JPS58217A - 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】 この員−は、空気清浄機Ｏ風速制御方式に関するもので
あって、更に詳細には一材式フィルタを使用する空気清
浄機Ｋかいて、フィル−の経時的な目詰〕による風速低
下を停止し、併せて省電力並びに低騒膏化を遮威す！仁
とので会る風速制御方式に関す為−〇である。

半導体製造工場では、製作工薯中に微細な塵埃による汚
染を防止するためｍｈｏ無塵化を図る必ｌ！があ勤、ζ
Ｏため擬造工場はフィルタを通して清浄空気を供給する
Ｉリーンルーム乃至クリーンブースとして構成畜れてい
ゐ。例えば。

クリーンブースに使用される空気清浄機紘、第１ｉｌＩ
及び籐２１！１に示すように風洞を構成するクーレンダ
１０七、仁のターシング１０の外ｌｌ＆空気空気口入口
設される１次フィル−１２と、空気吹出口近傍に配設さ
れ為−材式フイル−１４（一般には高性能ＨＩＰムフィ
ルタ）と、送風機１６とからな〕、外［ｉ空気を送風機
１４によ）吸引しで１次フィルタ１２で粗塵除去を行っ
た後、高性能フィルタ１４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。

を九、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Ｏえめには、ζＯ空空
気−横機単一のユニットで使用し、部層全体を所定の清
浄度に繍持す為ためには、このユニットを複数個天井か
ら吊下げて、清浄空気を層流で電全体に均一に供給す為
ように構成され為、このように多数のユニットを使用す
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。

更に、前記クリーンルーム内の清浄度を所定の纏想値に
維持す為丸めＫは、空気清浄機から室内に吹出される清
浄空気の風速をα４〜α５ｖｓ＊ｃ　　１１度に保持す
ゐことが最嵐とされていゐ。しかしながら、−材式フイ
ルタを塵埃除去手段として使用する第１図に示す臘式の
空気清浄機では、その稼動に伴い経時的にそのフィル−
のＩＩ結〕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
が略一定の電動七−一を使用しているＯで、送風機＊ｍ
とフィル−〇負荷特性とをグラフ図に表せば、菖墨図に
示す通勤になる。即ち、静圧Ｈをｙ軸にと１．風量Ｑを
翼軸にとれば、負荷特性（Ｑ−Ｈ１ｌｌ性）は―纏に、
　、　ｋ、て示され、送風機特性は曲線ｎ、で示される
関係とな、為。いま、送風機特性がｎ、であると会、空
気清浄機の負荷特性は、フィルタが新製時には曲線り、
であるが経時的にフィルタに目詰〕が生じ九後Ｏフィル
ー使用終期にはり、に変化すゐ。従って、空気清浄機か
らＯ吹出風量（なお、吹出風量は吹出風速×吹出口面積
で計算されゐので、風量は風速と比例員係を有し、従っ
て風速といってもよい）は、フィルタ新製時ＯＱ、から
フィル−使用終期のＱ！に低下する。

このように、従来の空気清浄機ではフィル−の使用終期
においてフィルｚｗｉ＊今ｏ喪めに吹出風量は低下すゐ
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しベルＷｃｔＩｍ持す為だけの所要
風量を満していることの要請があるため（第５図ではＱ
２　）Ｋ。

フィルタの新製時には所要値を超過し九吹出風量（第３
図てはＱ、　）で運転１れており、風量的に無駄がある
と共にモータも容量の犬舎いものを使用する必ＩＩＩ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
る欠点に鍾み案出されえものであって、空気清浄機から
の吹出風量（風速）をフィルタの目詰り状ｌＩＫ関係な
く一定Ｋｍ持するようにして、モータの消費電力の無駄
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。

この目的を適威すゐえめ１本発明は、Ｐｉｌｔ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
、複数の主送風機と少くとも１台の補助送風機上を備え
、前記補助送風機Ｏ駆動電動機に電圧周波数制御器を績
統し、吹出空気の風速をセンサによ〕検出しτ人カ変換
器において信号変換管行い、得られえ出方を風速設定器
によ〕予め設定し良風速値と比較して前記電圧属波数制
御ＩＩＯ出カ電圧周練数を変化させ、更に前記主送風機
は前記フィル゛−〇使用終期におけ石吹出凰量を清足す
為性能を有するものとすゐ辷とを尋黴とする。

次に、本発明に係為空気清浄機０風速制御方式につ舎、
添付図面を膠層しながら以下詳ＩＡＫ説明す為。＄４図
は従来技術に係ゐ空気清浄機の商用電源へ０１１１１１
１１ｍを示し、第１図、第２図及び＊５１１は本発明を
実細する丸め０好運＾体例を示す。すなわち、従来の！
！気清浄機では、第４図に示すように、商用電源ＡＣは
電磁接触器１８及びヒユーズ２ｏを介して、夫々の送風
機駆動モータＭ１昏・・・・ζに直接分岐袈続畜れてお
伽、風速１！ｇｌｌｌｌｊ機能を全く有していない九め
Ｋｇ１時的にフィルタのｉｉｇ＊ｎが進行し、風量的に
無駄が生じる七＃に電力消費や騒音が増加する仁とは前
述した通）である。しかるに本発明では、籐５図に示す
ように複数の送風機は主送風機２２１〜２２．と少くと
も１基の補助送風機２４とから構成され、前記補助送風
機２４０駆動モータ２６は、電圧周波数制御器２８を介
して商用電１１ＡｃＫｉｉ続してい石。なお、商用電源
ＡＣと電圧周波数制御器２８との関に社。

回路駆動用の電磁接触器３０及び回路保纒用のヒユーズ
５２が介挿されること社勿論である・前記電圧周波数制
御器２８は、一般に電圧形インバータを用いた可変電圧
・可変周波数装置（ＶＶＶＦ）を指称し、出力電圧／出
力周波数を當に一定の比率で可変制御し得るようにして
交流モー−の入力電圧と入力周波数とを可変とし、そＯ
モー−回転数を零付近から蟻諌周波＠にシける同期回転
数点のレンジで任意に可変調節し得るようにしたもので
ある。また、主送風機２２、〜２２．の駆動モータＭ、
〜へは、菖４ＷＡＫ示す従来技＃ＩＫ係る空気清浄機に
おける結線例と同様に、ヒユーズ３４及び電磁接触器５
６を介して直接商用電源ムＣＫ接続されている。なお、
この主送風機２２１〜２２ｎは、第３図に示す終期風量
Ｑ、を満足すゐ性能を有したもので構成する。

次に、菖２図に示すように各ユニットをなす空気清浄−
の吹出口付近に、吹出風速に１ｊＬ応する風速センサ３
８を夫々対応的に配設し、仁の風速センサ５８１１Ｃよ
り検出１れた風速値を入力変換器ＡＯＫ入力する（第Ｓ
Ｓａ参照）。仁の人力変換器４０で信号変換された出力
信号社、風速設定器４２で予め設定置れた所定風速値と
比較され、仁のレベルに応じて電圧周波数制御器２８ｔ
）出力電圧及び周波数を変化させ、ヒれによって補助送
風機２８０ｍＷｋモータ２６０回転数制御を行うことが
で会るようになっている。

従って、Ｆ材式フィル＃ＩＡＣ）＠詰り状態の如何に拘
らず、空気清浄機Ｏ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４２で予め設定された風速値に常
に一定Ｋｆｉ持されることが諒解されよう。

なお、タリーンルームのように複数の空気清浄機が配設
される場合、各単位ユニットをなす傭々の空気清浄機心
ら吹出される清浄空気の風速には若干の偏差が不可避的
に発生する。そこで、前記入力変換ａ１４０を検出演算
部に置換して、各ユニット相互の最大値、平均値を九ゆ
最小値Ｏ何れかで検出し得るような検出出力値を演算す
る機能を持九せることもで会る。

まえ、第５図に示すように、電圧周波数制御４１２８と
補助送風機駆動モータ２６との結線途次Ｋ＞いて、鍵記
制御！１２８をバイパスして商用電源ムＣＫ直接切換接
続可能な切換器４４を設け、万一電圧周波数制御器２８
が故障した場合や、定期的な保守点検を実施する＠にも
運転を中止す為必要がないようＫなっている。

次に１本発明によ〕得られる効果につ会説明する。

■　先に述べ九ように補助送風機２４の駆動モー＃２６
Ｏ回転数は、電圧周波数制御器２８により可変調整でき
るようＫなっている。そζで、館Ｓ図ＫＴｈいてｔｉＬ
過風機２２０定格入力端子周故数におけるＱ−Ｈ４１４
１！を町、補助送風機２４０５ｉ！播入力電圧屑＃Ｒ黴
におけ為Ｑ　−Ｈ４１性を鳳、とすゐと、主送風機２２
及び補助送風機２４は蔵列設置されている丸めそＯ会威
畳性紘曽記畳性鳳象に口、と０風量和特性となり町が得
られゐ・いま、補助送風機２４　Ｏ４１＊　ｎ　ｓ　Ｉ
Ｉｃｋ　イ’Ｃ入力Ｊ’ｌ　Ｉｌ−数ｔ　定格周波数よ
〕低下−ｔｋ葉で行くと、補助送風機Ｏ駆動用−１２６
の回転数は周波数によって変化し、合！Ｉｔ４Ｉ性はＪ
ｌ　　から−丈で無段階に変化畜せることがで赤る。

そこでｓ　Ｉ　’）−ンルームにおいて要求され為最小
風量を９２としてこれを維持するためＫは、フィル−新
製時Ｋ１１ｌ、補助送風機駆動モー−２６の回転数を低
下させて合成特性がｎ、の特性でされるように４Ｉ性ｎ
、を調整して運転すれば、劇１１”ｔとａ！との交点Ｐ
２において所望の風量Ｑ２が得られる・菫た、フィル１
１２用終期Ｋかいて、フィル−の風圧損失特性がｂ２に
なれば、これを風速センサ２６で検知してモータ２６の
回転数を自動的に上昇させ、ｎ、の特性で運転すれば合
成特性がｎ、となり、ｈ２とｎ、との交点Ｐ、　Ｋ風量
Ｑ２が得られる。　　　　　　、 ゛このときのモー−消費電力は、嬉６図に示すように、
第３図における送風機０Ｑ−１（４１性が・ｎ、のとき
は内配置、となり％才たＱ−１Ｈ特性がｎ２のときは内
配置２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４１に石空気清浄機での消費電力と
比較すると、ΔＰ相轟分だけ低減されている。このよう
に本発＠によれば、送風機の消費電力、について観察し
え場合、新製時からフイル−タ使用終期４ＤＭＫ亘って
、主送風機によゐ電力消費は常に一定であって、単に補
助送風機における回転数上昇分に和尚する電力増加で済
むことＫなるので、従来技術に係、る空気清浄機に比べ
て着しく軍刀消費量の節約ができることＫなる。

■　−ＩＲＫタリーンブー、不等＜おける騒音は、送風
機の駆動モータの回転数、吹出ａ量＜よつ５てレベルが
変化す為・しか為に、本発明では、フィル−〇ｓａ＊ｎ
が鰻時的に進行するＫっれて補助送本機駆動！−７１２
６０１ｊ１転数が自動的に上昇はする−が、フィル−使
用終期における風量に設定すゐような制御が行われてぃ
ゐ九め、フィルタ使用ｓｉ、ｍｓから使用終期曹でＫ）
ｊ（つて風量、静圧は共に使用終期におけるそれよりも
低いレベルで運転され１、従って騒音レベルも小さくな
る。

■　補助送風機駆動子−−２４には、電圧周波数制御器
２βをバイパスして、商用電源ＡＣに直接切換接続する
こ七〇で會る切換器４４を配設したので、前記匍御６２
４ＳＫ不糊の故障が発生した場合にも、商用電源が傭全
てあル限）、クリーンブース０稼動を停止することなく
操業を継続することかで会、システムとしての信頼ａＯ
向上ＫｉＩＩＬ、＜貢献する。

本発−は、先に述べ九Ｉ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シャワー等Ｏ空気清浄化関
連装置に広く応用可能である。　　　　　・ 以上、本発ｌ８１１ｖｃっ會好適な実施例を挙げて説明
したが、本発明はこの実施例に＠定されるものではなく
、発明の精神の範囲内で多欠の改嵐変更をなし得るもの
であゐ。

【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透
視平面概略図、第２図は１１１図に示す空気清浄機の側
面概略図、第３図は送風機特性トフィルタの負荷特性と
を示すグラフ図、第４図は従来技術に偽る空気清浄機の
商用電源結線図、縞・５図は本発明に係る風速制御をｌ
Ｉ施する回路図、＃ｊＩｉ６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　　１２・・・１次フィルタ１４・
−Ｆ材式フィルタ　　１６・・・送　風　　機１８・−
電磁接触器　２ｏ・・・ヒユーズ２２・−主送風機　２
４・・・補助送風機２６・−モ　−　タ ２８・・・電圧周波数制御器　　′ ３（１−・・電磁秦触暮　ｊ５２　、、、ヒユーズ３４
゛・・・ヒユーズ′３６・−電磁接触器３８・−風速セ
ンサ　４ｏ−人力変換器４２・・・風速設定１！　　４
４．、、切　換　器ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、６ □）％３ｋＱ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　−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ＫｓＰいて、複数の主送風機と少くとも
   １台の補助送風機とを備え、前記補助送風機の駆動電動
   機に電圧周波数制御器を筆絖し、吹出空気の風速をセン
   サによ１検出して入力変換器において信号変換を行い。 得られえ出力を風速設定器によ〕予め設定した風速値と
   比較して前記電圧周波数制御器の出力電圧周波数を変化
   させ、更に前記主送風機は前記フィル−の使用終期にお
   ける吹出風量を満尼す石性能を有するものとすることを
   特徴とする空気清浄機の風速制御方式＠■　畳許請求ｏ
   ｍｉｍ籐１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。