JPS58216A - 空気清浄機の風速制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 こＯ発明は、空気清浄機の風速制御方式に関するもので
あって、更に詳細には炉材式フィルタを使用する空気清
浄機において、フィルタの経時的な目詰りによる風速低
下を肪止し、併せて省電力並びに低騒音化を達成するこ
とのできる風速制御方式Ｋｌｌするものである。

半導体製造工場では、製作工程中和微細な１埃による汚
染ｔ−ｍ止するため環墳の無塵化を図る必要があシ、こ
のため製造工場はフィルタを通して清浄空気を供給する
クリーンルーム乃至クリーンブースとして構成されてい
る０例えば。

クリ−７ブースに使用される空気清浄機は、第１図及び
第１図に示すように凰洞會構成するケーシング１０と、
このケーシング１０の外部空気取入口に配設される１次
フィルタ／Ｊと、空気吹出口近傍に配設される一材式フ
ィルタｌ参（一般には高性能Ｉ（ＩＰＡフィルタ）と、
送風機／−４とからなり、外部空気を送風機／４により
吸引して１次フィルタ／Ｊで粗轟除去を行つ九後高性能
フィルタｌ＃に導いて高効率の集塵　　　　′を行い、
得られ九清浄空気を所定の作業域に供給するようになっ
ている。

また−・局部的な作業場所に清浄空気を層流で供給する
クリーンベンチや、部分作業域浄化の−丸めには、この
空気清浄機を単一のユニットでめには、ｇＪ図及び第参
図に示すようにこのユ＝’７）を複数個天井から吊下げ
て、清浄空気を層流で室全体く均一に供給するように構
成される。このように多数のエニン）ｌ使用するクリー
ンルームでは、必然的に送風機の使用個数が多くなるた
め、消費電力の増大並びに騒音レベルが高くなる欠点が
ある。　　　１ 更に、前記クリーンルーム内の清浄度を所定の理想値に
維持する丸めには、空気清浄機から室内に吹出される清
浄空気の風速をａ＃〜α！ｒｒｉ　／　ｌ＠ｅ　８度に
維持す゛ることか最良とされている。しかしながら、炉
材式フィルタを塵埃除去手段として使用するｔｌＩＥ１
図に示す型式の空気清浄機では、その駆動に伴い経時的
にそのフィルタの目詰りが進行し、この丸め風圧損失が
増加して行く、前記空気清浄機は、その送風機の駆動源
として回転数が略一定の電動モータを使用しているので
、送風機特性とフィルタの負荷特性とをグラフ図に表せ
ば、第３図に示す通シになる。即ち、静圧Ｈをｙ軸にと
シ、風量ＱをＸ軸にとれば、負荷特性（Ｑ−Ｈ特性）は
曲＠’Ｉｓｈ、で示され、送風機特性は曲線町で示され
る関係となる。いま、送風機特性がｆｉｌであるとき、
゛空気清浄機の負荷特性は、フィルタが新製時には曲Ｉ
ｔ　ｈ、であるが経時的にフィルタに目詰りが生じた後
のフィルタ使用終期にＨｈ、に変化する。

従って、空気清浄機からの吹出風量（なお、吹出風量は
吹出風速×吹出口面積で計算されるので、風量は風速と
比例関係を有し、従って風速といってもよい）は、フィ
ルタ新製時のｑからフィルタ使用終期のＱＩＫ低下する
。

このように、従来の空気清浄機ではフィルタの使用終期
においてフィル！目詰りのために吹出風量は低下するが
、このフィルタ使用終期においてもクリーンルーム中の
空気清浄度を一定レベルに維持するだけの所要風量を満
していることのｌ！鯖があるため（第１図ではＱｌ）　
Ｋ、フィルタの新製時には所要・値を超過し九吹出風量
（第１図ではＱｌ）で運転されておに、風量的に無駄が
あると共にモータ本容量の大きいものを一１使用する必
要があり、消費電力及び騒音も増加する等、多くの難点
があった。

本発明は前記の従来技術に係る空気清浄機が内在してい
る欠点に鑑み案出されたものであって、空気清浄機から
の吹出風量（風速）ｔ−フィルタの目詰り一状ＩＩＫ関
係なく一定に維持するようＫして、モ”−夕の消費電力
の無駄を排除すると共に運転時の送風機騒音を低レベル
に抑制することを目的とする。

この目的を達成するため１本発明に係る空気清浄機の風
速制御方式は、炉材式フィルタを介して清浄空気の吹出
しを行う空気清浄機において、送風機駆動モータに電圧
周波数制御器を接続し、吹出空気の風速をセンナにより
検出して演算４により演算し、得られた出力管風速設定
器により予め設定した風速値と比較し、前記電圧周波数
制御器の出力電圧周波数を変化させることを特徴とする
。

次と、本発明に係る空気清浄機の風速制御方式につき、
添付図面を参輝しながら以下詳細に説明する。第Ｊ１５
ｉ１１．第参図及び第４図は本発明を実施する丸めの好
適異体例を示し、殊に第４図は本発明を実施する空気清
浄機の電気結線図を示し、併せて従来の空気清浄機の結
線例を破線で示す。

すなわち、従来商用電１１ＡＯは電磁接触器ｉ１及びヒ
エーズコ０を介して直ちに夫々の送風機駆動モータに・
・・Ｍｔ＊　Ｉ／ｃ分岐接続されていえ、しかるに本発
明では、第４ＷＪＷＣ実線で示すように商用電源ムＯＫ
接続する電磁接触器／ｌと送風機駆動モータＭと０＠Ｖ
Ｃ電圧周波数制御４１ＪＪが設けられ、電気的ＫＩＩ続
されている。この電圧周波数制御器コ１は、一般に電圧
形インバータを用％Ａｌｔ可変電圧・町変周故数装置（
ＶＶＶＦ）をいい、出力電圧／出力周波数を常に一定の
比率で可変制御し得るようｋして、交流モータの入力電
圧と久方周波数を可変とし、そのモーメ回転数を零付近
から当該周波数における同期μｓ転数迄のレンジで任意
に可変制御し得るよ、うＫしたものである。

更に、纂３図及び第参図に示すように各ユニットをなす
空気清浄機コ夢の吹出口付４には吹出風速に反応する風
速センサ、コ４を夫々対応的に配置し、この風速センナ
Ｊ１によシ検出され良風速値を検中演算１部Ｊｊに入力
すする（第１図参照）、検出演算部コｌの出力は、−風
速設！器ＪＯにおいて予め設定され九所望風速値と比較
され、このレベルに応じて電圧周波数制御器ココの出力
電圧及び周波数を変化させ、これＫよって送風機駆動モ
ータＭの回転数制御を行う。

すなわち、フィルタの目詰り状態の如何に拘わらず、空
気清浄機の吹出口から吹出される清浄空気の風速は、前
記風速設定器３０で予め設定され九風速に常に維持され
ることが諒解されよう。

なお、第３図に示すクリーンルームのように複数の空気
清浄機コ参が配設される場合、各単位ユニットをなす個
々の空気清浄機Ｊ＃から吹出、され今空気の風速−は嘴
千のばらつきを生じる。この丸め１１．検出演算！ｌＪ
ｆは、各空気清浄機コ参の最大値、平均値及び最小隼の
何れかで検出し得るような演算機能を有してい、る。

また、電圧周−数制御器ココから送風ｍ駆動モータＭへ
の結線の途中には、第１図に示すように前記制御器ココ
をバイパスして商−電源に切換接続回部な切替器ＪＪを
設け、電圧周波数制御器ＪＪが故障し九場合中保守点検
を行う場合等にも運転を宇土する必要がないようにな、
つている。

次に１本発明により得られる効蜂に？いて説明する。の
先に述べ九ように１送風機駆動モータ、Ｍの回転数は電
圧周一数制御器Ｊ１により可変制御できるよう和なって
、いるので、第ｊａ４にンいて送風機の定格入力電圧周
波数におけるＱ＝Ｈ，４１性を町々すれば、入力周波数
を定格周波数よ、ｐ低下させて行くとモータ、￥の回転
数は屑、波数によって責化し、従りてそのＱ−Ｈ４１性
は町からｎ！に無段階で変化させることができる。

そこで、クリーンルームにおいて要求される最小風量を
偽としてこれを維持するためには、フィルタ新製時には
、モータＭ６回転数を像下させて特性Ｊで運転すれば、
曲線ｈ１とｎ鵞との交点ｐ鵞において所望の風量偽が得
られる。またフィルタ使用終期において、フィルタの風
圧損失特性がり、になればこれを風速センｔＪ４で検知
してモータＭの回転数を自動的に上昇させ、送風機特性
町で運転すれば曲線り、と町との交点Ｐ、に風量１が得
られる。

このときのモータ消費電力は、第７図に示すように、第
１図の送風機のＱ−Ｈ特性が町のときは勾配町となシ、
を九Ｑ−■特性がｆｉｇのときは勾配置會となる。従っ
て、空気清浄機新製時における消費電力を従来技術に係
る空気清浄機での消費電力と比較すると、ΔＰ相当分だ
け低減されており、しかもこの省電力効果はフィルタ新
製時から使用終期までの長期に亘って持続する。

■クリーンルーム内が殆んど無人化されて外部からの塵
埃持込み等による発塵の可能性が殆んどなく、室内空気
の清浄度だけを常時一定レベルに：＃１持しておくこと
が要求される場合がある。

このときは、室内空気清浄度を所望レベルに維持するに
足る最小風速にまで、前記風速設一定器ＪＯＫおける風
速設定値を下げておくことにより、一層効率の棗い省電
力が容ＪＩＫ達成される。

０本発明では、フィルタの目詰〉が進行するにつれて送
風機駆動層−タＭの回転数が自動的に上昇するが、フィ
ルタ使用終期における回転数が送風機特性ｎ１と一致す
るように設定されているので、前記フィルタ使用終期に
至るまでの間。

モータＭの回転数は終期における回転数よ）も抑制され
ているととＫなり、従って従来技術に係る空気清浄機よ
〉も常に低い騒音レベルで運転が可能である。

■電圧周波数制御器ＪＪをバイパスして商用電源ＡＯＫ
直接切換接続することのできる切換器ＪＪｔ配設するこ
とによ）、前記制御器ＪＪＫ不測の故障が発生し九すし
九場合にも、清浄空気の供給を中止することなく運転を
継続することができ、システムとじての信頼性の向上に
も著しく貢献する。

本発明は先に述べたクリーンルームやクリーンブースの
他、クリーンベンチやエアーシャワー等の用途に向けら
れる空気清浄装置に広く志用可能である。

以上本発明につき、好適な実施例を挙げて説明し九が１
本発明はこの実施例の場合に限定されるものではなく、
発明の精神の範囲内で多くの改良変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はクリーンブース等に使用される空気清浄機の、
１視正面概略図、第１図は第１図に示す清浄機の側面概
略図、第３図は天井部に複数の空気清浄機を配設したク
リーンルームの側面Ｆ１！ｉ、第参図は第３図のＷ−Ｗ
線断面図、ｇｔ図は送風機特性とフィルタの負荷特性と
を示すグ′）７図、纂４図は本発明に係る制御方式を実
施する丸めの一実施例としてＯｖＡ路図、第７図は風量
とモータ消費電力との相関関係を示すグラフ図である。 １０…ケーシング　　　　／Ｊ−・・１次フィルタ／ｌ
・・・−材式フィルタ　　　／４・・・送風機／１・・
・電磁接触１）　　　　ａａ−・・ヒ具−ズＪＪ・・・
電圧周波数制御器　ＪＩｍ・・・空気清浄機コト・・風
速センナ　　　Ｊｆ・・・演　算　部ＪＯ・・・風速設
定器　　　ＪＪ−・・切　換　器ＦＩＧ、Ｉ　　　　　
　　　ＦＩＧ、２一１０ ｂ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４゜ ＦＩＧ、５ 〜凰量Ｑ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）炉材式フィルタを介して清浄空気の吹出しを行う
   空気清浄機において、送風機駆動モータに電圧周波数制
   御器を接続し、書出空気の風速をセンナにより検出して
   演算部により演算し、得られ九出力を風速設定器により
   予め設定した風速値と比較し、前記電圧周波数制御器の
   出力電圧周波数を変化させることを特徴とする空気清浄
   機の風速制御方式。
2. （２）　　特許請求の範Ｈ１ｌｉＩ項記載の空気清浄機
   の風速制御方式において、電圧周波数制御器・は可変電
   圧・可変周波数装置である風速制御方式、　　　　　　
   　　、　　１　・−