JP3798981B2 - ファンユニットにおける騒音最小化装置 - Google Patents

Description

【０００１】
この発明は、ファン、エアブロワー等のような空気移送デバイスからの騒音を最小化するための装置に関する。特に、この発明は、フィルターとともに用いられるファンユニットに関する。
【０００２】
近代の生産および/または試験設備において出力製品の品質を保証するために大気中の多数の粒子を制御することが普通である。ウエハ用ダイ、コンパクトディスクまたはメモリーディスク用ドライブであれ、それらのために有効なファンフィルターユニットは、クリーンルーム内における粒子含有量を受け入れ可能な水準に保つためのみならず、クリーンルーム内の作業員のために、空気を循環させて快適な作業環境を維持するためにも、必要とされる。
【０００３】
しかしながら、そのようなパワフルなフィルターユニットは過剰な騒音を創り出す。騒音を低下するためにファンフィルターユニットまたはその内部への導管に沿うラインに遮音材を使用することが知られる。しかしながら、時間の経過にしたがって、粒子やファイバーが遮音材料の表面から脱落してクリーンルームを汚染する。
【０００４】
ファンフィルターの騒音と関連する問題は、特に多層に亘って水が組み合わされるプラント(multi-story water fabrication plant)のような閉鎖空間または室内においては、悪化する。閉鎖空間によって、この発明は、天井の高さが３メートルよりも低い点について考察する。低い天井は、ファンフィルターからの騒音が特に顕在化する原因となる。
【０００５】
これまでに、ファンフィルターからの騒音を最小化する装置は当出願人によってＷＯ９９／１１９８４号において示唆されている。しかしながら、この以前の設計になるＳ字状のバッフルは、この設計を、予め決められた方向、すなわち、時計方向か、反時計方向か、いずれか一方で回転するファンと一緒に用いることが可能なだけである。
【０００６】
この発明は、ユニットに起因する汚染を増大することなく、ファンユニットに関連する騒音を減少するという上記の問題に取り組むことを試みる。この発明はまた、そのようなファンユニットの動力効率の増大を試みる。この発明はまたファンが時計方向、反時計方向のいずれの方向に回転するかには関係なく使用することができる。
【０００７】
この発明は、１つの空気流の平面内において、空気を複数の方向に吹き出す形態をなすファンブロワーと、前記空気流の平面内において空気流を２つの案内部材の間に案内する前記ファンの反対両側に配置される一対の案内部材とからなるファンユニットを提供し、各案内部材は、前記ファンを収容するために前記ファンと対向するインデントを備え、各案内部材は、空気流の面に垂直な対称面を中心に対称であり、ファンとインデントを通過するように形成され、上部および下部のバッフルは、案内部材の各端部において、空気をユニットの外に方向付け、両バッフルは、上部バッフルの真下の下部バッフルと一緒に空気流の平面の方向に垂直に配列され、両バッフルは、バッフル同士の間の距離がファンから遠ざかる方向に減少するように、互いに傾斜する。
【０００８】
ファンに対する各案内部材の対称な形は、案内部材を、ファンの回転方向には無関係に用いることを可能にする。
【０００９】
インデントに加えて、案内部材は、インデントの両側に突出部を備えることが好ましく、これらの突出部は、反対側にある案内部材に向かって延出する。したがって、各案内部材は実質的に、「Ｗ」型の形状を呈する。好ましくは、前記案内部材は、インデント部において滑らかに遷移する輪郭を備え、突出部において前記の輪郭を具備することが更に好ましい。しかしながら、騒音減少特性は、直線的なセクションを備える案内部材を使用しても、部分的には達成することができる。
【００１０】
案内部材の形態は、ファンユニットから騒音を減少させる。案内部材の形態は、同時にまた、ユニット内を循環する空気の速度を増大する。したがって、同じ循環空気速度を達成するために、ファンを駆動するために小さな動力を使用することができるより効率的なファンユニットがもたらされる。
【００１１】
ファンフィルターユニット内の空気は、２つの案内部材の間を移動する。バッフルは、空気をファンからファンユニットの外に指向させるために設けられる。
【００１２】
案内部材の各端部に１対のバッフルが存在する。上部バッフルと下部バッフルとが存在し、下部バッフルは上部バッフルの真下にある。垂直方向は、ファンから吹き出される空気の平面に直角な方向を意味する。これらのバッフルは、バッフル間の距離が、ファンから遠ざかる方向に向かって減少するように、互いに対し傾斜することが好ましい。好ましくは、上部バッフルが、空気面の方向に対して少なくとも４０度、最大６０度の角度で配置されることが好ましい。両上部バッフルが空気流の平面に対して約４５度をなして設けられることがより好ましい。
【００１３】
下部バッフルは、空気流の平面に対して、少なくとも５度、最大１５度、より好ましくは約１０度の角度をなして設けられる。
【００１４】
バッフルは、空気が案内部材を離れると上部バッフルによって反射されて下部バッフルに至るように配置され、下部バッフルは、空気を導出口から外に向けるように配置される。
【００１５】
ファンユニットは、好ましくは、ベースプレートを有するハウジングと、ベースプレートの上方に設けられる上部ハウジングを有し、ファンと案内部材は、上部ハウジングと下部ベースプレートの間に位置し、前記ユニットは、上部ハウジングと一体化することができる側部セクションを有する。この側部セクションは、バッフルが側部セクションと案内部材の両端部の間に存在するように、案内部材の反対側両端部に配置される。
【００１６】
上記の構造において、ベースプレートは好ましくは、ハウジングに対し、ベースプレートと上部ハウジングの上部面との間の分離が、側部セクションがハウジングの上面から突出する距離よりも小さいように配置される。側部セクションとベースプレートの間には、ファンユニットの導出口を形成するための間隙が存在する。ハウジングの側部セクションとベースプレートの間の間隙は、理想的には、この間隙内に下部バッフルの少なくとも一部を充分に収容できる大きさである。
【００１７】
この発明のファンユニットは、第一義的にはクリーンルームに使用することを意図する。したがって、ユニットはフィルターを備えることが好ましい。一般にこのフィルターは、ユニットの下部プレートの下側に設けられる。
【００１８】
この発明の案内部材および／またはバッフルは、好ましくは、硬質材料から、より好ましくは金属から製造される。この案内部材および／またはバッフルは穿孔を施しても差し支えない。
【００１９】
以下の非限定的な具体例を参照しつつ、この発明を説明する。
【００２０】
図１は、ファンフィルターユニットの分解図である。分かり易くするために、フィルターは図示されない。回転可能なファンブロワー１２は、ベースプレート１４に配置される。ファンブロワー１２の装着プレート２０は、ファンブロワー１２に対しベースプレート１４の反対側に配置される。
【００２１】
ファンブロワー１２は、ベースプレート１４、上部ハウジング１６および端部セクション２２から形成されるハウジング内に配置される。上部ハウジング１６は、中心に位置する導入口１８を有する。したがって、使用時には導入口がブロワー１２の上方にある。ファンブロワー１２は、従来型のブロワーである。それは、ファンブロワー１２に対して、ベースプレート１４の反対側に配置される(図示しない)モーターによって回転される構造である。ファンブロワーが回転するにつれて、空気が導入口１８を通して吸引され、ファンブロワー１２の回転接線方向に吹き出される。
【００２２】
ファンブロワーはまた、ファンブロワー１２の両側に位置を占め、ファンブロワー１２からの吹き出し空気流の範囲内に配置された案内部材２４Ａ、２４Ｂを備える。各案内部材は、インデント２５Ａ、２５Ｂを備え、これらは、案内部材が定位置にあるときファンブロワー１２の外形を収容する。インデントの両側には、突出部２７Ａ、２７Ｂが存在する。各突出部は反対側にある案内部材２４に向かって延出する。
【００２３】
上側バッフル２６Ａ、２６Ｂおよび下側バッフルは、ファンブロワー１２／案内部材２４Ａおよび２４Ｂ、および、端部セクション２２の間に配置される。
【００２４】
案内部材２４Ａ、２４Ｂは、これらの間の距離がファンブロワーから離れるにしたがって突出部２７Ａ、２７Ｂまでは減少し、その後は増加するように互いに対して傾斜する。案内部材は大体Ｖ状構造を形成し、この場合Ｖの頂点は、端部セクション２２に向かう。
【００２５】
図２は、図１のファンフィルター内部における空気流の方向を示す。前に説明したように、空気は、ファンブロワー１２の回転によって、導入口１８を通して吸引される。ファンブロワーは、ベースプレート１４の面に配置される。ファンブロワーの回転は、空気をファンブロワーからバッフル２６Ａ、２６Ｂおよび２８Ａ、２８Ｂへと強制移動させる。バッフルの方向は、ベースプレートの面に配置されたブロワーから移送した空気を反転して、ベースプレート１４の真下に配置された導出口１９から移動する。空気は次いで、開口１９の直下に配置されたフィルター３２を通過して移動する。
【００２６】
図３は、図１および図２の構造を有するファンフィルターユニットの平面図である。ファンブロワー１２が、案内部材２４Ａ、２４Ｂの間に配置され、案内部材２４Ａ、２４Ｂのインデント２５Ａ、２５Ｂの内部に収容される。反対側の案内部材における補助突出部に向かって延出する突出部２７Ａおよび２７Ｂの外形にも注目すべきである。
【００２７】
案内部材２４Ａ、２４Ｂは、(点線で示す)ファンブロワー１２から吹き出された空気を収容して、空気流を最小の乱流とともにバッフル２６、２８に向かって案内するような構造をなす。これは頂面図であるので下部のバッフル２８は明確には示されていない。
【００２８】
上部のバッフル２６は、ブロワー１２から吹き出された空気の平面に対して約４５度の角度をなして配置されており、案内部材２４からの空気を拡散させる。下部のバッフル２８は、空気流の面に対し約１０度の角度で配置され、空気流をベースプレート１４の下方へと再度方向を変換する。
【００２９】
図３の平面図は、両インデントの中心とファンの中心とを横断する１つの軸と、ファンの中心とバッフル２６、２８の中心を通過する１つの軸との両軸を中心に対称である。この対称な配置は、いずれの方向にも回転することができるファンを収容することを可能にする。
【００３０】
図４と図５は、ファンユニットからの成果を示す。図５は、ファンユニット内の１５の異なるポイントにピて測定された平均空気速度をプロットしたものを示す。ファンユニット内の１５の位置は図４に示される。
【００３１】
空気案内部材とバッフルが存在するときは、極めて卓越した成果がもたらされることがわかる。このように、この発明は、ファンに対する同じ大きさの駆動力で、空気の増大された循環作用をもたらす大きな空気の速度を提供することが可能になる。したがって、この発明は、先行技術のそれに較べて相当なエネルギー上の利点を提供する。
【００３２】
図５はまた、ファンから１メートル離間した点において、空気案内部材とバッフルを備えたファンフィルターと、これらを備えていないファンフィルターについて、デシベルで測定された騒音の水準をも示す。空気案内部材とバッフルとが存在する場合には、騒音が大いに減少することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の具体例の右側の分解斜視正面図。
【図２】 図１の具体例の前部の断面正面図。
【図３】 図２のA‐A断面の頂部平面正面図。
【図４】 空気流の速度が図５のために測定されたファンフィルターユニット内の位置を示す。
【図５】 平均の空気流速度と、異なる空気流状態のために(mmＡqで測定した)外側の静圧範囲に亘るこの発明を備える場合と備えない場合のファンフィルターユニットの騒音水準とを比較した表。

Claims (24)

1. 下記の(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)からなるファンユニット。
   (ａ)空気流の平面内における複数の方向に空気を吹き出す構造のファンブロワー、
   (ｂ)前記空気流の平面内において前記ファンブロワーの反対方向両側に配置され、空気流を２つの案内部材の間に案内する１対の案内部材であって、各案内部材は、前記ファンと対向するインデントを備え、前記ファンを収容する、
   (ｃ)各案内部材は、空気流の面と直交する対称面を中心として対称であり、前記対称面は、ファンの中心と、インデントの少なくとも１つの中心との両中心を通過して形成される、
   (ｄ)上部バッフルは、案内部材の各端部において、空気をユニットの外に方向付け、上部バッフルは、空気流の平面の方向に垂直に配列されて、傾斜している、
2. 第１の案内手段は、各端部に下部バッフルを有しており、下部バッフルは、上部バッフルと下部バッフルの間の距離が、ファンから遠ざかる方向に減少するように傾斜している請求項１記載のファンユニット。
3. 第２の案内手段は、各端部に下部バッフルを有しており、下部バッフルは、上部バッフルと下部バッフルの間の距離が、ファンから遠ざかる方向に減少するように傾斜している請求項１記載のファンユニット。
4. 各案内部材は、各案内部材におけるインデントの両側に突出部が存在し、各突出部は対向する案内部材に向かって延出するように形成されるので、各案内部材は実質的に「Ｗ」字の形状を備える請求項１〜３のいずれか１記載のファンユニット。
5. 案内部材は、その突出部に滑らかに遷移する輪郭を備える請求項４記載のファンユニット。
6. 案内部材は、インデントに滑らかに遷移する輪郭を備えている請求項１〜５のいずれか１記載のファンユニット。
7. 案内部材は、ファンの両側において互いに対し対称に配置されている請求項１〜６のいずれか１記載のファンユニット。
8. 案内部材は、硬質の材料を備える請求項１〜７のいずれか１記載のファンユニット。
9. バッフルは、穿孔を施した材料を有する請求項１〜８のいずれか１記載のファンユニット。
10. 前記上部バッフルは、空気流の平面に対して４０度から６０度をなして配置されている請求項１〜９のいずれか１記載のファンユニット。
11. 前記上部バッフルは、空気流の平面に対して４５度の角度をなして配置されている請求項１０記載のファンユニット。
12. 下部バッフルは、空気流の平面に対して５度から１５度の角度をなして配置されている請求項２〜１１のいずれか１記載のファンユニット。
13. 下部バッフルは、空気流の平面に対して１０度の角度をなして配置されている請求項１２記載のファンユニット。
14. ファンと案内部材は、ベースプレート面に配置されている請求項１〜１３のいずれか１記載のファンユニット。
15. ユニットは更に、空気をファン内に吸引する導入口を備える前記ベースプレートに接合された上部ハウジングと、ファンを閉鎖するための側部セクションとを有し、
    空気導出口は、ベースプレートと側部セクションの間の間隙によって形成される請求項１４記載のファンユニット。
16. 下部バッフルは、少なくと部分的に、側部セクションとベースプレートの間の間隙内に配置されている請求項１５記載のファンユニット。
17. フィルターを有する請求項１〜１６のいずれか１記載のファンユニット。
18. 一対の案内部材は、ブロワーを時計方向にも反時計方向にも回転することが可能である請求項１記載のファンユニット。
19. 下記の(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)(ｅ)からなるファンユニット。
    (ａ)空気流の平面内における複数の方向に空気を吹き出すブロワー手段、
    (ｂ)空気流を最小の乱流とともに案内手段の間に案内するために、空気流の平面内においてブロワー手段の反対方向両側に配置されている少なくとも２つの案内手段、
    (ｃ)形成されている各案内手段は、ブロワー手段を収容するための収容領域を提供する、
    (ｄ)各案内手段は、ファンユニットがどちらの方向にも回転するブロワーユニットを使用することを可能にするために対称である、
    (ｅ)案内手段から空気を収容して拡散するために、案内手段の外端部にある傾斜したバッフルであって、前記バッフルは、空気流の平面と直交する、
20. 傾斜したバッフル手段は、上部傾斜角をなして配置された上部バッフルを含む請求項１９記載のファンユニット。
21. 傾斜したバッフル手段は、下部傾斜角をなして配置された下部バッフルを含む請求項１９または２０記載のファンユニット。
22. 請求項２０に付属する場合には、上部傾斜角と下部傾斜角が異なる請求項２１記載のファンユニット。
23. ブロワー手段の各側に１つずつ、２つの案内手段が存在する請求項１２〜２２のいずれか１記載のファンユニット。
24. 各案内部材は、収容領域の両側に突出部が存在し、各突出部は対向する案内部材に向かって延出しているので、各案内手段は実質的に「Ｗ」字の形状を備える請求項１９〜２３のいずれか１記載のファンユニット。

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