(57)【要約】【課題】  高清浄度のクリーンルームを提供する【解決手段】  ファンランナを回転させるモータと、前記ファンランナと、フィルタと、筐体とを有するファンフィルタユニットにおいて、前記ファンランナは、前記筐体内で前記筐体の上部の面である天板と前記フィルタとの間に前記天板と略並行に配置されており、拡散部材は、フィルタ取付け部を有しており、前記フィルタは、前記拡散部材のフィルタ取付け部に取り付けられ、前記フィルタを取り付けられた拡散部材は、前記筐体の下面に設置されており、さらに端部の少なくとも一か所に折り曲げ部を有していることを特徴とするファンフィルタユニットを提供する。【選択図】  図１
2015068562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンランナを回転させるモータと、前記ファンランナと、フィルタと、筐体とを有するファンフィルタユニットにおいて、
前記ファンランナは、前記筐体内で前記筐体の上部の面である天板と前記フィルタとの間に前記天板と略並行に配置されており、
拡散部材は、フィルタ取付け部を有しており、
前記フィルタは、前記拡散部材のフィルタ取付け部に取り付けられ、
前記フィルタを取り付けられた拡散部材は、前記筐体の下面に設置されており、さらに端部の少なくとも一か所に折り曲げ部を有していること
を特徴とするファンフィルタユニット。
【請求項２】
請求項１記載のファンフィルタユニットにおいて、
前記折り曲げ部は、前記筐体側とは異なる方向に側に折り曲げられていること
を特徴とするファンフィルタユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載のファンフィルタユニットにおいて、
前記筐体と前記拡散部材を覆うフィルタケースを有し、前記フィルタケースの底面はパンチング加工を施されており、側面部は前記折り曲げ部より低い位置に開口部が設けられていること
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、半導体工場、食品工場、製薬工場などに設置されるクリーンルーム用ファンフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、天井面から清浄空気を吹き出し、壁面から吸い込み循環を繰り返すことで室内の清浄度を高めるクリーンルーム等の天井開口部に配置し、ファンフィルタユニット下面吹出口に多孔板を取り付けるファンフィルタユニット（空気清浄装置）は公知である。また、前記ファンフィルタユニットにおいて、吹き出し空気の拡散のために多孔板を山形にした形状や、吹き出し面側面に角形スリットを設けて横方向へ空気を拡散する構造、多孔板を二重に設けて空気を拡散する構造が公知である。
【０００３】
従来技術として、特許文献１（実開昭６３-１５０２３６号公報）には「エアフイルタユニツトを天井板の開口部に位置させ且つそのユニツト囲枠で開口部の周縁に気密に固設し、そのユニツト囲枠の下部開口面に下方吹出用多孔板を設けて成る清浄空気吹出装置において、ユニツト囲枠内のエアフイルタと該多孔板との間に介在させ且つ該多孔板の中央面域との間に空間を存せしめてバツフル板を設けると共に、該多孔板の上面空間を囲繞する囲枠に全周に亘り横吹出用孔を配設し、且つ該囲枠に沿い設けた枠状シヤツターを連結部材を介し外部に設けた操作用部材に接続し、該操作用部材の操作に連動して枠状シヤツターを上下動せしめて該囲枠全周に配設した横吹出用孔の開閉を調節自在に行なわしめるようにして成る清浄空気吹出装置」が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２（特許第３７４６１２０号）には、「クリーンルーム天井面に設置されていて、その内部にフィルタ固定棒によりフィルタが取り付けられている給気ボックスの供給口下部に、前記供給口を覆って配置され、外面に多数の小孔が穿孔される容器状の内部拡散ユニットと、前記天井面の下部に、前記内部拡散ユニットを覆って配置され、外面に多数の小孔が穿孔される容器状の外部拡散ユニットとを有し、前記内部拡散ユニットは、前記フィルタの下面から突出する前記フィルタ固定棒に取り付けられ、前記フィルタの下面の周囲に当接される上面枠を有することを特徴とするクリーンルーム用空気吹出装置」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３-１５０２３６号公報
【特許文献２】特許第３７４６１２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、この構成より、ファンから吹き出した空気は、エアフィルタを通り清浄空気となり、装置下面の多孔板により拡散され、クリーンルーム内に吹き出す。また、横方向へ拡散するため、吹き出し面の側面に角形スリットを設け、気流を拡散している。ファンの駆動により、空気をエアフィルタユニット内に所定の風量で送り、エアフィルタの下方の吹出用多孔板を通して部屋内に送風する。また、エアフィルタと多孔板の空間にバッフル板（邪魔板）を設け、吹出し空気は一旦バッフル板に当たり勢いを弱められて横方向四方へ流れ、多孔板の外周面に形成された角形スリットを通り、横方向へ風向を変えて拡散される。このとき、下方向への気流は弱くなり、風量を増大すれば、空気は更に横方向に広がり、中心直下は弱くなる傾向があり、乱流が発生する要因となる。
【０００７】
従来技術によるファンフィルタユニットでは、多孔板から吹き出す清浄空気がクリーンルーム内に送風され、クリーンルーム内で乱流が発生し、適切な清浄度が保てなかった。高清浄度を必要とし、乱流を嫌うクリーンルームでは、ダウンフロー方式のクリーンルームを形成するが、クリーンルーム全面にファンフィルタユニットを配置し、ダウンフローを形成するので、装置購入の初期投資費用だけでなく、装置運転のためのランニングコスト、メンテンス費用も多くかかる。
【０００８】
また、特に、コンベンショナル方式のクリーンルームでは、部屋の面積に対してファンフィルタユニットの設置される面積が小さいので、清浄空気を効率よく室内に拡散させ、乱流域を作らずに室外へ排出することが、安定した清浄度を保つためには重要である。特に、乱流部を作業域であるおおよそ床面から２m以内に形成させないことが重要である。気流拡散効果を期待して、平型の多孔板の代わりに、山形の多孔板を使用することが一般的であるが、複雑な形状のため、成形するための加工工数がかかり非常に高価なものとなる。また、気流拡散効果が十分ではなく、風速分布が悪いため、クリーンルーム内に乱流部が発生する可能性があった。また、山形の多孔板が室内天井部から突出するので、美観も損なわれるという問題があった。これらの問題は課題として認識されていないことから特許文献には開示されていない。
本発明の目的は、高清浄度の清浄空気を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のファンフィルタユニットは、ファンランナを回転させるモータと、ファンランナと、フィルタと、筐体とを有するファンフィルタユニットにおいて、ファンランナは、筐体内で筐体の上部の面である天板とフィルタとの間に天板と略並行に配置されており、拡散部材は、フィルタ取付け部を有しており、フィルタは、拡散部材のフィルタ取付け部に取り付けられ、フィルタを取り付けられた拡散部材は、筐体の下面に設置されており、さらに端部の少なくとも一か所に折り曲げ部を有していることを特徴とする。
【００１０】
また、折り曲げ部は、筐体側とは異なる方向に側に折り曲げられていることを特徴とする。
【００１１】
筐体と拡散部材を覆うフィルタケースを有し、フィルタケースの底面はパンチング加工を施されており、側面部は折り曲げ部より低い位置に開口部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、本願発明の構成のファンフィルタユニットによって、高清浄度の清浄空気を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施の形態を示すファンフィルタユニットの縦断面図及び横断面図を示す。
【図２】本発明の第１実施の形態を示すファンフィルタユニットの下面吹き出し部のコーナー部拡大図を示す。
【図３】本発明の第１実施の形態を示す気流拡散板取り付け部を示す。
【図４】本発明の空気の流れの解析結果を示す。
【図５】従来構造の例を示す。
【図６】従来構造の空気の流れの解析結果を示す。
【図７】従来構造の山形パンチングを用いた例を示す。
【図８】従来構造の山形パンチング板を用いた例の空気の流れの解析結果を          示す。
【図９（ａ）】解析条件の断面計算の設定を表す入力部を示す。
【図９（ｂ）】解析条件の解析範囲を示す。
【図１０】拡散板を上方から見た図の例を示す。
【図１１】拡散板を斜め上方から見た図の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１を示すファンフィルタユニットの縦断面図及び横断面図を示す。図２は、図１に示したファンフィルタユニットの下面吹き出し部のコーナー部の拡大図である。図３は気流拡散板の取り付け部を示す。
【００１５】
コンベンショナル方式のクリーンルーム用ファンフィルタユニットは、ダクト接続部１に建屋ダクトを接続し、遠方よりダクトにより給気する方式をとるのが一般的である。
【００１６】
ファンフィルタユニットは、全体を本体ケース２とフィルタケース３で形成し、その内部にファンケース４を配置し、ファンケース４内にファンランナ５とモータ６があり、ファンランナ５は給気口であるベルマウス３で上部を保護されている。フィルタケースは筐体と拡散板を覆うように配置される。なおフィルタケースの底面はパンチング加工を施されており、側面部は後述の折り曲げ部より低い位置に開口部が設けられていることが望ましい。開口部についても後述する。
【００１７】
本実施例では、ファンランナ５は、ターボファンやファンランナに代表されるファンであれば特に限定する必要はない。ファンランナ５は筐体の上部の面である天板と後述のフィルタとの間に、天板と略並行に配置される。ファンケース４の下部には、ＨＥＰＡフィルタ６を固定する。ＨＥＰＡフィルタ６は、フィルタケース３に溶接されたスタッドボルト７に拡散板８を座付ナットなどで締め付けて固定する。つまり、フィルタは拡散板８（拡散部材）のフィルタ取付け部に取り付けられる。
ＨＥＰＡフィルタ６により空気中の塵埃９は除去され、清浄空気となりＨＥＰＡフィルタ２次側（下側）に送られ、多孔板10を通り、クリーンルーム内に送風される。多孔板10は、φ1〜φ3程度の全面パンチング板であり、４辺15ｍｍ程度曲げた形状であり、曲げ部分も気流の経路となり得る構造である。便宜上、ＨＥＰＡフィルタ６はＨＥＰＡフィルタとして説明するが、例えばＵＬＰＡフィルタ等に代表される他のフィルタであってもよい。
【００１８】
拡散板８は、鋼板製の一体成型された部品であり、中央部は角穴が開いており、端部は４辺20〜30°の折り曲げ部がある。一体成型によらずとも製作でき、溶接やリベットで接合してもよい。ただし、コストを考えれば一体成型製作することが望ましい。この折り曲げ部の先端は、筐体とは異なる方向つまり上方を向くように折り曲げられている。
【００１９】
また、前記折り曲げ部とＨＥＰＡフィルタ６を形成するフレーム間の距離は、約１５ｍｍの距離をとる。距離は１０から２０ｍｍであってもよいことが実験により確認された。なお、５ｍｍ程度の小さい値では、ダウンフローが強くなり拡散効果が弱くなることが確認された。
【００２０】
拡散板８を上方から見た図を図１０に示す。拡散板８の中央部分は、フィルタ取り付け部２００であって、フィルタを取り付けるようにできている。この拡散板８は、筐体の下面に設置されている。
また、拡散板８の左右方向の端部には折り曲げ部２０１が有しており、前後方向の端部には折り曲げ部２０２を有している。折り曲げ部２０１と２０２の折り曲げ方向は、拡散板８をファンフィルタユニットに取り付けた場合に、下向き（ファンフィルタユニットを中心としてクリーンルーム側）となる。折り曲げ部２０１と２０２の角度は、折り曲げ部は曲線上に傾斜がつけるような形状でもよい。すなわち、折り曲げた部分から端部までＲを付けるような形状であってもよい。
【００２１】
上記に示した図１に示す構成の空気の流れの解析を行った。その結果を図４に示す。拡散板８から下方に流れた気流は風速１ｍ／ｓ程度となって多孔板１０から吹き出し、吹き出した空気は一部拡散されるが、一部は多孔板１０の直下で渦流を形成し、多孔板１０の側面に戻り、フィルタケース側面の角形スリット１１に戻り、再度室内に拡散されることが確認された。この気流の形成により、多孔板から500mm程度の下方部分では、ほぼダウンフローが形成されており、作業領域となる１ｍ下方付近では、乱流のないダウンフローを形成できる。
【００２２】
本願発明との比較のため、従来構造の例を図５に示す。ＨＥＰＡフィルタ６は、鋼板製のＬ形金具１２で固定され、その下部に従来構造の多孔板１３がある。従来構造の多孔板１３は、全面がφ１〜φ３程度の全面パンチング板１４と鋼板製部品を曲げたパンチング板ガイド１５を溶接した構造である。
【００２３】
上記に示した従来構造を示す図５の例の空気の流れの解析結果を図６に示す。従来構造の多孔板１３から吹き出した清浄空気は、室内の下方に行くに従い広がる。やがて乱流部１６を形成し、気流がよどみ塵埃だまりの要因となる。
【００２４】
また、別の従来構造で、山形パンチング板を用いた例を図７に示す。従来、気流を拡散する場合に一般的に用いられている山形パンチング板１７は、傾斜部もパンチング構造となっている。
【００２５】
上記に示した従来構造の山形パンチング板を用いた例の空気の流れの解析結果を図８に示す。山形パンチング板１７から室内に気流が拡散されるが、風速分布が悪く、室内で気流が不安定な乱流部１８を形成し、気流がよどみ塵埃だまりの要因となる。
【００２６】
前記従来構造に対し、実施例１の構造をとる本発明は、多孔板１０から吹き出した清浄空気が風速分布の良好な気流が全体に広がり、室内の下方に行くに従い期待するダウンフローを形成でき、気流のよどみが発生しないことが分かる。
【００２７】
また、図４、６、８に示した解析用簡易モデルを解析する条件を図９に示す。
図９は解析する条件を示し、図９（ａ）は、断面計算の設定を表す入力部を示し、図９（ｂ）は、解析する範囲を示している。図９（ａ）において、ファンフィルタユニットの解析用簡易モデルの高さ方向をｙ方向、幅方向をｘ方向、奥行方向をｚ方向とすると、ｙ方向に断面数を２１０とし、ｚ方向を４５、ｘ方向を１５０に分割して解析とすると、ボクセルサイズ表示は約１４０万セルとなり、解析範囲は図９（ｂ）に示すようにファンフィルタユニット全体を包括する範囲である。
【００２８】
上記実施例１の構成によれば、クリーンルーム用ファンフィルタユニットにおいて、良好な気流拡散効果により、作業空間にダウンフローを形成し、作業空間で発生した飛沫（エアロゾル）が巻き上がること無く、効率よくクリーンルームを形成し、ファンフィルタユニットをクリーンルーム全体に配置しなくても乱流の発生を抑制できるファンフィルタユニットを提供することが可能となる。また、ダウンフローを形成することによって、クリーンルーム全体にファンフィルタユニットを配置する必要がなくなるため、ファンフィルタユニットの台数を従来よりも抑えることができ、装置購入のための初期費用と性能保持のためのメンテナンス費用を抑えるとともに省エネが期待できる。
【００２９】
また、製作までの工程数が多くコストが高い山形のパンチング板を使用しないため、コストダウンに貢献できる。
【００３０】
また、例えばコンベンショナル方式のクリーンルームのファンフィルタユニットに適用することによって、一部の乱流域による塵埃の滞留を抑制でき、高清浄度なクリーンルームに適さないという課題を解決することができる。
【００３１】
また、気流拡散板の配置と面積を適切に設定することにより、気流拡散効果と遮音効果を発揮することにあり、ファンフィルタユニットの直下のみ風速が早く、ドラフトを生じさせるという問題を解決できる。
【００３２】
また、クリーンルームを形成するにあたり、バッフル板のような気流の障害となる邪魔板により、機内抵抗となることがなく、気流拡散機能を発揮することにより、必要なファンフィルタユニット台数を削減でき、省エネにも貢献できる。
【００３３】
また、山形の多孔板が室内天井部から突出することがないため、空間の占有率を下がることによってクリーンルーム内の空間をより広く使うことができ、クリーンルームの設計自由度を向上させることに貢献できる。
【００３４】
気流拡散板は、適切な開口面積にすることにより、気流拡散効果のみならず、遮音効果も期待でき、また、ＨＥＰＡフィルタに代表されるフィルタを一体成型された部品で固定することにより、フィルタを均等に締め付けられるので、フィルタの締め付け不良による塵埃のリークを防止することができる。
（実施例２）
次に、本発明の実施例２の形態を示す気流拡散板取り付け部を図３に示す。
フィルタケースの側面には、縦１０×横１００ｍｍ程度の角スリットが複数個あり、開口面積は、実験の結果フィルタケース下面の開口の約３０％が望ましい。開口部はどのような形状でもよく、例えば複数の孔から構成されていても、大型の単一の孔や、複数サイズの孔の組み合わせでもよい。また、形状は丸型や角型の孔でもよい。金型の製作の都合上丸型の孔を空けると一般的な加工が行えることからコスト上望ましいといえる。
【００３５】
図３において、拡散板８の下面からみた面積をフィルタケース３の開口面積について解析を行った結果、開口面積が２５から３５％程度にした場合に、気流拡散効果はより効率がよくなることが求められた。拡散板８とフィルタケースの開口部の面積２５から３５％の構成をとることによって実施例１よりもさらに遮音効果が得られる。
【００３６】
また、開口部を有していることから、フィルタケースの軽量化に寄与することができる。さらに、クリーンルームの施工時やメンテナンス時には、作業者の負担を減らすことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 
【符号の説明】
【００３８】
１‥ダクト接続部
２‥本体ケース
３‥フィルタケース
４‥ファンケース
５‥ファンランナ
６‥モータ
７‥スタッドボルト
８‥拡散板
９‥空気中の塵埃
１０‥多孔板
１１‥フィルタケース側面の角形スリット
１２‥Ｌ形金具
１３‥従来構造の多孔板
１４‥φ１〜φ３程度の全面パンチング板
１５‥パンチング板ガイド
１６‥乱流部
１７‥山形パンチング板
１８‥不安定な乱流部
２００‥フィルタ取付け部
２０１，２０２‥拡散板端部の折り曲げ部分
【図１】
2015068562.tif 000003
【図２】
2015068562.tif 000004
【図３】
2015068562.tif 000005
【図４】
2015068562.tif 000006
【図５】
2015068562.tif 000007
【図６】
2015068562.tif 000008
【図７】
2015068562.tif 000009
【図８】
2015068562.tif 000010
【図９（ａ）】
2015068562.tif 000011
【図９（ｂ）】
2015068562.tif 000012
【図１０】
2015068562.tif 000013
【図１１】
2015068562.tif 000014