JP5225936B2 - ファンフィルタユニット - Google Patents

Description

本発明は、送風装置、エアチャンバー及びフィルタを備えており、半導体や液晶等を製造するためのクリーンルームに設置されるファンフィルタユニットに関する。

半導体や液晶等を製造するためのクリーンルームには、清浄空気を供給するために、クリーンルーム天井面にファンフィルタユニットが設置されている。ファンフィルタユニットは、送風装置、エアチャンバー、フィルタで構成されている。送風装置からエアチャンバーに送り込まれた空気がフィルタを通されることにより清浄化され、清浄化された空気がクリーンルーム内に吹き下ろされることにより、クリーンルーム内は清浄な雰囲気に保たれる。

従来のファンフィルタユニットは、送風装置とエアチャンバーとが一体で構成されているユニットである。ユニット全体の大きさはエアチャンバーの大きさと同じ大きさ程があり、重量は２０〜３０Ｋｇにも達する。ファンフィルタユニットは、一人で扱うには大き過ぎ且つ重量も重すぎるので、ファンフィルタユニットをクリーンルームの天井面に設置する場合には、クリーンルーム内部からリフターなどを使用して１台ずつ持ち上げて設置している。また移動、設置には最低２名の作業員（通常は二人〜三人がかり）が必要となり、作業効率が悪い。

また、ファンフィルタユニットは送風装置とエアチャンバーが一体で構成されているため、個々のファンフィルタユニットのエアチャンバー部の空洞部分が体積の大半を占めている。そのため、輸送時の積載体積はエアチャンバーの体積になっており、当該ユニットの輸送手段における積載効率が悪く、価格に占める輸送コストの割合が大きくなり、低コスト化の妨げになっている。例として、幅７５０×長さ１５００×高さ３００（各単位ｍｍ）、重量３０のｋｇのファンフィルタユニットを４トントラックに積載する場合、５０台、１５００ｋｇしか積載できず、輸送効率も著しく悪かった。

ファン側部材とフィルタ側部材とを一体化して構成されており、ファン側部材は支持フレームのファン支持部にファンを固定しており、フィルタ側部材はエアフィルタの全体をシート材で覆って構成されたファンフィルタユニットが提案されている（特許文献１参照）。この提案においては、シート材には、ファン取付け穴とエアフィルタ開口穴とが開けられており、ファンとシート材とは、シート材のファン取付け穴にファンの外枠を入れ、締結バンドで締結することにより結合されている。また、支持フレームはエアフィルタ支持部内にエアフィルタの外枠を嵌入することによって、エアフィルタを支持し且つシート材を結合していることで、軽量で運搬時や天井への設置時の労力の軽減を図っている。

クリーンルームの天井面等に配置される空気清浄装置に関し、設置スペースが狭い（低い）場所に設置するのに適したものが提案されている（特許文献２参照）。この空気清浄装置は、ファンユニットを内部に備えクリーンルームの天井面等に固定される本体ハウジングと、本体ハウジングの下面に取り付けられるフィルタとが分割構成されている。本体ハウジングの上面に形成されている開口部には、ファンユニットが上方から挿入されて固定される。また、ファン、モータ、ファンガード、モータサポート及び吸い込み板等をユニットに一体化し、ユニットの自重でチャンバーの開口部に配置したゲル化シートに密着させて、或いはチャンバーの開口部に設けた突起をユニットの取付け穴に挿入することで、ユニットとチャンバーとの結合を容易に実現したファンフィルタユニットが提案されている（特許文献３参照）。更にまた、本体ケース上に設ける上部補強材として、幅寸法が本体ケースの幅寸法より小さく、且つ本体ケースから突出する高さ方向寸法が、本体ケースのフィルタ取付け側端面とモータ保持ベースとの間の距離より大きい構成として、ファンフィルタユニットが直接触れることなく上部補強材を介して積み上げることを可能にして、軽量で小スペース梱包が可能なファンフィルタユニットが提案されている（特許文献４参照）。

図５は、従来のファンフィルタユニットの積み重ねを説明する斜視図であり、（ａ）は１個のファンフィルタユニットを上部補強材と共に示し、（ｂ）は上部補強材を備えた複数個のファンフィルタユニットを積み重ねた状態を示している。図５（ａ）に示すように、ファンフィルタユニット２０は、モータとファンとを備えた送風装置１と、送風装置１が上部に取り付けられるエアチャンバー２とを備えている。ここでは、エアチャンバー２の下側に取り付けるべきフィルタはまだ取付けられていない。エアチャンバー２の上部において、送風装置１の両脇には、送風装置１の上方への出っ張りよりも背丈が高い上部補強材２１，２１が載置されている。図５（ｂ）に示すように、フィルタを備えず且つ上部補強材２１，２１を載置したファンフィルタユニット２０は、上部補強材２１，２１によって上下に隣合うユニット同士が接触することなく重ねられる。

特開平９−１３１５０７号公報 特開２０００−２０５６２１号公報 特開２００７−２８３２０５号公報 特開２００２−３４６３２７号公報

ファンフィルタユニットにおいて、エアチャンバーは外側の枠体を備えているが、内部が空間となっており、他の送風装置やフィルタに比べて非常に嵩張る構成要素である。そこで、ファンフィルタユニットの搬送や貯蔵・保管において、エアチャンバーの集積性を高めて嵩張りを回避する点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、主要な構成要素であるエアチャンバーの集積性を高めて嵩張りを回避し、輸送手段における積載効率を向上させるとともに、輸送、貯蔵・保管コストの低減を図ることができるファンフィルタユニットを提供することである。

上記課題を解決するため、この発明によるファンフィルタユニットは、送風装置とフィルタとの間に挟まれるエアチャンバーを分割構造とし、前記エアチャンバー同士を重ねられるような構造にしたことを特徴としている。

このファンフィルタユニットによれば、上側の送風装置と、下側のフィルタと、両者に挟まれたエアチャンバーとを備えている。エアチャンバーを送風装置とフィルタとに対して分割構造とし、空洞部分が殆どを占めるエアチャンバー同士を、例えば縦断面で台形形状とするなどのように、互いに入り込み可能な重ね合わせ構造にして集積性を高めて嵩張を回避している。しかも、送風装置とエアチャンバーを別部品として構成しているので、クリーンルームの天井面に設置するときには当該設置場所にて送風装置とエアチャンバーとを簡単な作業にて組み立てることで対処可能である。クリーンルーム天井設置場所では、ファンフィルタユニットを設置するアルミフレーム枠に、最初にフィルタを設置し、その上にエアチャンバーを設置し、その上から送風装置を設置する。

この発明によるファンフィルタユニットは、嵩張るエアチャンバーを互いに入り込む重ね合わせ構造にして、積層して積載効率を向上し、搬送・貯蔵することができる。ファンフィルタユニットの設置場所において、送風装置をエアチャンバーに対して、その上部に設けられている開口部にパッキンを介してパチン錠で気密に接続することで、容易に組み立てて設置することができる。

本発明によるファンフィルタユニットの一実施形態を示す構成図である。 図１に示すファンフィルタユニットのエアチャンバーを搬送するときの搬送状態を示す図である。 図１に示すファンフィルタユニットの組立てを説明する説明図である。 ファンフィルタユニットがクリーンルームに設置されている状態を示す図である。 従来のファンフィルタユニットとその積み立て状態を示す斜視図である。

図１は本発明によるファンフィルタユニットの一実施形態を示す構成図であり、（ａ）はファンフィルタユニットの平面図、（ｂ）はその正面図、そして（ｃ）はその側面図である。本発明に係るファンフィルタユニットは、図１に示すように、上側に配置され空気を吸入し加圧をする送風装置１と、空気の塵埃を除去する下側に配置されるフィルタ３と、送風装置１とフィルタ３を上下両側でそれぞれ接続し、送風装置１からフィルタ３に空気を供給するエアチャンバー２とを備えている。エアチャンバー２は、クリーンルーム天井面への設置まで、送風装置１とフィルタ３とに対して分割構造とされている。

送風装置１は、中央に配置されたモータ４と、モータ４によって回転され且つ送風用の羽根を備えた環状のファンランナ５と、当該モータ４の電気的保護を行う保護装置６とを備えている。エアチャンバー２は、断面台形形状になっており、送風装置１が取り付けられる上板部分には開口部８が設けられている。送風装置１とエアチャンバー２との接続は開口部８の周縁部分に設けられた複数個（図示の例では４個）のパチン錠７により行い、工具無しで接続することが可能である。

モータ４を電気的に駆動すると、ファンランナ５が回転し、ファンランナ５が誘起する上下方向の空気流れが外部からエアチャンバー２内へと流れ、エアチャンバー２内から更にフィルタ３を通って流れ、その際に、フィルタ３は空気中の塵埃を除去することができ、清浄な空気をクリーンルーム内に送風させることができる。

図２は、図１に示したファンフィルタユニットのエアチャンバー２の集積・搬送状態を示す図である。上記したように、エアチャンバー２は、縦断面で見て、断面が台形形状をした枠体であって、空洞部分が殆どを占めてはいるが互いに上下に入り込み可能な重ね合わせ構造となっている。エアチャンバー２の下部はフィルタ３を装着するために開放されている。図示の状態では、送風装置１を取り付ける前の状態であるので送風装置１などが突起物として存在していないことから、エアチャンバー２同士は、上下の隣り合うエアチャンバー２を互いに入れ子式に重ねることで積み重ねることが可能であり、嵩張を回避して集積性（積載効率）が高められている。例えば、４トントラックに積載する場合、エアチャンバー２を、１３３台、４０００ｋｇと最大積載量まで積載することが可能となる。このように、多数のエアチャンバー２を、効率的に搬送・貯蔵することができる。

図３は、図１に示すファンフィルタユニットの組立方法を示す。図４はファンフィルタユニットがクリーンルームに設置されている状態を示す図である。クリーンルームの天井面には縦横に配列された四角枠状のアルミフレーム９が設置されている。ファンフィルタユニットは、クリーンルームにおける天井設置場所において、最初に、フィルタ３がその周囲を当該各アルミフレーム９にパッキン２２を介して設置される。次に、エアチャンバー２がフィルタ３の上面に設置される。フィルタ３上面には下パッキン１１が予め貼り付けてあり、エアチャンバー２とフィルタ３との接合面はこの下パッキン１１によって気密が保たれている。次に、エアチャンバー２の上に送風装置１が搭載される。送風装置１のエアチャンバー２との接合面には上パッキン１２が予め貼り付けてあり、またエアチャンバー２と送風装置１の接合には開口部８に対してパチン錠７（図１参照）により行う。パチン錠７で上パッキン１２を締め付けることにより、エアチャンバー２と送風装置１の接合に気密を保つことができる。

このようにファンフィルタユニットをその構成部品に分割することにより、個々の部品（送風装置１、エアチャンバー２、及びフィルタ３）の重量は、幅７５０×長さ１５００（各単位ｍｍ）のサイズでは約１０ｋｇ程度となり、搬送からクリーンルーム天井面への設置までを一人の作業員で行うことができる。

ファンフィルタユニットのサイズは、クリーンルームでの清浄空気の必要風量、部屋の大きさにより変化する。従来のファンフィルタユニットの場合、エアチャンバー２と送風装置１が一体構造であったため、サイズ変更に伴う部品の設計作業が多くなっていた。本発明に係るファンフィルタユニットの場合、ファンフィルタユニットのサイズ変更はエアチャンバー２のサイズ変更のみとなり設計作業は少なくなる。

また、ファンフィルタユニットのサイズ変更は、エアチャンバー２のみの変更となるので、送風装置１のみを先行して製作することができ、送風装置１の在庫を持つことができる。よってファンフィルタユニットの短納期対応が可能となるという利点もある。

１ 送風装置 ２ エアチャンバー
３ フィルタ ４ モータ
５ ファンランナ ６ 保護装置
７ パチン錠 ８ 開口
９ アルミフレーム １０ フィルタの下流側パッキン
１１ 下パッキン １２ 上パッキン
２０ ファンフィルタユニット ２１ 上部補強材
２２ パッキン

Claims (1)

1. クリーンルームのアルミフレームに設定されるファンフィルタユニットが、送風装置、エアチャンバー、及びフィルタの３つの構成部品から成り、前記エアチャンバーが前記送風装置と前記フィルタとの間に挟まれる分割構造とし、前記エアチャンバー同士を重ねられるような構造にしたファンフィルタユニットであって、
   前記エアチャンバーは、縦断面が台形形状に形成された枠体構造を有し、該エアチャンバーの上部には前記送風装置を取り付ける開口部を備え、当該エアチャンバーの下部には前記フィルタを装着するために開放されており、
   前記送風装置は、前記エアチャンバーの前記開口部に対して、パチン錠によって上パッキンを介して気密を保って取り付けられ、前記上パッキンは前記送風装置側に予め取り付けられており、
   前記フィルタは、前記エアチャンバーの下部に対して、下パッキンを介して気密を保って取り付けられており、
   前記下パッキンは、前記フィルタ側に予め取り付けられていることにより、
   前記フィルタがクリーンルームの前記アルミフレームにパッキンを介して設置され、前記エアチャンバーが前記フィルタの上面に前記下パッキンを介して設置され、前記エアチャンバーの上に前記上パッキンを介して前記送風装置が搭載され、前記パチン錠で前記上パッキンを締め付けることにより、前記エアチャンバーとその上に搭載した送風装置の接合を気密に保つ
   ことを特徴とするファンフィルタユニット。
   
   

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