JP4670286B2

JP4670286B2 - ファンフィルターユニット

Info

Publication number: JP4670286B2
Application number: JP2004257231A
Authority: JP
Inventors: 健一岩見
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: JP2006068676A

Description

本発明は、半導体工場、食品工場などの清浄空間を必要とするクリーンルームで使用されるファンフィルターユニットに関する。

従来、この種のファンフィルターユニットにおいて風速分布の改善のための手段として複数のガイド板や拡散板をチャンバー内に設ける構成としている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−９４４１９号公報（［０００３］〜［００１８］、図１）

このような従来のファンフィルターユニットでは、内部で気流同士が衝突する状態が生じ、不安定な気流になることで風速分布の均一化が難しいという課題があり、清浄空気をより均一に供給することが要求されている。

また、最近の局所クリーン化の動きに伴い、クリーンな環境を維持すべき空間が小型化しており、ファンフィルターユニットを小型、薄形化にしないと設置できないという課題があり、容積効率の高いクリーンルームを実現するために、ファンフィルターユニットの小型化、薄形化が要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、風速分布の均一性を高めるとともに、より小型化、薄形化できるファンフィルターユニットを提供することを目的としている。

本発明のファンフィルターユニットは上記目的を達成するために、箱形状のチャンバー上部に吸込口を有し、ファンとモーターからなるファンユニットを前記チャンバーに内蔵し、このファンユニットの吹出側にフィルタを配設し、前記ファンユニットをチャンバーに固定するサポートを備え、前記ファンユニットと前記フィルタの間に拡散手段を設け、この拡散手段は上方が開放された箱型であって側面および下面に複数の横長の開口部と前記開口部に隣接する複数の風向ガイドを備え、前記拡散手段の下面には対角を結び前記拡散手段の下面の中心部で交差する帯状のバッフルを垂設して有し、前記拡散手段の下面には前記バッフルで区切られたその全てに前記開口部と前記風向ガイドを前記バッフルで区切られた前記拡散手段の側面と平行に複数配列し、前記拡散手段の下面に前記風向ガイドを傾斜して設けて前記ファンユニットからの気流を前記チャンバーの中心方向に案内することを特徴とするものである。

また、他の手段は、拡散手段はファンユニットを支持して、チャンバーに固定することを特徴とする請求項１記載としたものである。

また、他の手段は、拡散手段を水平方向の平面形状とし、前記拡散手段の下面には対角を結び前記拡散手段の下面の中心部で交差する帯状のバッフルを垂設して有し、前記拡散手段の下面には前記バッフルで区切られたその全てに開口部と風向ガイドを前記バッフルで区切られた前記拡散手段の側面と平行に複数配列し、前記拡散手段の下面に前記風向ガイドを傾斜して設けて前記ファンユニットからの気流を前記チャンバーの中心方向に案内することを特徴としたものである。

また、他の手段は、風向ガイドとして開口部と一体の切り起し形状にしたものである。

また、他の手段は、拡散手段の下面にパンチングメタルを使用し、開口部をパンチングメタルに設けられた丸穴とし、前記パンチングメタルの下面に風向ガイドを設けたものである。

また、他の手段は、サポートにパンチングメタルを使用したものである。

また、他の手段は、部分的にパンチングメタル開口穴の大きさまたは数量を変化させたものである。

また、他の手段は、拡散手段の位置を可変できる位置変更手段を持ったものである。

これらの手段により、風速分布の均一性を高めるとともに、より小型化、薄型化できるファンフィルターユニットが得られる。

本発明によれば、ファンユニットから吹出された気流を下方のフィルタ面全体に均一に吹き付けることになり、フィルタからの吹出し風速分布の均一化が図れるという効果のあるファンフィルターユニットが得られる。

また、サポートを廃止して拡散手段にファンユニットを支持させることより、構造の簡素化による薄形化が図れるという効果のあるファンフィルターユニットが得られる。

また、拡散手段をチャンバーに内接した大きさで配設することが可能となり、チャンバーの外形寸法を変更した場合においても均一な風速分布を容易に得ることができるとともに、平面形状とすることで薄形化できる効果が得られる。

また、別途風向ガイドを設ける必要がなく、構造の簡素化による低コストと軽量化ができる効果が得られる。

また、気流に対する抵抗を抑えることができる効果が得られる。

また、サポートが気流に与える抵抗を軽減できる効果が得られる。

また、気流の偏りを開口穴の大きさ、数量で調整可能となり、自由度が高く、吹出し風速分布の均一化が図れるという効果が得られる。

また、ファンフィルターユニット設置後においても、状況に応じて吹出し風速分布の均一化を現場で調整できる効果が得られる。

本発明の請求項１記載の発明は、箱形状のチャンバー上部に吸込口を有し、ファンとモーターからなるファンユニットを前記チャンバーに内蔵し、このファンユニットの吹出側にフィルタを配設し、前記ファンユニットをチャンバーに固定するサポートを備え、前記ファンユニットと前記フィルタの間に拡散手段を設け、この拡散手段は上方が開放された箱型であって側面および下面に複数の横長の開口部と前記開口部に隣接する複数の風向ガイドを備え、前記拡散手段の下面には対角を結び前記拡散手段の下面の中心部で交差する帯状のバッフルを垂設して有し、前記拡散手段の下面には前記バッフルで区切られたその全てに前記開口部と前記風向ガイドを前記バッフルで区切られた前記拡散手段の側面と平行に複数配列し、前記拡散手段の下面に前記風向ガイドを傾斜して設けて前記ファンユニットからの気流を前記チャンバーの中心方向に案内することを特徴としたものであり、ファンユニットから吹出した横方向に吹出された一部の気流を拡散手段の側面の開口部と風向ガイドにて下方への気流に変え、一部の気流を拡散手段の下面に設けた開口部と風向ガイドでファンユニット下方の中心部へ送り、この時、中心部で交差したバッフルによって風路は中心部に向かって狭まっており気流はその抵抗により部分的に下方への気流を生じながらフィルタに吹き付けられ、中心部で交差したバッフルによって下方への吹出し気流に変えて、ファンユニットからの気流をフィルタに均一に吹き付けることができるとともに、拡散手段の下面に風向ガイドとバッフルを一体に設けて、上下方向の厚み寸法を縮小し、ファンフィルターユニットの小型化、薄形化ができるという作用を有する。

また、本発明の請求項２記載の発明は、拡散手段はファンユニットを支持して、チャンバーに固定することを特徴とする請求項１記載としたものであり、拡散手段にファンユニットを固定するサポートを兼用させて部品点数を少なくすることで、ファンフィルターユニットの薄型化ができるという作用を有する。

また、本発明の請求項３記載の発明は、箱形状のチャンバー上部に吸込口を有し、ファ
ンとモーターからなるファンユニットを前記チャンバーに内蔵し、このファンユニットの吹出側にフィルタを配設し、前記ファンユニットをチャンバーに固定するサポートを備え、前記ファンユニットと前記フィルタの間に拡散手段を設け、この拡散手段は、水平方向の平面形状とし、前記拡散手段の下面には対角を結び前記拡散手段の下面の中心部で交差する帯状のバッフルを垂設して有し、前記拡散手段の下面には前記バッフルで区切られたその全てに開口部と風向ガイドを前記バッフルで区切られた前記拡散手段の側面と平行に複数配列し、前記拡散手段の下面に前記風向ガイドを傾斜して設けて前記ファンユニットからの気流を前記チャンバーの中心方向に案内することを特徴としたものであり、ファンフィルターユニットの外形寸法を変化させた場合においても常に均一な風速分布が得られるとともに、平面形状とすることで薄型化できるという作用を有する。

また、本発明の請求項４記載の発明は、風向ガイドは開口部と一体の切り起し形状にしたことにより、加工工数を削減し、構造の簡素化による追加部品を省き、軽量化できるという作用を有する。

また、本発明の請求項５記載の発明は、拡散手段の下面にパンチングメタルを使用し、開口部をパンチングメタルに設けられた丸穴とし、前記パンチングメタルの下面に風向ガイドを設けたものであり、拡散手段全体に開口部を分布させることで気流に与える抵抗を軽減できるという作用を有する。

また、本発明の請求項６記載の発明は、サポートにパンチングメタルを使用したものであり、サポート全体に開口部を分布させることで気流に与える抵抗を軽減できるという作用を有する。

また、本発明の請求項７記載の発明は、部分的にパンチングメタルの開口穴の大きさまたは数量を変化させたものであり、自由度の高い風速分布の調整ができるという作用を有する。

また、本発明の請求項８記載の発明は、拡散板手段の位置を上下に可変できる位置変更手段を有したものであり、ファンフィルターユニットの設置後において、拡散手段を上下方向に移動させることにより、フィルタからの吹出し風速分布の均一化が図れるよう、状況に応じて現場で調整できるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３に示すようにターボ型ファン２とモーター３からなるファンユニット４を箱形状のチャンバー５に内蔵し、ファンユニット４の吹出側となる下方にフィルタ６を設け、サポート７によりファンユニット４をチャンバー５に固定している。チャンバー５内のファンユニット４とフィルタ６の間に、上方が開放された箱形状の拡散板１１を挿入し、拡散板１１の下面には横長の開口部８を中心に向かうほど短くなるように拡散板１１の側面と平行に配列し、各々の開口部８に隣接して風向ガイド９を傾斜して設け、気流をチャンバー５の中心方向に案内している。ファンユニット４から吹出した横方向に吹出された一部の気流を拡散手段１１の側面の開口部８と傾斜して設けられた風向ガイド９にて下方への気流に変えている。また、拡散板１１の下面には対角を結び交差する帯状のバッフル１０が垂設されている。

上記構成において、ファンユニット４から吹出された気流の一部は拡散板１１の側面の開口部８、風向ガイド９により、フィルタ６の外周部分に吹き付けられる。また、それ以外の気流は拡散板１１の下面の開口部８、風向ガイド９により内向きに吹出され、その一部は交差したバッフル１０に沿ってフィルタ６の中心部まで送られる。この時、図３に示すように中心部で交差したバッフル１０によって、風路は中心部に向かって狭まっており、気流はその抵抗により部分的に下方への気流を生じながらフィルタ６に吹き付けられ、風速分布の均一化ができるものである。

また、拡散板１１の下面には、開口部８に近接して風向ガイド９を突設するとともに、下面の対角を結ぶ交差するバッフル１０を同一面に一体的に垂設しているので、風速均一化を図る部品の設置スペースを最小限に抑えることができ、拡散板１１とフィルタ６の間隔を短縮することにより、チャンバー５を小型化、薄形化することができる。

（実施の形態２）
図３および図４に示すように拡散板１１はファンユニット４を直接支持するとともに、その側面と下面に複数の開口部８と風向ガイド９を有し、また、拡散板１１の下面に対角を結び中心部で交差する帯状のバッフル１０が固定されている。

上記構成において、拡散板１１はその下面にバッフル１０が対角線上に固定され、さらにバッフル１０の間を複数の風向ガイド９が併設されているので、平板状の拡散板１１は充分に補強され、振動やたわみを生じない構造となっている。これにより拡散板１１はファンユニット４を支持するだけの強度が確保でき、サポート部品を省いて拡散板１１にファンユニット４を直接支持させることができる。したがって部品点数の削減と構造の簡素化ができ、チャンバー５を薄形化することができる。

また、ファンユニット４から吹き出された気流は、風路を遮る障害物となるサポート部品が省かれているので、抵抗が少なく均等に拡散しやすくなり、拡散板１１の開口部８、風向ガイド９を通過して、一部はバッフル１０により中心部まで案内されて風速分布が均一化され、フィルタ６へと吹き出されるものである。

（実施の形態３）
図５に示すように、チャンバー５内のファンユニット４とフィルタ６の間に平面形状の拡散板１１Ａを配置している。拡散板１１Ａは複数の開口部８を有し、開口部８に近接して設けた風向ガイド９と交差して設けたバッフル１０を下面に一体的に有している。チャンバー５の上側面にはスペース５ａが形成され、ファンユニット４の吹出し気流を方向転換させるための空間としている。

上記構成において、拡散板１１Ａを平面形状とすることにより、拡散板１１Ａの加工工数が減少して、安価に製造することができるとともに、ファンユニット４から吹出された気流は、チャンバー５の上側面のスペース５ａを有効に利用して、方向転換が円滑となり、フィルタ６の端部における風速分布を均一化することができる。

また、チャンバー５の外形寸法を変更するような設計変更に対しても拡散手段１１をチャンバー５に内接するように寸法変更するだけで、風速分布の均一化を図ることができる。

（実施の形態４）
図６に示すように拡散板１１は風向ガイド９と開口部８と一体の切り起し形状とし、バッフル１０を付設している。

上記構成において拡散板１１の風向ガイド９は開口部８と一体の切り起し形状としたことにより、部品点数を削減することができるとともに、開口部８と風向ガイド９の形成が同時に行え、さらに拡散板１１の重量を抑えて軽量化できる。従って拡散板１１の構造を簡素化してファンフィルターユニットの低コスト化と軽量化ができるものである。

（実施の形態５）
図７および図８に示すように拡散板１１Ｂの基材としてパンチングメタルを加工して使用し、その下面に風向ガイド９、バッフル１０を一体に設けた構成としている。

なお、図７に示すものは、サポート７にファンユニット４を支持させ、その下流側に拡散板１１Ｂを配置したものであり、図８に示すものは拡散板１１Ｂにファンユニット４を直接支持させるものである。

上記構成において拡散板１１Ｂの開口部はパンチングメタルに設けられた丸穴で構成され、拡散板１１Ｂ全体に広く分布された丸穴を気流が通ることにより、風速分布が均一化されるとともに、気流に対する通風抵抗を抑えることができる。

また、一般の鋼板を基材とした場合に比べて、パンチングメタルは開口部を形成する必要がなく、加工工数を削減することができる。

（実施の形態６）
図１、図５に示すようにファンユニット４を支持するサポート７の基材にパンチングメタルを使用し、通風抵抗を低減している。

また、サポートの基材にパンチングメタルを使用するとともに、拡散板の基材にもパンチングメタルを使用する場合は（図示せず）、通風抵抗をより少なくした構成となる。

上記構成により、気流に対しサポート７自体の通風抵抗を低減してフィルタ６へ通風しやすくできるとともに、拡散板もパンチングメタルとする場合には、さらに風速分布の均一化を図ることができる。

（実施の形態７）
図９に示すように拡散板１１Ｃにパンチングメタルを使用し、そのパンチングメタルの開口穴の数量を中央側が多くなるよう変化させ、風向ガイド９、バッフル１０を一体に設けている。

上記構成において、気流を抑える範囲はパンチングメタルの開口穴の数量を減らし、気流を導く範囲はパンチングメタルの開口穴の数量を増やすなどの自由度の高い調整ができる。

なお、本実施の形態では、パンチングメタルの開口穴の数量を変化させているが、開口穴の大きさを変化させて調整するようにしてしてもよい。また、サポートを使用する場合は、サポートにパンチングメタルを使用し、その開口穴の数量や大きさを変化させるようにしてもよい。

（実施の形態８）
図１０に示すようにチャンバー５は天面角部の複数箇所に雌ねじ１３を有し、拡散板１１は雌ねじ１３に相対する位置に軸受け１４を設け、調整ボルト１２により軸受け１４と雌ねじ１３とを連結し、調整ボルト１２を回動することで拡散板１１を上下稼働に支持している。また、調整ボルト１２の頭部をチャンバー５の天面上に突出して設け、チャンバー５を設置後も回動操作できるようにしている。

上記構成により、調整ボルト１２の頭部を回すことで、拡散板１１の上下移動がファンフィルターユニットの外側より可能となり、ファン２と拡散板１１の間隙ａを可変させることで、ファンフィルターユニット設置後においても風速分布の調整が容易にでき、設置現場で最適な風速状態に調整することができる。

風速分布の均一性を確保しつつ、小型化、薄形化、軽量化を図ることにより、ファンフィルターユニットを省スペースで設置可能となり、半導体工場、食品工場などの清浄空間を必要とし、設置スペースの限定されたクリーンルームや製造装置に適用できる。

本発明の実施の形態１および６のファンフィルターユニットの縦断面図本発明の実施の形態１のチャンバーの下面外観図本発明の実施の形態１および２の中心付近の気流を示す要部外観図本発明の実施の形態２のファンフィルターユニットの縦断面図本発明の実施の形態３および６のファンフィルターユニットの縦断面図本発明の実施の形態４のチャンバーの下面外観図本発明の実施の形態５のチャンバーの下面外観図本発明の実施の形態５の他のチャンバーの下面外観図本発明の実施の形態７のチャンバーの下面外観図本発明の実施の形態８のファンフィルターユニットの縦断面図

符号の説明

１吸込口
２ファン
３モーター
４ファンユニット
５チャンバー
６フィルタ
７サポート
８開口部
９風向ガイド
１０バッフル
１１拡散板（拡散手段）
１１Ａ拡散板（拡散手段）
１１Ｂ拡散板（拡散手段）
１１Ｃ拡散板（拡散手段）
１２調整ボルト（位置調整手段）
１３雌ねじ（位置調整手段）
１４軸受け（位置調整手段）

Claims

箱形状のチャンバー上部に吸込口を有し、ファンとモーターからなるファンユニットを前記チャンバーに内蔵し、このファンユニットの吹出側にフィルタを配設し、前記ファンユニットをチャンバーに固定するサポートを備え、前記ファンユニットと前記フィルタの間に拡散手段を設け、この拡散手段は上方が開放された箱型であって側面および下面に複数の横長の開口部と前記開口部に隣接する複数の風向ガイドを備え、前記拡散手段の下面には対角を結び前記拡散手段の下面の中心部で交差する帯状のバッフルを垂設して有し、前記拡散手段の下面には前記バッフルで区切られたその全てに前記開口部と前記風向ガイドを前記バッフルで区切られた前記拡散手段の側面と平行に複数配列し、前記拡散手段の下面に前記風向ガイドを傾斜して設けて前記ファンユニットからの気流を前記チャンバーの中心方向に案内することを特徴とするファンフィルターユニット。
拡散手段はファンユニットを支持して、チャンバーに固定することを特徴とする請求項１記載のファンフィルターユニット。
箱形状のチャンバー上部に吸込口を有し、ファンとモーターからなるファンユニットを前記チャンバーに内蔵し、このファンユニットの吹出側にフィルタを配設し、前記ファンユニットをチャンバーに固定するサポートを備え、前記ファンユニットと前記フィルタの間に拡散手段を設け、
この拡散手段は、水平方向の平面形状とし、
前記拡散手段の下面には対角を結び前記拡散手段の下面の中心部で交差する帯状のバッフルを垂設して有し、
前記拡散手段の下面には前記バッフルで区切られたその全てに開口部と風向ガイドを前記バッフルで区切られた前記拡散手段の側面と平行に複数配列し、
前記拡散手段の下面に前記風向ガイドを傾斜して設けて前記ファンユニットからの気流を前記チャンバーの中心方向に案内することを特徴とするファンフィルターユニット。
風向ガイドは開口部と一体の切り起し形状にした請求項１〜３記載のファンフィルターユニット。
拡散手段の下面にパンチングメタルを使用し、開口部を前記パンチングメタルに設けられた丸穴とし、前記パンチングメタルの下面に風向ガイドを設けた請求項１〜３のいずれかに記載のファンフィルターユニット。
サポートにパンチングメタルを使用してなる請求項１または請求項３記載のファンフィルターユニット。
部分的にパンチングメタルの開口穴の大きさまたは数量を変化させてなる請求項５または請求項６記載のファンフィルターユニット。
拡散手段の位置を上下に可変できる位置変更手段を有してなる請求項１または請求項３記載のファンフィルターユニット。