面側から逆流空気による圧力が加わ
る場合には羽根21が外側に向けて押圧され上記パッキン
22によって密閉されるので，空気がケーシング４の下面
開口から吸気筒10へ，更にはプリナムチャンバ27内へと
逆流することがない。

尚，モータ14を駆動して吸気を行う場合，羽根21を内側
に引き付けておく分の圧力損失が生じるとも思われる
が，本実施例の場合，羽根21がアルミニウム等の軽金属
にて形成されており，更に前記の通り接続筒24の内部に
は空気の流れをスムーズにするためのベルマウス25が形
成されているので，上記圧力損失を最小限に抑えること
が出来る。因みに，考案者らの実験によれば，14m³/min
の風量のときにダンパ部２を取付けずにファンフィルタ
ユニット本体部１のみで稼動させた場合と，ダンパ部２
を取付けた状態で稼動させた場合の圧力損失を測定した
ところ，前者が1.75mmAg，後者が1.60mmAgという結果が
得られ，ダンパ部２を装着した場合の方が圧力損失の低
減したことがわかった。これは，羽根21を内側に引き付
けるために生じる圧力損失分を，ベルマウス25を施した
ことによる圧損減少分が上回ったためである。

本願ファンフィルタユニットをクリーンルームに設置す
るには，第６図に示す如き一定の寸法を有する多数の小
枠（枡目）28を設けた天井枠材29をルーム30の上方に天
井裏空間を残して水平方向に張り渡すことによって格子
状の天井部を予め形成しておき，その各一枠に一台のフ
ァンフィルタユニットを天井裏側からケーシング４の下
部開口３がルーム30側に向くよう嵌め込むことによって
行う。この小枠28の寸法と下部開口３の寸法は丁度対応
する様構成されており，又前記の如く下部開口３の周縁
にはガスケット26が取付けられているので，ファンフィ
ルタユニットを設置した場合には該小枠は完全に塞がれ
ることになる。尚，要求される清浄度が比較的に低いた
め天井枠材29の全てにファンフィルタユニットを設置す
る必要がない場合には，上記小枠28と同一の寸法を有す
る盲パネルをファンフィルタユニットの代わりに適宜箇
所に配置することによって天井面を閉塞すれば良い。

第７図は本件ファンフィルタユニットを，第８図と同様
の構造を有するクリーンルームに設置した場合を示す簡
略図である。天井部に複数設置されたファンフィルタユ
ニットのうち，作業をしている部分（即ち，粉塵等が生
じ易い作業域）の上方に位置するものを稼動させて清浄
空気を天井面から床面へと一方向的に流してルーム30内
の清浄度を維持している。一方，真ん中に位置するファ
ンフィルタユニットは省エネルギ等のために稼動を停止
している。この場合，稼動中のファンフィルタユニット
からの送流のためにルーム30内の圧力がプリナムチャン
バ27内の圧力より高くなっているのにもかかわらず，ダ
ンパ部２内の羽根21が閉じているために稼動中のファン
フィルタユニットから送出される清浄空気が停止中のフ
ァンフィルタユニットの下部開口３内へと逆流すること
がない。従って，一部に稼動停止中のファンフィルタユ
ニットがある場合であっても，ルーム30内の気流は常に
天井面から床面へと流れるためにその清浄度を有効に維
持出来，又ルーム30の低部に沈降していた粉塵等を巻き
上げることもない。

〔考案の効果〕

本考案は以上の如く構成したので，複数個設置されたフ
ァンフィルタユニットの一部の稼動を停止している場合
であっても，逆流防止ダンパの作用により，近傍にある
他の稼動中のファンフィルタユニットから送出された清
浄空気が停止中のファンフィルタユニット内へと逆流せ
ず，気流の所謂ショートサーキットが生ずることがな
い。又，逆流防止ダンパを接続したことによる圧力損失
もダンパ部の羽根を軽量部材にて構成すると共に接続筒
内部にベルマウスを形成することによって回避出来るの
で，ルーム内の清浄化を有効に実現出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は，本考案に係るクリーンルーム用フ
ァンフィルタユニットの実施例を示し，第１図はファン
フィルタユニット本体部に逆流防止ダンパ部を接続した
状態を示す全体斜視図，第２図はファンフィルタユニッ
ト本体部の平面図，第３図はファンフィルタユニット本
体部の側面図，第４図は逆流防止ダンパ部の断面図，第
５図はファンフィルタユニット本体部に逆流防止ダンパ
部を接続した状態を示す側面図，第６図はファンフィル
タユニットを設置する天井枠材を示す説明図，第７図は
本考案に係るファンフィルタユニットの作動状態を示す
簡略図であり，そして第８図は従来のファンフィルタユ
ニットの作動状態を示す簡略図である。 １……ファンフィルタユニット本体部， ２……逆流防止ダンパ部， ３……下部開口， ４……方形ケーシング， 11……空気吸込口， 17……筐体， 18……空気取入口， 19……下面開口， 21……羽根， 24……接続筒， 25……ベルマルス， 30……ルーム。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】方形ケーシングの下部開口に高性能フイル
   タを張り渡したうえ該ケーシング内にフアンを設置し，
   該ケーシングの上面に空気吸込口をもつファンフィルタ
   ユニットであって，クリーンルームの天井面に二次元的
   拡がりをもって複数個配置され，天井裏空間の空気を該
   空気吸込口から取り入れて該高性能フイルタを介して前
   記下部開口からルーム内に清浄空気を給気するクリーン
   ルーム用ファンフィルタユニットにおいて，前記空気吸
   込口に逆流防止ダンパを設けたことを特徴とするクリー
   ンルーム用ファンフィルタユニット。
2. 【請求項２】前記逆流防止ダンパは，該空気吸込口に接
   続される下面開口および側面の空気取入口とを有する内
   部が中空な筐体と，該側面吸込口の断面を塞ぐに十分な
   面積をもつ羽根とからなり，該側面吸込口の上縁内側に
   該羽根の上端が回動自在に支持された内開きダンパから
   なる請求項１に記載のファンフィルタユニット。
3. 【請求項３】前記筐体の下面開口は，ベルマウスを形成
   した接続筒を介して，該ユニットの空気吸込口に接続さ
   れる請求項２に記載のファンフィルタユニット。