JP4645244B2 - ファンフィルターユニット - Google Patents

Description

本発明は、半導体、液晶などの製造工程において清浄な空気を必要とする環境下で使用され、複数のファンを搭載したファンフィルターユニットに関する。

従来、この種のファンフィルターユニットは、仕切り板により気流の衝突を防ぐことで、風速分布の均一化を図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９を参照しながら説明する。

図に示すように、チャンバー１０１内部に小型のファン１０２を複数配置することにより小型軽量化を図るとともに、チャンバー１０１本体の厚みを薄くするものである。しかしながら、チャンバー１０１の内部には複数のファン１０２が設置されているため、個々のファンから吹き出した気流が衝突しないように仕切り板１０３をファン１０２間に配置して、風速分布の均一化を図るようにしている。

また、この種のファンフィルターユニットは、チャンバー内を仕切り板に対して対称に分割することで、風速分布の均一化を図るものが知られている（例えば特許文献２参照）。

以下，そのファンフィルターユニットについて図１０を参照しながら説明する。

図に示すように、仕切り板１１１により２分割されてはいるが、チャンバー１１０が仕切り板に対して対称でない場合は、ファン１１２の風の流れが異なるため、仕切り板１１１の隙間を通過した風が衝突するため、既存部品１１３と同一形状のバランス用部品１１４を対称位置に新たに追加して、気流の流れを均一化するようにしている。
特開平６−２２６０２２号公報 実開平７−１３４１７号公報

このような従来のファンフィルターユニットでは、仕切り板により気流の衝突を防いでいるが、ファンからの気流が仕切り板に至る前に不均一に分散する領域があり、またファンと仕切り板が離れているため、フィルターに対して必ずしも均一な風速分布を得ることができないという課題があり、まずチャンバー内の風速分布を均一化して、最終的にフィルターを通過する風速分布を均一化することが要求されている。

また、気流の流れを対称にするために、新たに同一形状のバランス用部品を対称位置に追加しなければならないという課題があり、バランス部品などを追加することなく仕切り板を中心に対称な流れとすることが要求されている。

また、仕切り板を単純な平板形状としたものでは、十分なファン効率を得ることができず、またファンの裏側に位置するフィルター領域に送風が行き届かないという課題があり、ファン効率を向上させること、およびファン裏側へ通風がなされることが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、チャンバー内の風速分布を均一化できるとともに、チャンバー内部の気流を仕切り板中心に対称な流れにすることができ、仕切り板の形状を変更してファン効率を高め、さらにファンとフィルターの間にも通風することができ、フィルターへ供給する風速分布を均一化できる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、上記の目的を達成するために、ファンとモーターから構成されるファンモーターユニットと、このファンモーターユニットを対角位置に２台収納する箱形状のチャンバーと、このチャンバーの下流側に設けた空気を清浄化するフィルターと、前記ファンモーターユニットを中心で支える一対の支持具と、この支持具の両端に一体に設けられる支持立板と、前記ファンモーターユニット間に立設する仕切り板を有し、平面から見て前記仕切り板を前記支持具と前記ファンの外周とに挟まれる範囲に配置したものである。

この手段により、チャンバー内の風速分布を改善して、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、支持立板に直交して、平板状の仕切り板をファンモーターユニット間の中央に設けたものである。

この手段により、チャンバー内部の気流を仕切り板中心に対称な流れにして、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、送風方向を拡大する向きに、仕切り板を平面上で傾けて設けたものである。

この手段により、チャンバー内の風速分布を均一化できるとともに、仕切り板の形状を変更してファン効率を高め、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、送風方向を拡大する向きに、仕切り板に平面状で折り曲げ部を形成したものである。

この手段により、チャンバー内の風速分布を均一化できるとともに、仕切り板の形状を変更してファン効率を高め、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、仕切り板を略Ｓ字形状としたものである。

この手段により、チャンバー内の風速分布を均一化できるとともに、仕切り板の形状を変更してファン効率を高め、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、逆方向に折り曲げた２つの内曲げ部を仕切り板に形成し、この内曲げ部は気流の向きを各々のファン方向に変更するものである。

この手段により、ファンで覆われたフィルター方向にも通風することができ、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、仕切り板に設けた内曲げ部を、相対的にファン下端部より下方に位置させたものである。

この手段により、ファンとフィルターの間にも通風することができ、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

また、他の手段は、仕切り板の内曲げ部に開孔部を設けたものである。

この手段により、チャンバー内の風速分布を均一化できるとともに、ファンとフィルターの間にも通風することができ、フィルターへ供給する風速分布を均一化できるファンフィルターユニットが得られる。

本発明によれば、２つのファンよりそれぞれ放射線状に吹き出される風の流れを、まず支持立板で集めて仕切り板方向に案内し、さらに仕切り板により風の流れ方向を規制して２つのファンの干渉を抑えることができるという効果のあるファンフィルターユニットを提供できる。

また、ファンモーターユニットを支持する支持具の支持立板を利用して、チャンバー内部の気流を仕切り板に対して対称にできるので、別部品を追加することなくチャンバー内の風速分布を均一化できる。

また、仕切り板の向きや形状を変えて、気流方向の拡大と圧力変動を少なくすることでファン効率を向上し、省エネ化を実現できるファンフィルターユニットを提供できる。

また、仕切り板の内曲げ部により、気流方向をファンで覆われたフィルター方向に変更して送風域を拡大できるとともに、チャンバー内で回転するファンの直下に導くことにより、フィルター上のデッドスペースをなくすとともに、風速分布の均一化を図ることのできるファンフィルターユニットを提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、ファンとモーターから構成されるファンモーターユニットと、このファンモーターユニットを対角位置に２台収納する箱形状のチャンバーと、このチャンバーの下流側に設けた空気を清浄化するフィルターと、前記ファンモーターユニットを中心で支える一対の支持具と、この支持具の両端に一体に設けられる支持立板と、前記ファンモーターユニット間に立設する仕切り板を有し、平面から見て前記仕切り板を前記支持具と前記ファンの外周とに挟まれる範囲に配置したものであり、支持具の支持立板は個々のファンから放射状に吹き出される気流の送風方向を規制し、さらに仕切り板に沿うように移動させて開放することにより、２つのファンの気流の干渉を抑えることができ、チャンバー内の風速分布を均一化できるという作用を有する。

また、本発明の請求項２記載の発明は、支持立板に直交して、平板状の仕切り板をファンモーターユニット間の中央に設けたものであり、支持立板の働きで個々のファンから吹き出される気流の干渉を抑えつつ、チャンバー内を対称に分離することで、各エリアで同一の風速分布を形成して、全体の風速分布の均一化を図ることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項３記載の発明は、送風方向を拡大する向きに、下面から見て仕切り板を支持立板に対して９０度以上の角度をなして設けたものであり、仕切り板を気流方向に対して圧力変動の少ない配置とすることにより、風速分布を均一化するとともにファン効率を向上するという作用を有する。

また、本発明の請求項４記載の発明は、送風方向を拡大する向きに、下面から見て仕切り板に折り曲げ部を形成したものであり、支持立板により仕切り板の側壁とファンの外周部が最も接近する箇所に気流を案内し、ファンから吹き出される空気の流速を大きくさせた後に仕切り板に沿って外側に向かって気流を拡大させることにより、ファン効率を向上するという作用を有する。

また、本発明の請求項５記載の発明は、仕切り板を下面から見て略Ｓ字形状としたものであり、ファンから放射状に吹き出された気流を仕切り板に沿うように移動させ、仕切り板の側壁とファンの外周部が最も接近する箇所にて空気の流速を大きくさせた後に再び仕切り板に沿って気流を外側に向かって拡大させることにより、ファン効率を向上するという作用を有する。

また、本発明の請求項６記載の発明は、逆方向に折り曲げた２つの内曲げ部を仕切り板に形成し、この内曲げ部は気流の向きを各々のファン方向に変更してなるものであり、仕切り板に案内された気流がそのままフィルター側に流入しないように、内曲げ部によって風向が変更され、ファンで覆われたフィルター面などの風の行き届き難い範囲に気流を案内させることができるという作用を有する。

また、本発明の請求項７記載の発明は、仕切り板に設けた内曲げ部を、相対的にファン下端部より下方に位置させたものであり、内曲げ部により効率よくファンとフィルター間に気流を案内することができ、フィルターのデッドスペースを解消できるという作用を有する。

また、本発明の請求項８記載の発明は、仕切り板の内曲げ部に開孔部を設けたものであり、仕切り板の内曲げ部はファンとフィルター間に案内する風と、内曲げ部の下方にも供給する風とに分配することで、フィルターに対して満遍なく送風することができるという作用を有する。

（実施の形態１）
図１および図２に示すように、ファンモーターユニット３は小型ターボファン１と駆動用のモーター２から構成され、支持具４により２つのファンモーターユニット３は箱形状のチャンバー６に固定されている。支持具４には１対の支持立板５ａ、５ｂが一体に設けられ、チャンバー６内の対角線上に仕切り板８が垂設され、仕切り板８に対して対称位置に２つのファンモーターユニット３が配置されている。

また、図２に示すように、空気を清浄化するフィルター７がチャンバー６の下部に取付けられ、２つのファン１から放射状に吹き出される空気の一部は、支持立板５ａにより風向を規制され、仕切り板８に案内されるので、互いに風が衝突せず、チャンバー６内で風の乱れを生じないようにして、フィルター７に通風する構成となっている。

さらに、図１に示すように、仕切り板８はチャンバー６の下面から見て，支持具４とファン１とで挟まれる範囲に入る寸法として、仕切り板８の寸法形状を小型化している。

上記構成において、個々のファン１から放射状に吹き出される気流は、支持具４の支持立板５ａにより規制されて仕切り板８に向かって移動し、移動した気流は仕切り板８によって干渉が防止され、さらにチャンバー６内に風を拡散してフィルター７に供給する風速を均一化することができる。

また、仕切り板８に対して対称位置にファンモーターユニット３が配置されるので、風の流れもほぼ対象となり、チャンバー６内には対称な流れを乱す部品を設けていないので、双方の風速分布を同一に保つことができる。

（実施の形態２）
図３に示すように、仕切り板８を、送風方向を拡大する向きに、すなわち送風方向を規制する支持立板５ａに対し、下面から見て９０度以上の角度を有して、直線状に配置している。また仕切り板８は、２つのファンモーターユニット３間の中央に位置している。

上記構成において、支持立板５ａによって方向を規制されたファン１からの気流は、仕切り板８の側壁に沿って移動するときに、流路が次第に拡大するため吹き出し抵抗を少なくして移動できるので圧力変動が少なくなり、ファン１による送風効率を向上させることができる。すなわち、仕切り板８を気流方向に対して圧力変動の少ない配置とすることにより、ファン効率を向上するとともに風速の乱れを少なくして、チャンバー６内の風速分布を平均化することができ、さらにフィルター７に供給する風速を均一化することができる。

（実施の形態３）
図４に示すように、平板状の仕切り板８に逆向きの折り曲げ部８ａ、８ｂを設け、折り曲げ部８ａ、８ｂは送風方向を拡大する向きとしている。また仕切り板８は、２つのファンモーターユニット３間の中央に位置している。

上記構成において、支持立板５ａによって方向を規制されたファン１からの気流は、仕切り板８の側壁に沿って移動するときに、折り曲げ部８ａ、８ｂがあるため、仕切り板８の側壁とファン１の外周部との間隔が、まず少し拡大し、次に少し縮小し、さらに大きく拡大する。これによりファン１からの流速をいったん大きくした後に、吹出し側に向かって気流を拡大させることができ、ファン１から吹き出す気流に勢いを付けることで、送風方向に遠く広く拡散することができ、フィルター７の隅々まで供給して、全体的に風速を均一化することができる。

（実施の形態４）
図５に示すように、仕切り板８を屈曲したＳ字形状としたものである。

上記構成において、支持立板５ａによって方向を規制されたファン１からの気流は、仕切り板８の側壁に沿って移動するときに、仕切り板８をＳ字形状としているため、仕切り板８の側壁とファン１の外周部との間隔が滑らかにやや拡大して縮小し、最後に大きく拡大する。これによりファン１からの流速を滑らかに大きくした後に、吹出し側において気流を拡大させることができ、ファン１から吹き出す気流を滑らかに勢いを付けることで、送風効率を向上しつつ、遠く広く拡散することができ、フィルター７の隅々まで供給して、全体的に風速を均一化することができる。

（実施の形態５）
図６および図７に示すように、２つのファン１Ａ、１Ｂから吹き出す気流を受ける仕切り板８に略水平方向に折り曲げた内曲げ部９Ａ、９Ｂを２ヶ所形成し、内曲げ部９Ａ、９Ｂはそれぞれ逆方向に曲げられ、各ファン１Ａ、１Ｂに向い突設している。また内曲げ部９Ａ、９Ｂの先端は、相対的にファン１Ａ、１Ｂの下端部より下方に位置させている。

上記構成において、ファン１Ａ、１Ｂからの気流は、支持立板５ａで方向を規制されて仕切り板８に沿って流れ、さらに略水平方向に曲げられた内曲げ部９Ａ、９Ｂによってファン１Ａ、１Ｂ方向に風向が変更される。これにより気流がストレートにフィルター７側に流入しないようにして、ファン１Ａ、１Ｂで覆われた風の行き届き難い範囲に案内される。

また、内曲げ部９Ａ、９Ｂを相対的にファン１Ａ、１Ｂの下端部より下方に位置させることで、効率よくファン１Ａ、１Ｂとフィルター７間に気流を案内することができ、フィルター７のデッドスペースを解消して、フィルター７に対して均一な風速分布を得ることができる。

（実施の形態６）
図８に示すように、仕切り板８の内曲げ部９Ａ、９Ｂに開口部９ｃを設け、開口部９ｃを通過して内曲げ部９Ａ、９Ｂ直下のフィルター７側にも気流を供給できるようにしている。

上記構成において、ファン１Ａ、１Ｂからの気流は、支持立板５ａで方向を規制されて仕切り板８に沿って流れ、さらに略水平方向に曲げられた内曲げ部９Ａ、９Ｂによってファン１Ａ、１Ｂ方向に風向が変わるものと、内曲げ部９Ａ、９Ｂに設けられた開口部９ｃによってフィルター７側に流れるものとに分配される。このように気流を分配することにより、ファン１Ａ、１Ｂで覆われて風の行き届き難い範囲に供給するとともに、内曲げ部９Ａ、９Ｂの直下にも供給されるので、フィルターに対してデッドスペースのない良好な風速分布を形成することができる。

吹き出し風量を確保しファンフィルターユニット本体の薄形化をしつつ、吹き出し面の風速分布を均一化する効果のあるファンフィルターユニットであり、半導体製造工場などの清浄空間を必要とする箇所において省スペースで設置できるとともに、複数台のファンフィルターユニットを併設して風速分布を均一化する用途に適用できる。

本発明のファンフィルターユニットの実施の形態１の下面透視図 （ａ）同図１のＡ−Ａ側断面図（ｂ）同図１のＢ−Ｂ側面断面図 同実施の形態２の下面透視図 同実施の形態３の下面透視図 同実施の形態４の下面透視図 同実施の形態５の下面透視図 同図６のＡ−Ａ側面断面図 同実施の形態６の下面透視図 従来のファンフィルターユニットの下面透視図 従来の他のファンフィルターユニットの下面透視図

符号の説明

１ ファン
１Ａ ファン
１Ｂ ファン
２ モーター
３ ファンモーターユニット
４ 支持具
５ａ 支持立板
５ｂ 支持立板
６ チャンバー
７ フィルター
８ 仕切り板
９Ａ 内曲げ部
９Ｂ 内曲げ部
９ｃ 開口部

Claims (8)

1. ファンとモーターから構成されるファンモーターユニットと、このファンモーターユニットを対角位置に２台収納する箱形状のチャンバーと、このチャンバーの下流側に設けた空気を清浄化するフィルターと、前記ファンモーターユニットを中心で支える一対の支持具と、この支持具の両端に一体に設けられる支持立板と、前記ファンモーターユニット間に立設する仕切り板を有し、平面から見て前記仕切り板を前記支持具と前記ファンの外周とに挟まれる範囲に配置してなるファンフィルターユニット。
2. 支持立板に直交して、平板状の仕切り板をファンモーターユニット間の中央に設けた請求項１記載のファンフィルターユニット。
3. 送風方向を拡大する向きに、下面から見て仕切り板を支持立板に対して９０度以上の角度をなして設けた請求項１または２に記載のファンフィルターユニット。
4. 送風方向を拡大する向きに、下面から見て仕切り板に折り曲げ部を形成した請求項１または2記載のファンフィルターユニット。
5. 仕切り板を下面から見て略S字形状とした請求項１または２記載のファンフィルターユニット。
6. 逆方向に折り曲げた２つの内曲げ部を仕切り板に形成し、この内曲げ部は気流の向きを各々のファン方向に変更してなる請求項１または２記載のファンフィルターユニット。
7. 仕切り板に設けた内曲げ部を、相対的にファン下端部より下方に位置させた請求項６記載のファンフィルターユニット。
8. 仕切り板の内曲げ部に開孔部を設けた請求項６または７記載のファンフィルターユニット。

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