JPH09287791A - チャンバー付きファンフィルターユニット及びクリーンルーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】既設の全面層流型クリーンルームの間引き運転
の際に容易に適用でき、間引き箇所の清浄度を向上させ
るファンフィルターユニット及びクリーンルームを提供
する。 【解決手段】天井裏スペース１２に間引きされたファン
フィルターユニット（ＦＦＵ）１４、１４…が配設さ
れ、床面にグレーチング６が敷設される。ＦＦＵ１４を
下面が開口した箱型状の天井吸込用小型チャンバー３６
で覆い、空気吹出口３４Ａの周囲、即ち、主気流による
滞留域が発生する部分に空気吸込口３８を形成する。そ
して、ファン３２により滞留域に停滞している汚染空気
の吸込と清浄空気の吹出を同時に行う。また、チャンバ
ー３７上面の孔（取込口）３７に設けた弁板４４の角度
を調整することで、室内からの空気吸込量と天井空間か
らの空気取込量のバランスを容易に調整でき、滞留域の
塵埃を効率よく除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクリーンルーム清浄
化技術に係り、特にその吸い込みを天井面から行うこと
を特徴としたファンフィルターユニット及びクリーンル
ームに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体製造用クリーンルームは、
半導体の高集積化にともない高清浄なものが要求され、
全面層流型クリーンルームが主流となっている。このク
リーンルームは、ほぼ天井全面に配設されたファンフィ
ルターユニット（ＦＦＵ）から清浄空気を吹出し、床面
のグレーチングなどの開口した部分より吸込を行うこと
によって天井から床への一方向の気流分布を形成させ発
生した塵埃を速やかに除去するのでかなり高清浄度のク
リーンルームが形成される。しかし、このクリーンルー
ムは天井全面のＦＦＵを稼働させる必要があるのでその
ランニングコストが非常に高くなってしまうという問題
がある。

【０００３】近年、省エネ・低コストの観点からこの問
題の解決方法として、ウェハー搬送部などの高清浄度の
必要な部分だけ全面層流化して、その他の場所は図４に
示すように天井の全面に配設してあるＦＦＵ１４、１４
…を間引き運転しそのランニングコストの低減を図るな
どの方法がとられている。ところが、ＦＦＵ１４、１４
…の間引き運転を行うと、稼働しているＦＦＵ間に間隔
があいてしまい、吹出気流が及ばない部分（図中点線で
示した稼働していないＦＦＵ１４の下側の部分）が滞留
域となってしまう。この結果、その滞留域に塵埃が停滞
し清浄度に大きく影響することは知られている。その滞
留域の塵埃除去方法として、従来、天井面から滞留域の
空気を吸い込む方法が提案されている（特開昭６３−１
０５３４６号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−１０５３４６号公報に記載された従来の天井吸込
方式は、乱流型クリーンルームを想定したものでクリー
ンルーム設計の段階から吸込位置を天井面に確定しなく
てはならず、吸込専用ファンも設置しなければならない
ので、既存の全面層流型クリーンルームにおいてランニ
ングコスト低減のためにＦＦＵの間引き運転を行った場
合に形成されてしまう滞留域の塵埃の除去には対応でき
ない問題がある。

【０００５】本発明の目的は前記従来技術の欠点を解消
し、既設の全面層流型クリーンルームの間引き運転の際
に容易に適用でき、間引き運転している箇所の清浄度を
向上させることができるファンフィルターユニット及び
クリーンルームを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
前記目的を達成するために、室内天井面に配設され、フ
ァンとフィルターから成り天井から床面に向かって清浄
空気を吹き出すファンフィルターユニットと、天井裏空
間内に設置され、前記ファンフィルターユニットを上側
から包囲するチャンバーであって、下面が開口し、前記
フィルターで除塵濾過された清浄空気が吹き出される吹
出口の周囲に室内から空気を取り入れる吸込口が形成さ
れるとともに、上面に天井空間から空気を取り入れる取
込口が形成されたチャンバーと、を備え、前記取込口か
ら空気を取り込んで前記吹出口から吹き出すとともに、
前記吹出口から吹き出す清浄空気の気流の周辺に生成す
る室内の滞留域の空気を前記ファンの回転により前記吸
込口からチャンバー内に吸い込み、前記フィルターを介
して浄化して前記吹出口から吹き出すようにしたことを
特徴としている。

【０００７】本発明によれば、ファンフィルターユニッ
トを上側からチャンバーで包囲し、吹出口の周囲に室内
から空気を取り入れる吸込口を形成したことにより、一
つのファンで室内の滞留域に停滞している汚染空気の吸
込と、清浄空気の吹出とを同時に行うことができる。ま
た、その際チャンバー上面に設けた開口率可変な孔（取
込口）によって室内（天井）からの空気吸込量と天井裏
空間からの空気取込量とのバランスを調整することによ
り滞留域の塵埃を効率よく除去することができる。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、上記請求項
１記載の発明をクリーンルームに応用したもので、請求
項１に記載するチャンバー付きファンフィルターユニッ
トを室内天井面の全面に配設し、該ファンフィルターユ
ニットにより天井裏空間から取り込んだ空気を除塵濾過
した清浄空気を室内に吹き出して、天井から床面に向か
う気流を形成すると共に、前記吹出口から吹き出す清浄
空気の気流の周辺に生成する室内の滞留域の空気を前記
ファンの回転により前記吸込口からチャンバー内に吸い
込み、前記フィルターを介して浄化して前記吹出口から
吹き出し、室内の空気を床下から排気して室内の清浄度
を保持することを特徴としている。

【０００９】本発明によれば、ファンフィルターユニッ
トを上側からチャンバーで包囲し、吹出口の周囲に室内
から空気を取り入れる吸込口を形成するようにしたの
で、ファンフィルターユニットが天井全面に設置された
既設の設備に対して、稼働させるべきファンフィルター
ユニットの上側からチャンバーを覆いかぶせるだけでよ
く、既存の設備に容易に取り付けることができるという
利点がある。また、吸込専用のファンを必要とせずに天
井吸込方式のクリーンルームが実現できるという利点が
あり、ランニングコストの低減を図ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るチャンバー付きファンフィルターユニット及びクリー
ンルームの好ましい実施の形態について詳説する。図１
に本発明の実施の形態に係るチャンバー付きファンフィ
ルターユニット及びクリーンルームの構造が示されてい
る。作業室となるクリーンルーム１１の天井裏スペース
１２には、間引きされたファンフィルターユニット（Ｆ
ＦＵ）１４、１４、１４…が配設され、床面には開口し
た床材であるグレーチング１６が敷設されている。ま
た、室外には空気調和機２２、及び送風機２４が設けら
れ、グレーチング１６床の下方の床下スペース１８を通
って排気された空気は、配管を介して空気調和機２２に
導かれ、送風機２４によって天井裏スペース１２へと循
環するようになっている。尚、図中符号２５は補給外気
取入口である。

【００１１】ファンフィルターユニット１４は、ファン
３２とフィルター３４からなり、該ファンフィルターユ
ニット１４を天井裏スペース１２より覆うように箱型状
の天井吸込用小型チャンバー３６が設けられている。
尚、フィルター３４には、粒子捕集性能の高いＨＥＰＡ
フィルタ（高性能フィルター）が適している。天井吸込
用小型チャンバー（以下、チャンバーと称す）３６は、
ファンフィルターユニット１４を覆うに十分な大きさを
有し、下面が開口し、上面に孔（空気取込口）３７が形
成されている。下面の開口はフィルター３４下方の空気
吹出口３４Ａよりも広く、空気吹出口３４Ａの周囲には
空気吸込口３８が形成される。従って、各ファンフィル
ターユニット１４、１４、１４…の空気吹出口３４Ａ、
３４Ａ…相互間の中間部には、各チャンバー３６下面の
開口により空気吸込口３８が形成されることになる。

【００１２】また、ファンフィルターユニット１４をチ
ャンバー３６で覆うことで吸込口３８とファン３２の間
はチャンバー３６の内壁面で規定される連通路４０、４
０…が形成される。また、チャンバー３６上面の孔３７
には、軸４２に回動自在に支持された弁板４４が設けら
れ、この弁板４４の角度を調整することによって孔３７
の開口率を自由に変えることができる機構になってい
る。

【００１３】図２は、天井吸込用小型チャンバー３６の
外観を示す斜視図であり、図３はその概略断面図であ
る。図に示したようにチャンバー３６の上部３６Ａに形
成された孔３７の周囲は壁４６で包囲されており、該壁
４６に前記軸４２が支持されている。そして、この軸４
２に、弁板４４が角度自在に設けられている（図３参
照）。図３に示したように弁板４４を垂直に立てると孔
３７の開口率は最大となり、弁板４４の角度を垂直から
傾斜させると、開口率が小さくなり、弁板４４が水平に
なると孔３７が閉ざされる。この孔３７の開口率を調節
することによって、室内の滞留域から前記吸込口３８を
介して吸い込む吸込風量と、床下スペース１８を通って
天井裏スペース１２に戻る循環空気の風量のバランスを
調整することができる。

【００１４】上記の如く構成されたチャンバー付きファ
ンフィルターユニット及びクリーンルームの作用につい
て説明する。天井全面に配設されたファンフィルターユ
ニットのうち、ランニングコスト低減などのため、１台
おき、又は数台おきに稼働させることとし、稼働させな
い間引いた部分についてファンフィルターユニットを撤
去する。撤去した部分は、稼働されるファンフィルター
ユニット１４、１４…とともにチャンバー３６、３６…
で覆われる。つまり、稼働させるファンフィルターユニ
ット１４、１４…を覆うように、天井裏スペース１２よ
り天井吸込用小型チャンバー３６、３６…を上からかぶ
せることで、前記間引かれた面に吸込口３８、３８…が
形成される。

【００１５】清浄運転中、天井裏スペース１２に導かれ
た空気は、各ファンフィルターユニット１４のファン３
２の作用によって孔３７を介してチャンバー３６内に吸
い込まれる。そして、フィルター３４で除塵濾過され、
空気吹出口３４Ａからクリーンルーム１１内に吹き出さ
れる。空気吹出口３４Ａから吹き出された清浄空気は、
クリーンルーム１１室内を天井から床への一方向の気流
分布をなし、主にグレーチング１６床を通って床下スペ
ース１８に抜ける。この時、室内に発生した塵埃、微粒
子等を気流とともに床面より回収排気して室内空気を換
気する。床下スペース１８から回収した空気、及び補給
外気取入口２５から導入した空気は、空気調和機２２で
給気温度、湿度がコントロールされ、送風機２４によっ
て天井裏スペース１２に送り込まれる。

【００１６】ところで、稼働するファンフィルターユニ
ット１４、１４…相互間に１台または複数台分の間隔が
あいており、空気吹出口３４Ａを通じてクリーンルーム
１１の室内に送り込まれる清浄空気の吹出気流（この気
流を主気流と称す）は、各空気吹出口３４Ａ、３４Ａ…
相互間の中間部の下方領域には及ばない。従って、各フ
ァンフィルタユニット１４、１４…の相互間の領域に
は、前記主気流による滞留域が発生する。従来、主気流
の及ばない領域は滞留域となり、塵埃が停滞し濃度が高
くなるという欠点があったが、本実施の形態では、この
滞留域の天井面に前記空気吸込口３８…を設けること
で、滞留域に停滞している塵埃を除去するようにしてい
る。

【００１７】即ち、図１に示したように、各ファンフィ
ルタユニット１４をチャンバー３６で覆うことで、各フ
ァンフィルターユニット１４、１４…間の滞留域の天井
面に吸込口３８、３８…が形成されるとともに、その吸
込口３８はファン３２と連通されるので、ファン３２の
作用によって滞留域に停滞する空気を吸込口３８からチ
ャンバー内に吸い込むことができる。

【００１８】吸込口３８からチャンバー３６内に吸い込
まれた空気は、連通路４０を通ってファン３２の上方に
達し、フィルター３４を通してクリーンルーム１１室内
へ吹き出される。これにより、従来滞留域となっていた
部分（間引き運転をしている部分）の清浄度が向上し、
必要以上に清浄度が低下することがなくなり、室内空気
の清浄維持が図れる。

【００１９】このように、ファンフィルターユニット１
４のファン３２に、清浄空気をクリーンルーム１１室内
に吹き出す作用と、ファンフィルターユニット１４、１
４…間の滞留域に停滞している塵埃を吸込口３８、３８
…から吸い込む作用とを兼備させたので、吸込専用のフ
ァン等を設ける必要がないという利点がある。また、清
浄運転中、チャンバー３６の上面の孔３７に設けた弁板
４４の角度を調節し、孔３７の開口率を可変すること
で、クリーンルーム１１室内の滞留域からの汚染空気の
吸込風量と床下を通って天井裏スペース１２に戻る循環
空気の吸込風量のバランスを調整することができる。こ
の調節機能によりクリーンルーム１１室内からの吸込風
量と天井裏スペースからの取込込風量を調整し効率よく
滞留域に停滞している塵埃を除去する事が可能となる。

【００２０】このように、既設の全面層流型クリーンル
ームの間引き運転の際に、容易に天井吸い込み方式が導
入でき、間引き運転している箇所（滞留域となる箇所）
の清浄度を向上させる効果がある。これにより、ランニ
ングコストの低減を図ることができ、省エネ、低コスト
の面での利点がある。上記実施の形態では、チャンバー
は箱型の形状として説明したが、箱型に限らず、任意に
湾曲した形状でもよい。また、チャンバーの上面に形成
された孔の開口率を調節する機構として弁板の角度を調
整する場合について説明したが、弁板に限らず、例え
ば、開口エリアに進退する遮閉板等により、孔の開口エ
リアを拡縮自在に調節する機構にしてもよい。

【００２１】上記実施の形態では、一台のファンフィル
ターユニットを一つのチャンバーで覆う場合について説
明したが、複数台のファンフィルターユニットで一つの
ユニットと考えて、複数台のファンフィルターユニット
を一括して覆うことができる相応の大きさのチャンバー
にしてもよい。本発明は、全面層流型クリーンルーム以
外のクリーンルームにも適用が可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るチャ
ンバー付きファンフィルターユニット及びクリーンルー
ムによれば、一つのファンで滞留域に停滞している汚染
空気の吸込と、清浄空気の吹出を同時に行うようにした
ので、吸込専用のファンを設けることなく、滞留域の塵
埃を除去できるという利点がある。

【００２３】また、ファンフィルターユニットの上側か
らチャンバーを覆いかぶせる構成は、既存の設備に容易
に取り付けることができるという利点がある。更に、チ
ャンバー上面にある孔の開口率を可変に構成することに
より、室内（天井）からの空気吸込量と天井空間からの
空気取込量とのバランスを容易に調整でき、滞留域の塵
埃を効率よく除去できる。

【００２４】従って、本発明によれば、ランニングコス
トの低減を図ることができ、省エネ、低コストを実現で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るクリーンル
ームの断面図。

【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る天井吸込用
小型チャンバーの外形を示す斜視図。

【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る天井吸込用
小型チャンバーの断面図。

【図４】図４は、従来の全面層流型クリーンルームでフ
ァンフィルターユニットを間引き運転した場合の断面
図。

【符号の説明】

１１…クリーンルーム １２…天井裏スペース １４…ファンフィルターユニット １６…グレーチング床 １８…床下スペース ２２…空気調和機 ２４…送風機 ３２…ファン ３４…フィルター ３４Ａ…空気吹出口 ３６…天井吸込用小型チャンバー ３７…空気取込孔（取込口） ３８…空気吸込口 ４０…連通路 ４４…弁板

フロントページの続き (72)発明者 斉木 篤 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内天井面に配設され、ファンとフィル
   ターから成り天井から床面に向かって清浄空気を吹き出
   すファンフィルターユニットと、 天井裏空間内に設置され、前記ファンフィルターユニッ
   トを上側から包囲するチャンバーであって、下面が開口
   し、前記フィルターで除塵濾過された清浄空気が吹き出
   される吹出口の周囲に室内から空気を取り入れる吸込口
   が形成されるとともに、上面に天井空間から空気を取り
   入れる取込口が形成されたチャンバーと、 を備え、前記取込口から空気を取り込んで前記吹出口か
   ら吹き出すとともに、前記吹出口から吹き出す清浄空気
   の気流の周辺に生成する室内の滞留域の空気を前記ファ
   ンの回転により前記吸込口からチャンバー内に吸い込
   み、前記フィルターを介して浄化して前記吹出口から吹
   き出すようにしたことを特徴とするチャンバー付きファ
   ンフィルターユニット。
2. 【請求項２】 前記取込口に、開口率を自在に変更でき
   る開口率調節手段を設け、前記取込口の開口率を調節し
   て該取込口からの空気取込量と、前記吸込口からの空気
   吸込量とのバランスを調整可能にしたことを特徴とする
   請求項１記載のチャンバー付きファンフィルターユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 請求項１に記載するチャンバー付きファ
   ンフィルターユニットを室内天井面の全面に配設し、該
   ファンフィルターユニットにより天井裏空間から取り込
   んだ空気を除塵濾過した清浄空気を室内に吹き出して、
   天井から床面に向かう気流を形成すると共に、前記吹出
   口から吹き出す清浄空気の気流の周辺に生成する室内の
   滞留域の空気を前記ファンの回転により前記吸込口から
   チャンバー内に吸い込み、前記フィルターを介して浄化
   して前記吹出口から吹き出し、室内の空気を床下から排
   気して室内の清浄度を保持することを特徴とするクリー
   ンルーム。