SE522199C2

SE522199C2 - Air leakage prevention device for HEPA filter in clean room air supply system, comprises chamber connected to under-pressure part of the supply system

Info

Publication number: SE522199C2
Application number: SE9903569A
Authority: SE
Inventors: Bertil Larsson
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1999-10-04
Filing date: 1999-10-04
Publication date: 2004-01-20
Also published as: SE9903569L; SE9903569D0

Abstract

A chamber (30) around a filter (4) is connected to an under-pressure part of an air supply system so that in the event of air leakage from one side of the filter to the other, the leaking air is sucked into the under-pressure part of the system. A device for preventing leakage between the entrance and exit side of a filter unit in an air supply system comprises a chamber extending around the filter, inside which the pressure maintained at a value less than that outside the chamber. Air leaking from the entrance side of the filter is sucked away via this chamber due to the under-pressure inside it. The chamber is connected to the under-pressure part of the air supply system so that the chamber pressure is less than the pressure on both the entrance and exit sides, so that in the event of air leakage from one side to the other, the leaking air is sucked into this under-pressure part. An Independent claim is also included for an air supply system for a clean room environment, containing a HEPA filter unit with this air leakage device.

Description

20 25 30 35 522 199 2 för bortsugning av läckande luft från filterenhetens ingångs- sida. 20 25 30 35 522 199 2 for sucking out leaking air from the inlet side of the filter unit.

Redogörelse för uppfinningen Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en enkel, billig och helt tillförlitlig anordning för att för- hindra läckage mellan in- och utgångssidan av en filterenhet av det aktuella slaget.Disclosure of the Invention The object of the present invention is to provide a simple, inexpensive and completely reliable device for preventing leakage between the input and output side of a filter unit of the type in question.

Detta syfte uppnås med en anordning av inledningsvis angivet slag med i patentkrav l angivna kännetecken.This object is achieved with a device of the kind initially stated with the features stated in claim 1.

Med anordningen enligt uppfinningen förhindras således på tillförlitligt sätt läckage av luft mellan filterenhetens in- och utgångssida på enklare och billigare sätt än vad som hittills varit möjligt.With the device according to the invention, leakage of air between the inlet and outlet side of the filter unit is thus reliably prevented in a simpler and cheaper manner than has hitherto been possible.

Enligt en fördelaktig utföringsform av anordningen en- ligt uppfinningen är nämnda kammare begränsad av två åtskilda flänsar, som sträcker sig fràn filterenhetens kanter närbe- lägna ramar i ramverket och anligger med sina fria ändkanter mot filterenheten. På detta sätt kan nämnda kammare kring filterenheten realiseras på enkelt sätt med hjälp av en på lämpligt sätt utformad profil i ramen kring filterenheten. Om luft skulle läcka från filterenhetens ingångssida eller dess utgångssida kommer denna luft att insugas i nämnda kammare och vidare till lufttillförselsystemets undertrycksdel. Luft kan således aldrig läcka från filterenhetens ingångssida till renrummet utan passage genom filtret.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, said chamber is limited by two separate flanges, which extend from the edges of the filter unit adjacent frames in the framework and abut with their free end edges against the filter unit. In this way, said chamber around the filter unit can be realized in a simple manner by means of a suitably designed profile in the frame around the filter unit. Should air leak from the inlet side or outlet side of the filter unit, this air will be sucked into said chamber and on to the negative pressure part of the air supply system. Thus, air can never leak from the inlet side of the filter unit to the clean room without passage through the filter.

Enligt en annan fördelaktig utföringsform av anordning- en enligt uppfinningen slutar de fria flänsändkanterna i spår i filterenheten till bildande av en labyrinttätning mellan kammare och filterenhet. Genom lämplig utformning av en sådan labyrinttätning kommer den läckande luften, vid ett läckage i tätningen, att få en strömningsriktning in i kammaren, vilket ytterligare höjer anordningens effektivitet.According to another advantageous embodiment of the device according to the invention, the free flange end edges end in grooves in the filter unit to form a labyrinth seal between chamber and filter unit. By suitable design of such a labyrinth seal, the leaking air, in the event of a leak in the seal, will have a flow direction into the chamber, which further increases the efficiency of the device.

Enligt ytterligare en fördelaktig utföringsform av an- ordningen enligt uppfinningen är spåren i filterenheten V- formade, så att flänsändkanterna anligger mot spårväggen. 10 15 20 25 30 35 522 199 3 Denna anliggning ger viss tätande verkan som ytterligare bi- drar till en säker funktion hos anordningen.According to a further advantageous embodiment of the device according to the invention, the grooves in the filter unit are V-shaped, so that the flange end edges abut against the groove wall. 10 15 20 25 30 35 522 199 3 This bearing provides a certain sealing effect which further contributes to a safe function of the device.

Enligt ännu en fördelaktig utföringsform av anordningen enligt uppfinningen är en packning anordnad mellan flänsänd- kanterna och filterenheten. Detta är en ur praktisk synvinkel fördelaktig utföringsform eftersom kammarens storlek samt kammarens öppning mot filterenheten kan reduceras, varigenom förlusten av luft minimeras.According to another advantageous embodiment of the device according to the invention, a gasket is arranged between the flange end edges and the filter unit. This is an advantageous embodiment from a practical point of view because the size of the chamber and the opening of the chamber towards the filter unit can be reduced, thereby minimizing the loss of air.

Enligt andra fördelaktiga utföringsformer av anordning- en enligt uppfinningen är de fria flänsändkanterna utformade med koniska spetsar i sitt yttre parti. Om strålar av luft skulle tränga in mellan flänsändkanterna och filterenheten, eller en på denna anbringad packning, kommer dessa strålar att dämpas av spetsarna. Denna effekt blir än effektivare om en på filterenheten anbringad packning utformas med vågformi- ga spår för de fria flänsändkanterna, så att varje spets kom- mer att ligga i en vågdal i tillhörande spår. Härigenom upp- når man ej enbart den ovannämnda dämpningen utan den läckande luften kommer även att riktas in i kammaren för effektiv bortsugning till lufttillförselsystemets undertrycksdel.According to other advantageous embodiments of the device according to the invention, the free flange end edges are formed with conical tips in their outer portion. Should jets of air penetrate between the flange end edges and the filter unit, or a gasket applied thereto, these jets will be attenuated by the tips. This effect becomes even more effective if a gasket mounted on the filter unit is designed with wavy grooves for the free flange end edges, so that each tip will lie in a wave valley in the associated grooves. This not only achieves the above-mentioned damping, but the leaking air will also be directed into the chamber for efficient extraction to the negative pressure part of the air supply system.

Filterenheten fastspänns i ett säte mot en tätning el- ler packning.The filter unit is clamped in a seat against a seal or gasket.

Figurbeskrivning För att förklara uppfinningen närmare kommer nu utfö- ringsformer av anordningen enligt uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka figur 1 visar schematiskt ett montage med s.k. Liquid-Seal- tätning, figur 2 illustrerar den principiella uppbyggnaden av en för- sta utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, figur 3 visar en detalj av utföringsformen i figur 2 i större skala, figurerna 4-6 visar olika alternativa utföranden av flänsänd- kanternas anliggning mot filterenheten, och figur 7 visar en annan utföringsform av anordningen enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 522 199 4 Beskrivning av utföringsexempel Figur 2 illustrerar ett lufttillförselsystem för renrum med en första utföringsform av anordningen enligt uppfinning- en. Lufttillförselsystemet innefattar en fläktenhet 2 och en filterenhet 4 av HEPA-filtertyp, som är upphängda med-pendlar 6 i renrummets tak för tillförsel av filtrerad luft till rum- met 8.Description of the figures In order to explain the invention in more detail, embodiments of the device according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 schematically shows an assembly with so-called Liquid-Seal seal, figure 2 illustrates the basic construction of a first embodiment of the device according to the invention, figure 3 shows a detail of the embodiment in figure 2 on a larger scale, figures 4-6 show different alternative embodiments of the abutment of the flange end edges against the filter unit, and figure 7 shows another embodiment of the device according to the invention. Description of Embodiments Figure 2 illustrates an air supply system for clean rooms with a first embodiment of the device according to the invention. The air supply system comprises a fan unit 2 and a filter unit 4 of the HEPA filter type, which are suspended with pendulums 6 in the ceiling of the clean room for supplying filtered air to the room 8.

I figur 3 visas i större skala monteringen av den fil- terram 10, i vilken HEPA-filtret är anordnat, i det ramverk 12, som uppbär filterenheten 4. Filterramen 10 är utformad med flänsar 14, 16 upptill och nedtill i figur 3 för omslut- ning av filtrets kanter. Det filterenheten 4 uppbärande ram- verket 12 innefattar en profil 18 med två åtskilda flänsar 20, 22, vilka avgränsar en kammare 30. Flänsarna 20, 22 upp- visar i figurerna nedåtböjda ändpartier, vilka med sina fria ändkanter 24, 26 anligger mot en packning 28 anordnad på ovansidan av flänsen 14. Filterramen 10 spänns uppåt i figur 3, så att packningen 28 anligger mot flänsändkanterna 24, 26 medelst bulten 44. På detta sätt avgränsas ett utrymme mellan flänsarna 20, 22 och packningen 28, som sträcker sig längs filterenhetens övre kanter. Via hål 34 i profilväggen står kammaren 30 i förbindelse med lufttillförselsystemets under- trycksdel eller sugplenum 32.Figure 3 shows on a larger scale the mounting of the filter frame 10, in which the HEPA filter is arranged, in the framework 12, which supports the filter unit 4. The filter frame 10 is formed with flanges 14, 16 at the top and bottom in Figure 3 for enclosure - ning of the edges of the filter. The frame 12 supporting the filter unit 4 comprises a profile 18 with two separate flanges 20, 22, which delimit a chamber 30. The flanges 20, 22 have in the figures downwardly bent end portions, which with their free end edges 24, 26 abut against a gasket 28 arranged on the top of the flange 14. The filter frame 10 is clamped upwards in figure 3, so that the gasket 28 abuts against the flange end edges 24, 26 by means of the bolt 44. In this way a space is delimited between the flanges 20, 22 and the gasket 28, which extends along the filter unit. upper edges. Via holes 34 in the profile wall, the chamber 30 communicates with the negative pressure part or suction plenum 32 of the air supply system.

Tryckförhållandena i de olika utrymmena i figur 2 är följande.The pressure conditions in the different spaces in figure 2 are as follows.

Trycket är högst på filterenhetens 4 ingångssida, mar- kerad med ++++ i figur 2. Över filterenheten 4 fås ett visst tryckfall och trycket i rummet 8 är därför något lägre, mar- kerat med +++ i figur 2. Till följd av att kammaren 30 står i förbindelse med lufttillförselsystemets undertrycksdel eller sugplenum 32 genom hålet 34 i profilväggen kommer trycket i kammaren 30 att vara ytterligare något lägre, markerat med ++ i figur 2, och trycket är som lägst i undertrycksdelen 32, markerat med + i figur 2.The pressure is highest on the inlet side of the filter unit 4, marked with ++++ in figure 2. A certain pressure drop is obtained over the filter unit 4 and the pressure in room 8 is therefore slightly lower, marked with +++ in figure 2. As a result because the chamber 30 communicates with the negative pressure part of the air supply system or suction plenum 32 through the hole 34 in the profile wall, the pressure in the chamber 30 will be slightly lower, marked with ++ in figure 2, and the pressure is at its lowest in the negative pressure part 32, marked with + i figure 2.

Genom denna tryckfördelning i systemet kommer ett even- tuellt luftläckage, pilen 38 i figur 2, från filterenhetens 4 ingångssida mellan flänsändkanten 26 och packningen 28 att lO l5 20 25 30 35 522 199 5 ledas via kammaren 30 tillbaka till fläktens sugsida eller systemets undertrycksdel 32, jfr pilen 36 i figur 2. Luft kan således inte läcka från filterenhetens 4 ingångssida till renrummet 8 på dess utgångssida.Due to this pressure distribution in the system, any air leakage, the arrow 38 in Figure 2, from the inlet side of the filter unit 4 between the flange end edge 26 and the gasket 28 will be led via the chamber 30 back to the suction side of the fan or the negative pressure part 32 of the system. , cf. arrow 36 in figure 2. Air can thus not leak from the inlet side of the filter unit 4 to the clean room 8 on its outlet side.

Om ett luftläckage skulle uppstå från renrumssidan, en- ligt pilen 40, mellan flänsändkanten 24 och packningen 28 kommer även denna läckande luft att insugas i kammaren 30 och vidare till systemets undertrycksdel 32, pilen 36.Should an air leak occur from the clean room side, according to the arrow 40, between the flange end edge 24 and the gasket 28, this leaking air will also be sucked into the chamber 30 and further to the negative pressure part 32 of the system, the arrow 36.

Den normala returvägen för luften från renrummet 8 till undertrycksdelen 32 illustreras av pilen 42.The normal return path of the air from the clean room 8 to the negative pressure part 32 is illustrated by the arrow 42.

I figur 4 visas ett alternativt utförande vid vilket flänsarnas 20, 22 fria ändkanter 24, 26 löper i motsvarande spår 46, 48 i filterenheten till bildande av en labyrinttät- ning. Läckande luft från filterenhetens 4 ingångssida kommer härvid att efter passage av flänsändkanten 26 ha en ström- ningsriktning in i kammaren 30 och på motsvarande sätt kommer läckande luft från renrummet 8 att efter passage i spåret 46 under flänsändkanten 24 likaledes ha en riktning in i kamma- ren 30, vilket ytterligare bidrar till effektiv bortledning av eventuellt läckande luft.Figure 4 shows an alternative embodiment in which the free end edges 24, 26 of the flanges 20, 22 run in corresponding grooves 46, 48 in the filter unit to form a labyrinth seal. Leaking air from the inlet side of the filter unit 4 will in this case, after passing the flange end edge 26, have a flow direction into the chamber 30 and correspondingly, leaking air from the clean space 8 will also have a direction into the chamber clean 30, which further contributes to the efficient discharge of any leaking air.

Spåren 46, 48 kan vara utformade i en på filterenhetens 4 ovansida anordnad packning eller alternativt vara utformade i filterramen, varvid någon packning ej erfordras. Spåren 46, 48 kan även alternativt vara V-formade, varigenom flänsänd- kanterna kommer att anligga mot spårväggen, så att viss tä- tande verkan även uppnås därigenom.The grooves 46, 48 may be formed in a gasket arranged on the upper side of the filter unit 4 or alternatively be formed in the filter frame, no gasket being required. The grooves 46, 48 can also alternatively be V-shaped, whereby the flange end edges will abut against the groove wall, so that a certain sealing effect is also achieved thereby.

Figurerna 5 och 6 visar en del av ett vertikalt snitt genom en av flänsarnas 20, 22 ändpartier och filterenhetens övre del, med eller utan packning, för att illustrera ytter- ligare två alternativa utföranden av flänsändkanterna samt motsvarande anliggningsyta på filterenhetens ovansida. Vid dessa utföranden är de fria flänsändkanterna utformade med koniska spetsar 50, i sitt yttre parti, och anliggningsytan på filterenhetens ovansida eller eventuell packning på fil- terenhetens ovansida är utformad med vågformiga spår för de fria flänsändkanterna, så att varje spets 50 kommer att ligga i en vågdal 52 i tillhörande spår. 10 l5 20 25 30 35 522 199 6 Vid utförandet enligt figur 6 är anliggningsytan på filterenhetens ovansida utformad med spetsar 54 svarande mot nämnda spetsar 50 hos flänsändkanterna så att flänsändkanter- nas spetsar 50 och spetsarna 54 på filterenheten kommer att ligga växelvis utefter flänsändkanternas anliggning.Figures 5 and 6 show a part of a vertical section through one of the end portions of the flanges 20, 22 and the upper part of the filter unit, with or without gasket, to illustrate two further alternative embodiments of the flange end edges and the corresponding abutment surface on the top of the filter unit. In these embodiments, the free flange end edges are formed with conical tips 50, in their outer portion, and the abutment surface on the top of the filter unit or any gasket on the top of the filter unit is formed with wavy grooves for the free flange end edges, so that each tip 50 will lie in a wave valley 52 in associated tracks. In the embodiment according to Figure 6, the abutment surface on the upper side of the filter unit is formed with tips 54 corresponding to said tips 50 of the flange end edges so that the tips 50 of the flange end edges and the tips 54 of the filter unit will lie alternately along the abutment of the flange end edges.

Om strålar av läckande luft skulle uppstå kommer dessa spetsar att effektivt dämpa dessa strålar och rikta luften in i kammaren 30. Särskilt vid utförandet enligt figur 6 kommer man att få en mycket säker funktion hos anordningen enligt uppfinningen så att packningen kan utelämnas och flänsändkan- ter av metall kan tillåtas att direkt anligga mot ovansidan av en filterram av metall.Should jets of leaking air occur, these tips will effectively dampen these jets and direct the air into the chamber 30. Especially in the embodiment according to Figure 6, a very safe function of the device according to the invention will be obtained so that the gasket can be omitted and flange end edges of metal can be allowed to abut directly against the top of a metal filter frame.

En stor kammare med stora evakueringshål underlättar luftströmningen in i kammaren 30 och vidare till systemets undertrycksdel, vilket förbättrar anordningens funktion och möjliggör, om så önskas, att packningar på filterenhetens ovansida utelämnas. Förlusten av luft blir dock något större vid detta utförande än om packningar används.A large chamber with large evacuation holes facilitates the flow of air into the chamber 30 and on to the negative pressure part of the system, which improves the function of the device and allows, if desired, gaskets on the top of the filter unit to be omitted. However, the loss of air is somewhat greater in this embodiment than if gaskets are used.

I figur 7 visas en annan utföringsform av anordningen enligt uppfinningen vid vilken en kammare 56 är utformad i den filterenheten 4 närbelägna profilen 58 i det omgivande ramverket. Kammaren 56 löper utefter filterenhetens 4 kanter och anligger mot en packning 60 på filterenhetens 4 ovansida.Figure 7 shows another embodiment of the device according to the invention in which a chamber 56 is formed in the profile 58 adjacent to the filter unit 4 in the surrounding framework. The chamber 56 runs along the edges of the filter unit 4 and abuts against a gasket 60 on the upper side of the filter unit 4.

I kammarens 56 botten är hål eller längsgående kanaler 62 an- ordnade över motsvarande hål eller kanaler 64 i packningen 60. Kammaren 56 står vidare i förbindelse med lufttillförsel- systemets undertrycksdel via hål 66 i profilväggen på samma sätt som vid tidigare beskrivna utföringsformer.In the bottom of the chamber 56, holes or longitudinal channels 62 are arranged over corresponding holes or channels 64 in the gasket 60. The chamber 56 is further connected to the negative pressure part of the air supply system via holes 66 in the profile wall in the same way as in previously described embodiments.

Tryckförhållandena i lufttillförselsystemet blir vid denna utföringsform likadana som vid de ovan beskrivna utfö- ringsformerna. Om sålunda luft skulle läcka mellan packningen 60 och filterenhetens 4 ovansida från filterenhetens 4 in- gångssida eller dess utgångssida i renrummet 8 kommer denna läckande luft att via hålen eller kanalerna 64 i packningen 60 och hålen eller kanalerna 62 i kammarens botten att insu- gas i kammaren och vidare genom hålen 66 till lufttillförsel- systemets undertrycksdel.The pressure conditions in the air supply system in this embodiment will be the same as in the embodiments described above. Thus, should air leak between the gasket 60 and the top of the filter unit 4 from the inlet side or its outlet side of the filter unit 4 into the clean room 8, this leaking air will be sucked in through the holes or channels 64 in the gasket 60 and the holes or channels 62 in the bottom of the chamber. chamber and further through the holes 66 to the negative pressure part of the air supply system.

Claims

10 15 20 25 30 522 199 l NEW PATENT CLAIMS

1. A device for preventing leakage between the inlet and outlet side of a filter unit (4) included in an air supply system, comprising a chamber (30, 56) arranged around the filter unit in which lower pressure is intended to be maintained than outside the chamber, which chamber is so designed and arranged that in the event of a leakage from the inlet side of the filter unit, the leaking air is sucked away, through said chamber, due to the negative pressure (32) in it, characterized in that the chamber (30,56) is connected to the negative pressure part (32) of the air supply system. ) so that the pressure in the chamber is lower than the pressure on the inlet and outlet sides of the filter unit so that in the event of a leak from one side of the filter unit to its other, it sucks the leaking air to the negative pressure part of the air supply system.

Device according to claim 1, characterized in that the chamber (30, 56) is arranged on the upper side of the filter unit (4) and is open in its side facing said upper side.

Device according to claim 1 or 2, wherein the filter unit (4) is supported in a framework (12, 58), characterized in that said chamber (30, 32) is arranged at the transition of the filter unit (4) to said framework (12, 58). ).

Device according to claim 3, characterized in that said chamber (30, 56) is attached to the frames (18, 58) adjacent to the filter unit (4) facing the filter unit (4) in said frame (12, 58).

Device according to claim 3 or 4, characterized in that said chamber (30) is limited by two separate flanges (20, 22), which extend from adjacent frames (18) of the filter unit (4) in the framework (12) and abut with its free end edges (24, 26) against the filter unit.

Device according to claim 5, characterized in that said free flange end edges (24, 26) end in grooves (46, 48) in the filter unit (4) to form a labyrinth seal between chambers (30) and filter unit (4).

Device according to claim 6, characterized in that the grooves are V-shaped, so that said flange end edges abut against the groove wall.

Device according to any one of claims 5 - 7, characterized in that a gasket (28) is arranged between said flange end edges (24, 26) and the filter unit (4).

Device according to claim 5 or 6, characterized in that said free flange end edges are formed with conical tips (50) in its outer portion.

Device according to claims 8 and 9, characterized in that the gasket is formed with wavy grooves for the free flange end edges, so that each tip will lie in a wave valley (52) in associated grooves.

11. ll. Device according to claim 9, characterized in that at the location of the flange end edges on the filter unit (4) it is formed with tips (54) corresponding to said tips (50) of the flange end edges so that the tips of the flange end edges and the tips of the filter unit will lie alternately along said location. for the location of the flange end edges.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said chamber (30, 56) is connected to a suction plenum (32) of the air supply system.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter unit (4) comprises a HEPA filter, intended for use in an air supply system for clean rooms.

A clean room air supply system comprising a HEPA filter type filter unit (4), characterized by a device according to any one of the preceding claims. SE 9903569-3