特許 6011853 ファンフィルタユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6011853

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】ファンフィルタユニット

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/42 20060101AFI20161006BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20161006BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   B01D46/42 Z

   F24F7/06 C

   F04D29/66 Q

【請求項の数】1

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-240983(P2012-240983)

(22)【出願日】2012年10月31日

(65)【公開番号】特開2014-91056(P2014-91056A)

(43)【公開日】2014年5月19日

【審査請求日】2015年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 弥

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 良延

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１１７４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９２０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９４４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９４４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１５９７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 ポリエステル繊維不織布を用いた吸音クサビの試作とその音響性能 Acoustic Characters of Absorption Wedge made by Polyester Nonwoven Fabric as Trial Case，日本音響学会研究発表会議講演論文集 秋ＩＩ

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ４６／４２

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

Ｆ２４Ｆ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送風ファンと、フィルタと、吸音材と、モータと、これらを収容するケーシングとを備え、前記ケーシング内に吸い込んだ空気を前記フィルタで清浄処理して前記ケーシング外に吹き出すファンフィルタユニットであって、
前記送風ファンの羽根車を翼型羽根で構成するとともに、
前記吸音材をポリエチレンテレフタレートで構成し、前記ケーシング内の風路における前記送風ファンからの風が当たる位置と、前記羽根車に近接して前記ケーシング内に配設された風向板の背後であって前記風路を塞がずに吸音できる位置とに設けたことを特徴とするファンフィルタユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、室内に清浄空気を供給するファンフィルタユニット（Ｆａｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ。以下、ＦＦＵということがある。）に関し、特にクリーンルームに設けられるＦＦＵに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造施設のようなクリーンルームにおいては、室内の空気を清浄するためにファンフィルタユニット（ＦＦＵ）を使用することがある（例えば、特許文献１および２を参照）。一般にＦＦＵは、送風ファンと、この送風ファンを回転するモータと、ガス吸着および除塵フィルタとを、直方体状のケーシング内に収容した構造となっており、クリーンルームなどに設置される。

【0003】

図５は、特許文献１のクリーンルームの横側面図を示したものである。図５に示すように、このクリーンルームは、上下２階で構成されており、室内１の上部にファンコイルユニット（Ｆａｎ Ｃｏｉｌ Ｕｎｉｔ。以下、ＦＣＵということがある。）２と、ＦＦＵ３とが配置されている。ＦＣＵ２は熱交換装置であり、室内１の空気を吸込んで冷暖房負荷を熱処理（熱除去）した空気を室内１に吹き出す。ＦＦＵ３は、室内１の空気を吸い込んで清浄処理した空気を室内１に吹き出す。ＦＦＵ３の吹き出し口には、図示しないＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタが設けてある。

【0004】

ＦＦＵ３は、ＦＣＵ２が吹き出した空気を吸い込むように配置される。ＦＦＵ３が吹き出した空気は、室内１の下部の床面４に到達した後、室内１の上部に向けて流れる。ＦＣＵ２は、ＦＦＵ３が吹き出して室内１の上部に流れた空気を吸い込んで、処理した空気をＦＦＵ３に向けて吹き出す。このように、特許文献１のクリーンルームでは、ＦＣＵ２で処理された空気をＦＦＵ３で処理し、２つの処理が行われた空気が室内１に吹き出されて室内１を循環する。室内１に２つの処理が行われた空気を適宜循環させるため、ＦＣＵ２とＦＦＵ３は、図６に示すように配置される。ここで、図６（ａ）は縦側面図であり、図６（ｂ）は平面図である。

【0005】

図６（ａ）の縦側面図に示すように、ＦＣＵ２はＦＦＵ３よりも上方に配置される。ＦＣＵ２は空気を下方から吸い込み、処理後の空気を側方または上方から吹き出す。ＦＦＵ３は、ＦＣＵ２が処理した空気を上方から吸い込み、処理後の空気を下方に吹き出す。また、図６（ｂ）の平面図に示すように、１つのＦＣＵ２に対応して４つのＦＦＵ３が配置され、ＦＣＵ２は、室内１に対して斜め４方に処理後の空気を吹き出す。

【0006】

図７は、特許文献２の空気清浄装置（ＦＦＵに相当）を示したものである。図７（ａ）の側断面図、図７（ｂ）の平断面図に示すように、この空気清浄装置は、羽根車５とこの羽根車５を回転させるモータ６を有するターボファンと、ターボファンの吸込口に空気を供給するベルマウス７と、このターボファンから吹き出された空気を清浄化するフィルタ８と、ターボファンから吹き出された空気を加圧してフィルタ８に導くハウジング９とを備える。

【0007】

ターボファンはハウジング１内に格納され、ハウジング１はモータ６を固定するとともに羽根車５から吹き出された空気をフィルタ８に供給するよう吹き出す開口部を有するモータベース９ａと、羽根車５に近接して配設された風向板９ｂとをその内部に備え、羽根車５は翼型形状羽根５ａを有するとともに流路抵抗を小さくするため羽根枚数が４枚以下に設定されている。

【0008】

図８は、このターボファンの羽根車の構成を示す斜視図である。図８に示すように、羽根車５は、翼型羽根５ａと、この翼型羽根５ａを保持する芯板５ｂおよび側板５ｃとを有している。翼型羽根５ａは芯板５ｂおよび側板５ｃの間に実質的に密着するよう、かしめ固定される。芯板５ｂおよび側板５ｃは翼型羽根５ａの先端の外接円の径より大きい外径を有するよう形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第４２７５９６９号公報

【特許文献2】特許第３７７４５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ところで、従来のファンフィルタユニットには、下記（１）、（２）のような問題があった。

【0011】

（１）羽根形状が平板の小型ファンを高速で回転させる場合には、ファン単体が発生する音が大きい。

【0012】

（２）騒音対策として一般に使用されるグラスウール吸音材は、発塵量、アウトガス量が多く、ファンフィルタユニットなどのクリーンルーム用機器に使用することは難しい。

【0013】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アウトガス量および発生音を抑制す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を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るファンフィルタユニットは、送風ファンと、フィルタと、吸音材と、モータと、これらを収容するケーシングとを備え、前記ケーシング内に吸い込んだ空気を前記フィルタで清浄処理して前記ケーシング外に吹き出すファンフィルタユニットであって、前記送風ファンの羽根車を翼型羽根で構成するとともに、前記吸音材をポリエチレンテレフタレートで構成し、前記ケーシング内の風路における前記送風ファンからの風が当たる位置と、前記羽根車に近接して前記ケーシング内に配設された風向板の背後であって前記風路を塞がずに吸音できる位置とに設けたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、送風ファンと、フィルタと、吸音材と、モータと、これらを収容するケーシングとを備え、前記ケーシング内に吸い込んだ空気を前記フィルタで清浄処理して前記ケーシング外に吹き出すファンフィルタユニットであって、前記送風ファンの羽根車を翼型羽根で構成するとともに、前記吸音材を低発塵性で低アウトガス性の材料で構成し、前記ケーシング内の風路における前記送風ファンからの風が当たる位置に設けている。このため、翼型羽根で構成した羽根車が気流の乱れを小さくし、送風ファンの発生音を抑制することができる。ここで、発生音をより抑制するために、翼型羽根のブレード幅を大きくし、低速で回転させることが好ましい。また、低発塵性で低アウトガス性の吸音材によって、ケーシング内の風路を塞ぐことなく、効率よく送風ファンの発生音を吸収することができる。したがって、発塵量、アウトガス量および発生音を抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本発明に係るファンフィルタユニットの実施例を示す側断面図である。

【図2】図２は、本発明に係るファンフィルタユニットの実施例を示す平断面図である。

【図3】図３は、本発明のファンフィルタユニットによるアウトガス発生量の測定結果の一例を示す図である。

【図4】図４は、本発明と従来のファンフィルタユニットによる騒音値を比較した一例を示す図である。

【図5】図５は、従来のクリーンルームの一例を示す横側面図である。

【図6】図６は、従来のクリーンルームの一例を示す図であり、（ａ）は縦側面図、（ｂ）は平面図である。

【図7】図７は、従来のファンフィルタユニットの一例を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平断面図である。

【図8】図８は、図７のターボファンの羽根車の構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明に係るファンフィルタユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記の説明では、本発明に係るファンフィルタユニットをクリーンルームの上部空間に設けて使用する場合を例にとり説明するが、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

【0019】

図１および図２に示すように、本発明に係るファンフィルタユニット１０は、羽根車１２とこの羽根車１２を回転させるモータ１４を有する送風ファン１６と、送風ファン１６の吸込口１８に空気を供給するベルマウス２０と、この送風ファン１６から吹き出された空気を清浄化するＨＥＰＡフィルタ２２と、送風ファン１６から吹き出された空気をフィルタ２２に導くケーシング２４とを備える。

【0020】

ケーシング２４は、モータ１４を固定するモータベース２６と、羽根車１２に近接して配設された風向板２８とをその内部に備える。また、ケーシング２４はフィルタ２２を通過した空気を外部に吹き出すための吹出口３０を有している。

【0021】

羽根車１２は、翼型羽根１２ａと、この翼型羽根１２ａを保持する芯板３２および側板３４とを有している。翼型羽根１２ａは、芯板３２および側板３４の間に密着するよう、かしめ等の手段により固定されている。なお、図の例では翼型羽根１２ａの枚数が７枚の場合を示しているが、これに限るものではない。また、芯板３２および側板３４は、翼型羽根１２ａの先端の外接円の径より大きい外径を有するよう形成される。

【0022】

本発明のファンフィルタユニット１０は、低発塵性で低アウトガス性の吸音材３６をさらに有している。吸音材３６は、ケーシング２４内の風路を塞がずに、効率よく送風ファン１６の発生音を吸収可能な位置に設けることが望ましい。ここで、風方向と音が伝わる方向が同じであると考えた場合には、風路内の風下側へ吸音材３６を設置すれば、発生音を効率よく吸収することができる。本実施の形態では、吸音材３６は、風路３８における送風ファン１２からの風が当たる位置４０と、風路３８を塞がずに吸音できる位置（風向板２８の背後）とに設けている。吸音材３６を構成する材料としては、アウトガス発生量および発塵量がグラスウールよりも少ないポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる不織布を用いることができる。

【0023】

次に、本発明に係るファンフィルタユニットにより得られる効果について、図３および図４を参照しながら説明する。

【0024】

図３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる吸音材の供試体（寸法６０ｍｍ×６０ｍｍ×５０ｍｍ）のアウトガス発生量の測定結果を例示したものである。図３に示されるように、測定開始時および一週間後に測定された有機ガスのアウトガス発生量は検出下限値以下（０．０７μｇＣ／Ｌ／ｈ以下）、シリコン吸着物質のアウトガス発生量は検出下限値以下（０．０１μｇＣ／Ｌ／ｈ以下）であった。また、アンモニアも０．０１μｇ／Ｌ／ｈと非常に少ない量であった。したがって、本発明のファンフィルタユニットに、こうした吸音材を用いれば、発塵量、アウトガス量を効果的に抑制することができる。

【0025】

図４は、図５に示すようなクリーンルームにおけるファンフィルタユニットの騒音値について、本発明と従来品とで比較した一例を示したものである。ここで、従来品のファンフィルタユニットは、平板形状の羽根からなる小型のファンを高速で回転するタイプである。また、各騒音値は、図５のＦＣＵ２の吸込口下１ｍの位置での観測値である。図４に示すように、本発明による騒音値は、従来品の騒音値に比べてＡ特性オーバーオール値で約１０ｄＢ低減することが判る。

【0026】

したがって、本発明によれば、翼型羽根で構成した羽根車が気流の乱れを小さくし、送風ファンの発生音を抑制することができる。ここで、発生音をより抑制するために、翼型羽根のブレード幅を大きくし、低速で回転させることが好ましい。また、低発塵性で低アウトガス性の吸音材によって、ケーシング内の風路を塞ぐことなく、効率よく送風ファンの発生音を吸収することができる。このため、発塵量、アウトガス量および発生音を抑制することができる。

【0027】

ところで、上記の実施の形態において、ファンフィルタユニット１０の吹出口３０には、特許文献１に示されるように、パンチングメタルまたはメッシュなどからなる拡散部材を設けてもよい。拡散部材の周囲は、全体の開孔率より小さい開孔率のパンチングメタルを使用し、これによりフィルタ周辺の開口より斜め方向の気流を作りフィルタ下部に広い分布の清浄域を作る。拡散部材は、支持体を介してファンフィルタユニット１０の吹出口３０に取り付け可能である。

【0028】

このように、ファンフィルタユニット１０の吹出口３０に拡散部材を設けることにより、ファンフィルタユニット１０の室内における設置高さに応じて吹き出す空気の風速を抑えたり、フィルタ下の気流分布を調整することが可能である。また、吹出口に設けてあるフィルタの表面を保護することが可能である。

【0029】

以上説明したように、本発明によれば、送風ファンと、フィルタと、吸音材と、モータと、これらを収容するケーシングとを備え、前記ケーシング内に吸い込んだ空気を前記フィルタで清浄処理して前記ケーシング外に吹き出すファンフィルタユニットであって、前記送風ファンの羽根車を翼型羽根で構成するとともに、前記吸音材を低発塵性で低アウトガス性の材料で構成し、前記ケーシング内の風路における前記送風ファンからの風が当たる位置に設けている。このため、翼型羽根で構成した羽根車が気流の乱れを小さくし、送風ファンの発生音を抑制することができる。ここで、発生音をより抑制するために、翼型羽根のブレード幅を大きくし、低速で回転させることが好ましい。また、低発塵性で低アウトガス性の吸音材によって、ケーシング内の風路を塞ぐことなく、効率よく送風ファンの発生音を吸収することができる。したがって、発塵量、アウトガス量および発生音を抑制することができる。

【産業上の利用可能性】

【0030】

以上のように、本発明に係るファンフィルタユニットは、半導体製造施設などのクリーンルームに設けられるファンフィルタユニットに有用であり、特に、ファンフィルタユニット内部からの発塵量、アウトガス量および発生音を抑制するのに適している。

【符号の説明】

【0031】

１０ ファンフィルタユニット
１２ 羽根車
１２ａ 翼型羽根
１４ モータ
１６ 送風ファン
１８ 吸込口
２０ ベルマウス
２２ フィルタ
２４ ケーシング
２６ モータベース
２８ 風向板
３０ 吹出口
３２ 芯板
３４ 側板
３６ 吸音材
３８ 風路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】