JP5386830B2 - ファンフィルターユニット - Google Patents

Description

本発明は、半導体やＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造工場において清浄度を管理するクリーンルーム、クリーン搬送路、半導体製造装置、ＦＰＤ製造装置に設置さ
れるファンフィルターユニットの吹出面温度分布に関する。

従来、この種のファンフィルターユニットの吹出面温度分布を改善する場合、冷却用のエアーを用いてモーターの発熱を排熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、そのファンフィルターユニットについて図１１を参照しながら説明する。

図に示すようにファン１０２、モーター１０３、チャンバー１０４、フィルター１０７から構成されるファンフィルターユニット１０１内のモーター１０３は格納ケース１０６に収納され、ファンユニットの送風経路から完全に遮断されている。また、格納ケースには冷却用のエアーを流すための冷却管１０５と冷却後のエアーを排出するための排気ファンユニット１０８を設置する構成としている。

特開２００１−１５３４１６号公報

このように従来のファンフィルターユニットには、冷却用のエアー、エアーの供給装置、エアー配管、モーター発熱と排熱の熱交換機構部、エアーの排出装置など多数の装置が必要となり、ファンフィルターユニットが大きくなり費用がかかるという課題があり、簡易な装置で吹出面の温度分布ムラの改善が要求されている。

本発明は、このような従来からの課題を解決するものであり、ファンフィルターユニットに簡易な部材を取付けることにより、吹出面の温度分布改善した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、
箱型形状のチャンバー上部に吸い込み部、下部に吹き出し部を有し、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ーを取付けたファンフィルターユニットにおいて、
前記チャンバーと前記フィルターとの間を仕切るように多孔板を取付け、この多孔板は、モーターの直下の部分にはモーターの投影面積より大きく多孔を設けない遮断部を設けた構造をしたものである。この手段により、モーターからの発熱が遮断部での遮熱されることと多孔板上で拡散されることより吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

また、他の手段は、前記多孔板の遮断部は、逆椀状に盛り上がった構造をしたものである。この手段により、モーターからの発熱が遮断部での遮熱されることと多孔板上で拡散されることより吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

また、他の手段は、前記多孔板とフィルターろ材の間、及び、前記多孔板と前記チャンバーの天板との間に空間を設けた構造をしたものである。この手段により、モーターからの発熱が多孔板上で拡散とフィルター内の空間にて拡散され吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

また、他の手段は、前記チャンバーの内側壁面に複数の固定具を設け、前記多孔板は、チャンバーの吹出し口よりも小さい面積であって、前記固定具によってチャンバー内にチャンバー内側壁面との間に隙間を設けて取り付けられたものである。この手段により、モーターからの発熱が多孔板上で拡散され吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

本発明によれば、モーターからの発熱が遮断部にて遮断されることにより吹出側の中央部のみ温度が上昇することを抑制するという効果があるファンフィルターユニットを提供出来る。

また、モーターからの発熱が多孔板にて拡散されることにより、吹出側の中央部のみ温度が上昇することを抑制するという効果があるファンフィルターユニットを提供出来る。

また、モーターからの発熱が一つの部材で遮熱と拡散の効果を有することが出来、吹出側の中央部のみ温度が上昇することを抑制するという効果があるファンフィルターユニットを提供出来る。

本発明の参考例１のファンフィルターユニットを示す断面図 同、端部を曲げた遮熱板を用いたファンフィルターユニットの断面図 同、断熱材を貼り付けた遮熱板を用いたファンフィルターユニットの断面図 本発明の実施の形態１のファンフィルターユニットの断面図 （ａ）同、多孔板の周囲に隙間を設けたファンフィルターユニットの平面断面図、（ｂ）断面図 同、多孔板とフィルターろ材との距離と温度分布との関係を示すグラフ 本発明の実施の形態１のファンフィルターユニットの断面図 （ａ）同、多孔板に遮断部を設けたファンフィルターユニットの平面断面図、（ｂ）断面図 （ａ）同、多孔板に逆椀状部を設けたファンフィルターユニットの平面断面図、（ｂ）断面図 本発明の実施の形態２のファンフィルターユニットの断面図 従来のファンフィルターユニットを示す図

本発明の請求項１記載の発明は、箱型形状のチャンバー上部に吸い込み部、下部に吹き出し部を有し、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ーを取付けたファンフィルターユニットにおいて、前記チャンバーと前記フィルターとの間を仕切るように多孔板を取付け、この多孔板は、モーターの直下の部分にはモーターの投影面積より大きく円形に多孔を開口しない遮断部を設けたことにより、遮断部は、モーター本体からの発熱がチャンバー内の気流によりファンユニットの吹出側へ移動する際にモーター本体からの発熱を遮熱することに加え、金属製の多孔板の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散される効果が高まり、吹出側中央部の温度上昇を抑制する作用を有している。

また、前記多孔板の遮断部は、逆椀状に盛り上がったことにより、遮断部は、発熱を遮熱する効果を高めることに加え、金属製の多孔板の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散される効果が高まり、吹出側中央部の温度上昇を抑制する作用を有している。

また、他の手段は、前記フィルター上部に取付けた多孔板とフィルターろ材の間、及び
、前記多孔板と前記チャンバーの天板との間に空間を設けた構造をしたものである。この手段により、モーター本体からの発熱がチャンバー内の気流によりファンユニットの吹出側へ移動する際に金属製の多孔板の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散されるために吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制するという作用を有する。また、多孔板とフィルターろ材との間に空間によって熱拡散が一層高まるという作用を有する。

また、他の手段は、前記チャンバーの内側壁面に複数の固定具を設け、前記多孔板は、チャンバーの吹出し口よりも小さい面積であって、前記固定具によってチャンバー内にチャンバー内側壁面との間に隙間を設けて取り付けられたものである。すなわち、前記多孔板の外形は、チャンバーの吹出側開口部より小さくし、チャンバーの周辺部と金属製の多孔板との間には、チャンバー吹出側開口部の隙間がある構造とする。

このような構造によれば、モーター本体からの発熱がチャンバー内の気流によりファンユニットの吹出側へ移動する際にチャンバー吹出側開口部の隙間があるために静圧の低い周辺部への気流が促進されることにより、金属製の多孔板の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散される効果が非常に高まり、吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制す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。

（参考例１）
本参考例によるファンフィルターユニットは、図１に示すように、箱型形状のチャンバー５上部に吸い込み部１を有し、ファン２とモーター３からなるファンユニット４を前記チャンバー５に内蔵し、このファンユニット４の吹出側にフィルター６を取付けて構成される。前記モーター３はモーターサポート７によってチャンバーに固定され、モーターサポート７にはモーター底部を覆い隠すように金属製の平板形状の遮熱板８が取付けられる。

上記構成において、その作用を説明する。モーター３を駆動すると、ファン２の回転により吸い込み部１から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、チャンバー５内に拡がった後、フィルター６を通過してファンフィルターユニットから吹き出す。このとき、モーター３本体からの発熱は、チャンバー５内の気流がファンユニット４の吹出側へ移動する際に遮熱板８によってチャンバー５の周辺部に移動することになり、吹出側中央部の温度上昇を抑制することが出来る。さらに、遮熱板８はモーター３の底部と吹出し側とを分断し、輻射熱が吹出し側に到達することを防止する効果もある。

また、図２に示すのは、前記遮熱板８の端部を吸込側に折り曲げたものである（曲げ端部９）。

このような構造によれば、モーター３本体からの発熱を遮熱することに加え、遮熱板８に伝導された熱が曲げ端部９により、吹出側周辺部への熱移動を助長し、中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

また、図３に示すように、前記遮熱板８のモーター３底部側とフィルター６側に断熱材１０を貼り付けた構造としてもよい。

このような構造によれば、モーター３本体からの発熱を断熱材１０により遮熱効果を高め、熱が徐々に伝導されることにより中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態によるファンフィルターユニットは、図４、あるいは図７に示すように、箱型形状のチャンバー５上部に吸い込み部１を有し、ファン２とモーター３からなるファンユニット４を前記チャンバー５に内蔵し、このファンユニット４の吹出側にフィルター６を取付けて構成される。箱型形状のチャンバー５とフィルター６間には、金属製の多孔板１１を挟み込むように取付ける。

このような構成によれば、モーター３本体からの発熱がチャンバー５内の気流によりファンユニット４の吹出側へ移動する際に多孔板１１の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散されるため、吹出側中央部の温度上昇を抑制することが出来る。

また、多孔板１１の材質は、実験によると鉄製（熱伝導率８４Ｗ／ｍｋ）より熱伝導率の高いアルミニウム製（熱伝導率２３７Ｗ／ｍｋ）の方が温度分布改善の効果があり有効である。更にアルミニウムより熱伝導率の高い銅製（熱伝導率３９０Ｗ／ｍｋ）を使用してもよい。

また、図４に示すようにフィルター６上部に取付けた多孔板１１とフィルターろ材６ａとの間に空間ｈを設けることにより熱拡散効果が一層高まることが出来る。

また、図５では、チャンバー５の内壁面に複数のＬ字アングル１２を設け、このＬ字アングル１２によって多孔板１１を固定する。多孔板１１の外形は、チャンバー５の吹出側開口部より小さくしてある。また、Ｌ字アングル１２はチャンバー５の各辺中央部にのみ設け、四隅にはチャンバー５との隙間５ａを設けている。

このような構成によれば、モーター３本体からの発熱がチャンバー５内の気流によりファンユニット４の吹出側へ移動する際に、多孔板１１の周囲に設けられた隙間５ａがあるために静圧の低い周辺部への気流が促進されることになる。このため、多孔板１１の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散される効果が非常に高まり、吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

また、図６では、フィルター６の上面と多孔板１１との距離（ｄ）と周縁部と中心部との温度差（Δｔ）を測定し、その結果を示した。このグラフでわかるように、Ｌ字アングル１２の固定位置、すなわち、フィルター６の上面と多孔板１１との距離は、０〜１５ｍｍの位置において、温度ムラが小さく、特に取付位置がチャンバー５の下部から１０ｍｍの位置が最も有効であることがわかった。

また、図８に示すように多孔板１１は、モーター３の直下の部分にモーター３底部の投影面積より大きく円形に多孔を設けない部分（遮断部１１ａ）を設けてもよい。

このような構造によれば、遮断部１１ａは、モーター３本体からの発熱がチャンバー５内の気流によりファンユニット４の吹出側へ移動する際にモーター３本体からの発熱を遮熱することに加え、多孔板１１の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散される効果が高まり、吹出側中央部の温度上昇を抑制することが出来る。また、一つの部材で遮熱と熱拡散の効果を有することが出来る。

図９に示す多孔板１１は、モーター３直下の部分に円形に多孔を開口せず、逆椀状に盛り上がった形状（逆椀状部１１ｂ）設けたものである。

このような構造によれば、モーター３本体からの発熱がチャンバー５内の気流によりファンユニット４の吹出側へ移動する際にモーター３底面近くに逆椀状部１１ｂが配置され
るために遮熱効果を高めることに加え、金属製の多孔板１１の平面上に沿って周辺部まで熱が拡散される効果が高まり、吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。また、一つの部材で遮熱と熱拡散の効果を有することが出来る。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態によるファンフィルターユニットは、図１０に示すように、箱型形状のチャンバー５上部に吸い込み部１を有し、ファン２とモーター３からなるファンユニット４をチャンバー５に内蔵し、このファンユニット４の吹出側にフィルター６を取付けて構成される。モーター３はモーターサポート７によってチャンバーに固定され、モーターサポート７にモーター３底部を覆い隠すように金属製の平板形状の遮熱板８を取付ける。箱型形状のチャンバー５とフィルター６間には、多孔板１１を挟み込むように取付ける。遮熱板８と多孔板１１の取付距離を離す構造にすることにより、モーター３本体からの発熱は、チャンバー５内の気流がファンユニットの吹出側へ移動する際に遮熱板８によってチャンバー５の周辺部に移動し、遮熱板８と多孔板１１の間にある空間で拡散され、多孔板の熱拡散効果が一層高められ、吹出側中央部のみ温度上昇することを抑制することが出来る。

また、前記遮熱板８の端部を吸込側に折り曲げた（曲げ端部９）構造及び遮熱板８のモーター３底部側とフィルター６側に断熱材１０を貼り付けた構造としてもよい。

また、多孔板１１は、チャンバー５内壁面に取付けたＬ字アングルに固定した構造、チャンバー５とフィルター６とによって挟み込む構造、フィルター６上部に取付けた構造のいすれの構造としてもよい。

本発明は、半導体製造工場、ＦＰＤ製造工場、太陽電池製造工場及び食品、医療関連などの生産現場において清浄度管理が要求されるクリーンルーム、クリーン搬送路及び関連装置内などに設置されるファンフィルターユニットに関するものが有用である。

１ 吸い込み部
２ ファン
３ モーター
４ ファンユニット
５ チャンバー
５ａ 隙間
６ フィルター
６ａ フィルターろ材
７ モーターサポート
８ 遮熱板
９ 曲げ端部
１０ 断熱材
１１ 多孔板
１１ａ 遮断部
１１ｂ 逆椀状部
１２ Ｌ字アングル

Claims (4)

1. 箱型形状のチャンバー上部に吸い込み部、下部に吹き出し部を有し、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ーを取付けたファンフィルターユニットにおいて、
   前記チャンバーと前記フィルターとの間を仕切るように多孔板を取付け、
   この多孔板は、モーターの直下の部分にはモーターの投影面積より大きく多孔を設けない遮断部を設けたファンフィルターユニット。
2. 前記多孔板の遮断部は、逆椀状にモーター側に盛り上がった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。
3. 前記多孔板とフィルターろ材の間、及び、前記多孔板と前記チャンバーの天板との間に空間を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のファンフィルターユニット。
4. 前記チャンバーの内側壁面に複数の固定具を設け、前記多孔板は、チャンバーの吹出し口よりも小さい面積であって、前記固定具によってチャンバー内にチャンバー内側壁面との間に隙間を設けて取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載のファンフィルターユニット。
   

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