JP3954703B2 - ファンフィルターユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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し、特にその発生騒音とその騒音に起因するうなり音の抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種のファンフィルターユニットは、ひとつの工場内に多数設置する関係上、その発生騒音とその騒音に起因するうなり音の抑制が求められている。
【０００３】
従来、この種のファンフィルターユニットは図８のような構造が一般的であった。以下、その構成について図８を参照しながら説明する。
【０００４】
従来、この種のファンフィルターユニットは、チャンバー１０１に空気を送り込むための奇数枚のブレード１０２を配置したターボファン１０３とモーター１０４、舌部１０５を１８０度回転対称に２箇所配置するスクロールケーシング１０６が配置されており、空気を清浄化するフィルター１０７で構成されていた。
【０００５】
上記構成により、ターボファン１０３とモーター１０４によって送り込まれた空気は、フィルター１０７を通過して清浄空気となって吹き出されていた。
【０００６】
また、この種のファンフィルターユニットへの採用例ではないが、２方向吹出の遠心送風機における発生騒音の抑制手段の例としては、実開昭６２−１７９３９８号公報に記載されたものが提案されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような前者における従来のファンフィルターユニットでは、ブレードと２箇所の舌部を通過するタイミングをずらしているので、一見、共振現象も発生せず、騒音が低く抑えられるようにみえるが、本従来例のようなファンフィルターユニットのように風速の均一化のために風路の屈曲が多い場合、舌部での発生騒音（ＮＺ音、ファン回転数Ｎとファンブレード枚数Ｚによって発生する）がフィルター吹出面直下で同位相となって、ＮＺ音の音圧分布が不均一となり、複数台を設置する場合にうなり音が大きくなるという課題があった。
【０００８】
参考までに図９に従来例におけるファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布の解析グラフを示す。
【０００９】
この３次元の面グラフはフィルターの直下で騒音値を測定したもので、ファンフィルターユニットの両端部の音圧が高く、中央部が極端に低くなっていることを示している。このことはファン自体は１台しか備わってはいないものの、ケーシングの吹出口が２箇所にあることで、音源も２箇所に存在しているものと推定される。
【００１０】
したがって、２箇所の近接した音源はわずかな周波数の違いによってうなり音を発生するのである。
【００１１】
また、後者の２方向吹出の遠心送風機における発生騒音の抑制手段（実開昭６２−１７９３９８号公報）も同様に、騒音低減のためにブレードと２箇所の舌部の通過タイミングをずらしたものであり、上記従来例と同様、ブレードと２箇所の舌部を通過するタイミングをずらすという考えに基づくものであった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するもので、偶数枚のブレードのターボファンと、１８０度回転対称の形状のスクロールケーシングとを配置することによって、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下でブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供することを第１の目的としている。
【００１３】
第２の目的は、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１４】
第３の目的は、奇数枚または偶数枚いずれのブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように、相互に着脱可能な着脱舌部を取り付けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１５】
第４の目的は、奇数枚または偶数枚いずれのブレードのターボファンを配置しても、舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けて、舌部の位置が移動可能な構造とすることにより、相互に、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１６】
第５の目的は、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１７】
第６の目的は、遮蔽板の開口面積を縮小することで通風路経路長を長くしたことにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
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、空気を清浄化するフィルターと、前記フィルターに隣接し空気を供給するチャンバーと、前記チャンバーの中に設けられ主板と側板に挟まれ等ピッチに奇数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンの駆動用のモーターと、左右２箇所の舌部と２方向の吹出口を有し、前記奇数枚のブレード位置に対応し、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらしたスクロールケーシングを設けたものである。
【００２１】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２２】
また、他の手段は主板と側板に挟まれ等ピッチに複数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらす手段として着脱が可能な着脱舌部を設けたものである。
【００２３】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆に偶数枚のブレードのターボファンと奇数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２４】
また、他の手段は舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けたものである。
【００２５】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆の組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２６】
しかも本発明の場合、取り付けた現場の状況に応じて微調整も可能となる。
また、他の手段はターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けたものである。
【００２７】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２８】
また、他の手段は遮蔽板の開口面積を縮小することにより通風路経路長を長くしたものである。
【００２９】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、空気を清浄化するフィルターと、前記フィルターに隣接し空気を供給するチャンバーと、前記チャンバーの中に設けられ主板と側板に挟まれ等ピッチに奇数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンの駆動用のモーターと、左右２箇所の舌部と２方向の吹出口を有し、前記奇数枚のブレード位置に対応し、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらしたスクロールケーシングを設けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３２】
また、主板と側板に挟まれ等ピッチに複数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらす手段として着脱が可能な着脱舌部を設けることにより、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆の組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３３】
また、舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けることにより、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆の組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変え、しかも微調整が可能なことによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３４】
また、ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３５】
また、遮蔽板の開口面積を縮小し、通風路経路長を長くしたことにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３６】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
図１に示すように、ファンフィルターユニットのチャンバー１には、主板２と側板３に挟まれた偶数枚のブレード４を備えたターボファン５と、ターボファン５の駆動用のモーター６と、２方向の吹出口７を有し、２箇所の舌部８を１８０度回転対称の位置に配置した形状のスクロールケーシング９と、スクロールケーシング９の下流側約５０〜１００mmの位置にチャンバー１の水平面断面積の約５０〜７５％を覆い中央近傍に開口部１０ａを有する遮蔽板１０と、遮蔽板１０の開口部１０ａの下流側約５０〜１００mmの位置にパンチングメタル材の拡散板１１を備えている。また、フィルター１２はチャンバー１の下部に設置されている。
【００３８】
上記構成において、偶数枚のブレード４を備えたターボファン５と２方向吹出口７を有し、２箇所の舌部８を１８０度回転対称の位置に配置した形状のスクロールケーシング９により、偶数枚のブレード４が２箇所の舌部８を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００３９】
参考までに図７に本実施例におけるファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布の解析グラフを示す。
【００４０】
従来例の説明でも述べたように、この３次元の面グラフはフィルターの直下で騒音値を測定したもので、中央部は他の箇所よりもわずかに音圧が高いものの、ほぼ前面にわたってフラットな音圧となっている。
【００４１】
つまり、ケーシングの吹出口が２箇所にあるものの、音源は１箇所に集約して存在している。近接した音源が存在しないため、うなり音は発生しない。
【００４２】
従来例を示した図９と比較すると、その差は明確であるといえる。
（実施例２）
図２に示すように、上記実施例１の構成に対し、等ピッチに奇数枚のブレード４ａを配置したターボファン５ａと、前記奇数枚のブレード４ａの位置に対応してターボファン５ａのブレード４ａとスクロールケーシング９ａにおける左右２箇所の舌部８、８ａとの回転通過タイミングが同期するよう一方の舌部８ａの位置をずらしたスクロールケーシング９ａを設けている。
【００４３】
上記構成において、奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａを回転させると、２箇所の舌部８、８ａと奇数枚のブレード４ａの回転の通過タイミングはいずれも同期し、このことにより、舌部８、８ａでの発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００４４】
（実施例３）
図３に示すように、上記実施例１の構成に加え、図２に示した奇数枚のブレード４ａを配置したターボファン５ａと図１におけるスクロールケーシング９の舌部８との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部８の一方の位置をずらす手段として着脱が可能な発泡プラスチック製の着脱舌部１３を設置し、新たな舌部８ｂを形成している。
【００４５】
上記構成において、奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａと、舌部８、着脱舌部１３とは、２箇所とも通過は同期となり、舌部８、８ｂでの発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００４６】
なお、本実施例では奇数枚のブレード４ａのターボファン５ａと偶数枚のブレード用のスクロールケーシング９との組み合わせにて説明を加えたが、その逆に偶数枚のブレード４のターボファン５と奇数枚のブレード用のスクロールケーシング９ａとの組み合わせであっても、着脱舌部１３を適宜着脱することにより、各ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングを同期させることができることはいうまでもない。
【００４７】
（実施例４）
図４に示すように、上記実施例１の構成に加えて図２に示した奇数枚のブレード４ａを配置したターボファン５ａと図１におけるスクロールケーシング９の舌部８との組み合わせた構成において、回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部８の一方の位置をずらす手段として表面を弾性体１４で形成し、その弾性体１４の内部には、ねじなどを用いて摺動可能な機械的調整機構１５を設けている。
【００４８】
上記構成において、奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａと、機械的調整機構１５により調整操作し位置移動が可能な弾性体により新たな舌部８ｃを形成し、奇数枚のブレード４ａが２箇所の舌部８を通過するタイミングは同期させることができ、その結果、舌部８、８ｃでの発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００４９】
しかも本実施例の場合、ファンフィルターユニットを取り付けた現場の状況に応じて微調整も可能となる。
【００５０】
なお、本実施例では奇数枚のブレード４ａのターボファン５ａと偶数枚のブレード用のスクロールケーシング９との組み合わせにて説明を加えたが、その逆に偶数枚のブレード４のターボファン５と奇数枚のブレード用のスクロールケーシング９ａとの組み合わせであっても、機械的調整機構１５を適宜調整することにより、各ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングを同期させることができることはいうまでもない。
【００５１】
（実施例５）
図５に示すように、実施例２における奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａとモーター６と、実施例１におけるスクロールケーシング９を、チャンバー１の中心位置より、ターボファン５ａと舌部８により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の１／８〜１／１２波長の距離だけ偏心した位置に設置している。
【００５２】
上記構成において、スクロールケーシング９内で奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａを回転させると、従来例でも述べたように舌部での騒音は発生するのであるが、この発生騒音（ＮＺ音）もフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５３】
（実施例６）
図６に示すように、実施例２における奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａとモーター６と、実施例１におけるスクロールケーシング９を備えたファンフィルターユニットにおいて、通風路経路長を長くするように開口面積を縮小した（逆に言えば遮蔽板自体を延長し拡大した）遮蔽板１６を設けている。
【００５４】
上記構成において、通風路経路長を長くすることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）はフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば偶数枚のブレードのターボファンを配置することによって、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５６】
また本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５７】
また本発明によれば、奇数枚または偶数枚いずれのブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように、相互に着脱可能な発泡プラスチック製の着脱舌部を取り付ける、あるいは表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けて、舌部の位置が移動可能な構造とすることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５８】
また本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設ける、あるいは遮蔽板の開口面積を縮小することで通風路経路長を長くすることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例１のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図２】（ａ）本発明の実施例２のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図３】（ａ）本発明の実施例３のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図４】（ａ）本発明の実施例４のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図５】（ａ）本発明の実施例５のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図６】（ａ）本発明の実施例６のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図７】本発明の実施例１のファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布図
【図８】（ａ）従来のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図９】従来のファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布図
【符号の説明】
１ チャンバー
４ ブレード（偶数枚）
４ａ ブレード（奇数枚）
５ ターボファン（偶数枚ブレード）
５ａ ターボファン（奇数枚ブレード）
６ モーター
７ 吹出口
８ 舌部
８ａ 舌部
８ｂ 舌部
８ｃ 舌部
９ スクロールケーシング
９ａ スクロールケーシング
１０ 遮蔽板
１０ａ 開口部
１２ フィルター
１３ 着脱舌部
１４ 弾性体
１５ 機械的調整機構
１６ 遮蔽板
【発明の属する技術分野】
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し、特にその発生騒音とその騒音に起因するうなり音の抑制に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種のファンフィルターユニットは、ひとつの工場内に多数設置する関係上、その発生騒音とその騒音に起因するうなり音の抑制が求められている。
【０００３】
従来、この種のファンフィルターユニットは図８のような構造が一般的であった。以下、その構成について図８を参照しながら説明する。
【０００４】
従来、この種のファンフィルターユニットは、チャンバー１０１に空気を送り込むための奇数枚のブレード１０２を配置したターボファン１０３とモーター１０４、舌部１０５を１８０度回転対称に２箇所配置するスクロールケーシング１０６が配置されており、空気を清浄化するフィルター１０７で構成されていた。
【０００５】
上記構成により、ターボファン１０３とモーター１０４によって送り込まれた空気は、フィルター１０７を通過して清浄空気となって吹き出されていた。
【０００６】
また、この種のファンフィルターユニットへの採用例ではないが、２方向吹出の遠心送風機における発生騒音の抑制手段の例としては、実開昭６２−１７９３９８号公報に記載されたものが提案されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような前者における従来のファンフィルターユニットでは、ブレードと２箇所の舌部を通過するタイミングをずらしているので、一見、共振現象も発生せず、騒音が低く抑えられるようにみえるが、本従来例のようなファンフィルターユニットのように風速の均一化のために風路の屈曲が多い場合、舌部での発生騒音（ＮＺ音、ファン回転数Ｎとファンブレード枚数Ｚによって発生する）がフィルター吹出面直下で同位相となって、ＮＺ音の音圧分布が不均一となり、複数台を設置する場合にうなり音が大きくなるという課題があった。
【０００８】
参考までに図９に従来例におけるファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布の解析グラフを示す。
【０００９】
この３次元の面グラフはフィルターの直下で騒音値を測定したもので、ファンフィルターユニットの両端部の音圧が高く、中央部が極端に低くなっていることを示している。このことはファン自体は１台しか備わってはいないものの、ケーシングの吹出口が２箇所にあることで、音源も２箇所に存在しているものと推定される。
【００１０】
したがって、２箇所の近接した音源はわずかな周波数の違いによってうなり音を発生するのである。
【００１１】
また、後者の２方向吹出の遠心送風機における発生騒音の抑制手段（実開昭６２−１７９３９８号公報）も同様に、騒音低減のためにブレードと２箇所の舌部の通過タイミングをずらしたものであり、上記従来例と同様、ブレードと２箇所の舌部を通過するタイミングをずらすという考えに基づくものであった。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するもので、偶数枚のブレードのターボファンと、１８０度回転対称の形状のスクロールケーシングとを配置することによって、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下でブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供することを第１の目的としている。
【００１３】
第２の目的は、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１４】
第３の目的は、奇数枚または偶数枚いずれのブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように、相互に着脱可能な着脱舌部を取り付けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１５】
第４の目的は、奇数枚または偶数枚いずれのブレードのターボファンを配置しても、舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けて、舌部の位置が移動可能な構造とすることにより、相互に、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１６】
第５の目的は、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００１７】
第６の目的は、遮蔽板の開口面積を縮小することで通風路経路長を長くしたことにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
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、空気を清浄化するフィルターと、前記フィルターに隣接し空気を供給するチャンバーと、前記チャンバーの中に設けられ主板と側板に挟まれ等ピッチに奇数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンの駆動用のモーターと、左右２箇所の舌部と２方向の吹出口を有し、前記奇数枚のブレード位置に対応し、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらしたスクロールケーシングを設けたものである。
【００２１】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２２】
また、他の手段は主板と側板に挟まれ等ピッチに複数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらす手段として着脱が可能な着脱舌部を設けたものである。
【００２３】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆に偶数枚のブレードのターボファンと奇数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２４】
また、他の手段は舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けたものである。
【００２５】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆の組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２６】
しかも本発明の場合、取り付けた現場の状況に応じて微調整も可能となる。
また、他の手段はターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けたものである。
【００２７】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００２８】
また、他の手段は遮蔽板の開口面積を縮小することにより通風路経路長を長くしたものである。
【００２９】
そして本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明は、空気を清浄化するフィルターと、前記フィルターに隣接し空気を供給するチャンバーと、前記チャンバーの中に設けられ主板と側板に挟まれ等ピッチに奇数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンの駆動用のモーターと、左右２箇所の舌部と２方向の吹出口を有し、前記奇数枚のブレード位置に対応し、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらしたスクロールケーシングを設けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３２】
また、主板と側板に挟まれ等ピッチに複数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらす手段として着脱が可能な着脱舌部を設けることにより、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆の組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３３】
また、舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けることにより、奇数枚のブレードのターボファンと偶数枚のブレード用のスクロールケーシングとの組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変える、またはその逆の組み合わせを配置してもブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変え、しかも微調整が可能なことによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３４】
また、ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３５】
また、遮蔽板の開口面積を縮小し、通風路経路長を長くしたことにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するという作用を有する。
【００３６】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
図１に示すように、ファンフィルターユニットのチャンバー１には、主板２と側板３に挟まれた偶数枚のブレード４を備えたターボファン５と、ターボファン５の駆動用のモーター６と、２方向の吹出口７を有し、２箇所の舌部８を１８０度回転対称の位置に配置した形状のスクロールケーシング９と、スクロールケーシング９の下流側約５０〜１００mmの位置にチャンバー１の水平面断面積の約５０〜７５％を覆い中央近傍に開口部１０ａを有する遮蔽板１０と、遮蔽板１０の開口部１０ａの下流側約５０〜１００mmの位置にパンチングメタル材の拡散板１１を備えている。また、フィルター１２はチャンバー１の下部に設置されている。
【００３８】
上記構成において、偶数枚のブレード４を備えたターボファン５と２方向吹出口７を有し、２箇所の舌部８を１８０度回転対称の位置に配置した形状のスクロールケーシング９により、偶数枚のブレード４が２箇所の舌部８を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００３９】
参考までに図７に本実施例におけるファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布の解析グラフを示す。
【００４０】
従来例の説明でも述べたように、この３次元の面グラフはフィルターの直下で騒音値を測定したもので、中央部は他の箇所よりもわずかに音圧が高いものの、ほぼ前面にわたってフラットな音圧となっている。
【００４１】
つまり、ケーシングの吹出口が２箇所にあるものの、音源は１箇所に集約して存在している。近接した音源が存在しないため、うなり音は発生しない。
【００４２】
従来例を示した図９と比較すると、その差は明確であるといえる。
（実施例２）
図２に示すように、上記実施例１の構成に対し、等ピッチに奇数枚のブレード４ａを配置したターボファン５ａと、前記奇数枚のブレード４ａの位置に対応してターボファン５ａのブレード４ａとスクロールケーシング９ａにおける左右２箇所の舌部８、８ａとの回転通過タイミングが同期するよう一方の舌部８ａの位置をずらしたスクロールケーシング９ａを設けている。
【００４３】
上記構成において、奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａを回転させると、２箇所の舌部８、８ａと奇数枚のブレード４ａの回転の通過タイミングはいずれも同期し、このことにより、舌部８、８ａでの発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００４４】
（実施例３）
図３に示すように、上記実施例１の構成に加え、図２に示した奇数枚のブレード４ａを配置したターボファン５ａと図１におけるスクロールケーシング９の舌部８との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部８の一方の位置をずらす手段として着脱が可能な発泡プラスチック製の着脱舌部１３を設置し、新たな舌部８ｂを形成している。
【００４５】
上記構成において、奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａと、舌部８、着脱舌部１３とは、２箇所とも通過は同期となり、舌部８、８ｂでの発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００４６】
なお、本実施例では奇数枚のブレード４ａのターボファン５ａと偶数枚のブレード用のスクロールケーシング９との組み合わせにて説明を加えたが、その逆に偶数枚のブレード４のターボファン５と奇数枚のブレード用のスクロールケーシング９ａとの組み合わせであっても、着脱舌部１３を適宜着脱することにより、各ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングを同期させることができることはいうまでもない。
【００４７】
（実施例４）
図４に示すように、上記実施例１の構成に加えて図２に示した奇数枚のブレード４ａを配置したターボファン５ａと図１におけるスクロールケーシング９の舌部８との組み合わせた構成において、回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部８の一方の位置をずらす手段として表面を弾性体１４で形成し、その弾性体１４の内部には、ねじなどを用いて摺動可能な機械的調整機構１５を設けている。
【００４８】
上記構成において、奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａと、機械的調整機構１５により調整操作し位置移動が可能な弾性体により新たな舌部８ｃを形成し、奇数枚のブレード４ａが２箇所の舌部８を通過するタイミングは同期させることができ、その結果、舌部８、８ｃでの発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００４９】
しかも本実施例の場合、ファンフィルターユニットを取り付けた現場の状況に応じて微調整も可能となる。
【００５０】
なお、本実施例では奇数枚のブレード４ａのターボファン５ａと偶数枚のブレード用のスクロールケーシング９との組み合わせにて説明を加えたが、その逆に偶数枚のブレード４のターボファン５と奇数枚のブレード用のスクロールケーシング９ａとの組み合わせであっても、機械的調整機構１５を適宜調整することにより、各ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングを同期させることができることはいうまでもない。
【００５１】
（実施例５）
図５に示すように、実施例２における奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａとモーター６と、実施例１におけるスクロールケーシング９を、チャンバー１の中心位置より、ターボファン５ａと舌部８により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の１／８〜１／１２波長の距離だけ偏心した位置に設置している。
【００５２】
上記構成において、スクロールケーシング９内で奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａを回転させると、従来例でも述べたように舌部での騒音は発生するのであるが、この発生騒音（ＮＺ音）もフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５３】
（実施例６）
図６に示すように、実施例２における奇数枚のブレード４ａを備えたターボファン５ａとモーター６と、実施例１におけるスクロールケーシング９を備えたファンフィルターユニットにおいて、通風路経路長を長くするように開口面積を縮小した（逆に言えば遮蔽板自体を延長し拡大した）遮蔽板１６を設けている。
【００５４】
上記構成において、通風路経路長を長くすることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）はフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば偶数枚のブレードのターボファンを配置することによって、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となり、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５６】
また本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように舌部の位置を変えることによって、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５７】
また本発明によれば、奇数枚または偶数枚いずれのブレードのターボファンを配置しても、ブレードが２箇所の舌部を通過するタイミングが同期となるように、相互に着脱可能な発泡プラスチック製の着脱舌部を取り付ける、あるいは表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けて、舌部の位置が移動可能な構造とすることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【００５８】
また本発明によれば、奇数枚のブレードのターボファンを配置しても、ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設ける、あるいは遮蔽板の開口面積を縮小することで通風路経路長を長くすることにより、舌部での発生騒音（ＮＺ音）がフィルター吹出面直下で逆位相となり、反射波が打ち消しあって音圧分布を均一化でき、うなり音を低減するファンフィルターユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施例１のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図２】（ａ）本発明の実施例２のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図３】（ａ）本発明の実施例３のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図４】（ａ）本発明の実施例４のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図５】（ａ）本発明の実施例５のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図６】（ａ）本発明の実施例６のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図７】本発明の実施例１のファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布図
【図８】（ａ）従来のファンフィルターユニットの構成を示す正面図
（ｂ）同側断面図
【図９】従来のファンフィルターユニットのＮＺ音の音圧分布図
【符号の説明】
１ チャンバー
４ ブレード（偶数枚）
４ａ ブレード（奇数枚）
５ ターボファン（偶数枚ブレード）
５ａ ターボファン（奇数枚ブレード）
６ モーター
７ 吹出口
８ 舌部
８ａ 舌部
８ｂ 舌部
８ｃ 舌部
９ スクロールケーシング
９ａ スクロールケーシング
１０ 遮蔽板
１０ａ 開口部
１２ フィルター
１３ 着脱舌部
１４ 弾性体
１５ 機械的調整機構
１６ 遮蔽板
Claims (5)
- 空気を清浄化するフィルターと、
前記フィルターに隣接し空気を供給するチャンバーと、
前記チャンバーの中に設けられ主板と側板に挟まれ等ピッチに奇数枚のブレードを配置したターボファンと、
前記ターボファンの駆動用のモーターと、
左右２箇所の舌部と２方向の吹出口を有し、前記奇数枚のブレード位置に対応し、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらしたスクロールケーシングを設けたファンフィルターユニット。 - 主板と側板に挟まれ等ピッチに複数枚のブレードを配置したターボファンと、前記ターボファンのブレードとスクロールケーシングの舌部との回転通過タイミングが左右２箇所とも同期するよう舌部の位置をずらす手段として着脱が可能な着脱舌部を設けた請求項１記載のファンフィルターユニット。
- 舌部とブレードの回転通過タイミングが同期するよう舌部の位置をずらす手段として表面を弾性体で形成し、内部に機械的調整機構を設けた請求項１記載のファンフィルターユニット。
- ターボファンの回転中心を、チャンバーの中心位置に対し、ターボファンと舌部により発生するＮＺ音（ブレード枚数Ｚと回転数Ｎに起因する）の周波数の持つ波長の１／８〜１／１２の距離分だけ偏心した位置に設けた請求項１記載のファンフィルターユニット。
- 遮蔽板の開口面積を縮小することにより通風路経路長を長くした請求項１記載のファンフィルターユニット。
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