JP3305936B2 - ファンフィルタユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばクリーンル
ームなどで用いられているファンフィルタユニットに関
するものであり、特にファンフィルタユニットに用いら
れている遠心送風機の近傍に位置するファンケーシング
の新規な構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】既に本出願人は、特公平４−５４１４０
「クリーンルーム構築システム」や実開平１−１０２６
４０「清浄室装置」において、ケーシングの上部に吸込
口、下部に吹出口を有し、モータによって駆動される遠
心式ファンの作用により、前記吸込口から吸い込まれた
空気をフィルタを介して前記吹出口から吐出させるファ
ンフィルタユニットを提案している。

【０００３】具体的に図に基づいて説明すると、図８
は、従来技術にかかるファンフィルタユニット１０１の
外観、図９は同じく平面断面、図１０はこのファンフィ
ルタユニット１０１の側面断面の概略を示しており、略
直方体で下面が開口したケーシング１０２の天板１０３
には、吸込口１０４が形成されている。この吸込口１０
４の中央には、遠心送風機タイプのファン１０５を回転
させるモータ１０６が支持金具１０７によって支持され
ている。一方ケーシング１０２の底部には、例えばＵＬ
ＰＡフィルタなどの高性能フィルタ１０８が装着されて
おり、ケーシング１０２の下面開口部に位置するこの高
性能フィルタ１０８の下面側が吹出口１０９を形成して
いる。

【０００４】ファン１０５の周囲には、ファン１０５が
吹き出す風を高性能フィルタ１０８へと吹き出させるた
めのファンケーシング１１０が設けられている。図８〜
図１０に示されたファンフィルタユニット１０１のファ
ンケーシング１１０は、いわゆるスクロールタイプであ
り、ファン１０５からの風を２つの方向に螺旋状に限定
しつつ、かつ風路の断面積が徐々に大きくなるような形
態を有し、少なくともこれら２つの側面に曲面部と平坦
面部とが連続して形成された複雑な形状を有している。

【０００５】かかる形態のファンケーシング１１０を使
用した場合には、吹き出し方向が２つの方向（図１１中
の矢印）に限定されるものの、ファン１０５を回転させ
たときに増大する動圧を効率よく静圧に変換することが
できる。これによってファン１０５の効率が向上し、フ
ァン１０５にかかる機外静圧の変化による風量の変化が
少ないという効果が得られる。

【０００６】前記したような、ファン１０５が吹き出す
風を、高性能フィルタ１０８へとガイドして吹き出させ
るためのファンケーシングの形態は、その他図１１、図
１２に示したタイプのものもある。即ち、図１１、図１
２に示したファンケーシング１１１は、板材の長手方向
両端部を適宜折曲して傾斜面１１１ａ、１１１ｂを形成
すると共に、２つの端部１１１ｃ、１１１ｄと、ケーシ
ング１０２との間に吹き出し用の空隙を確保した簡易な
形態を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらまず前記
したスクロールタイプのファンケーシング１１０は、既
述したように複雑な形状を有しているため、その製作は
容易ではなく、コストもかさんでしまう。

【０００８】これに対し、板材の長手方向両端部を適宜
折曲した形態のファンケーシング１１１は、製作は極め
て簡単であるが、スクロール部分がないため、風の流れ
場に乱れ域（例えば図１１中の斜線部）が多く、スクロ
ール型に比べると同じ機外静圧下において風量が少ない
という問題があり、性能の点で前記スクロール型より劣
っている。また騒音も大きいものであった。

【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、製作が容易でかつ前記スクロール型の長所を備え
たファンケーシングを採用したファンフィルタユニット
を提供して、前記問題の解決を図ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１のファンフィルタユニットは、４つの側板
によって側面が形成されているケーシングの上部、例え
ば天板に吸込口を有し、当該ケーシングの下方に吹出口
を有し、当該ケーシング内に設けた遠心送風機の作用に
より、前記吸込口から吸い込まれた空気を、前記遠心送
風機の近傍に位置するファンケーシングによってガイド
して吹き出させ、最終的にはフィルタを通して前記吹出
口から吐出させる如く構成されたファンフィルタユニッ
トにおいて、前記ファンケーシングが、遠心送風機の下
側に位置する底面部とこの底面部上に設けられかつ前記
遠心送風機を挟んで向かい合う２つの側面部とからな
り、まず前記底面部は四角形の平板形状であって、この
底面部の前後端部は、前記ケーシングにおける対向する
１組の側板と夫々接し、この底面部の左右端部は前記ケ
ーシングの対向する他の１組の側板との間に夫々空隙を
確保した形態、即ち底面部の１組の両端部がケーシング
における対向する１組の側板と夫々接しており、底面部
の他の１組の両端部がケーシングの対向する他の１組の
側板との間に空隙が生ずるような形態となっている。

【００１１】一方前記各側面部は、夫々側面が第１の側
板、第２の側板及び第３の側板の３つの側板によって形
成されており、第１の側板はケーシングの前記１組の側
板のうちの１つの側板と接し、第２の側板はケーシング
の前記他の１組の側板のうちの１つの側板に面し（平行
に面しない方がよい）、第３の側板は遠心送風機に面
し、かつこの第３の側板は前記遠心送風機に向けて凹に
湾曲した形状をなしていることを特徴とするものであ
る。

【００１２】以上のような特徴を有するファンケーシン
グは、板状の底面部と、外形が略三角柱の形態を有する
２つの側面部とによって構成されているので、まず製作
が非常に容易である。そして遠心送風機の径方向に吹き
出された風は、側面部における第３の側板に沿って底面
部の左右端部外方に位置するケーシングの対向する他の
１組の側板との間に空隙に向けて、ほぼスクロール状に
吹き出され、当該空隙からケーシング下方へ、即ちフィ
ルタ、吹出口部分へと導かれる。即ち、いわば流れ場の
乱れ域に限定した格好でスクロール部分が配置されて、
ファン効率が向上することになる。従って、ファン効率
は良好であり、騒音も小さい。

【００１３】なお側面部の上下面は、それぞれケーシン
グの天板と前記底面部に接するように設定すればよい。
この場合、上下面はそれぞれ独立した板材で構成しても
よい。そうすれば、部材数、重量の低減を図ることがで
きる。もちろん各々個別に天板、底板を側面部の上下面
に接合した形式をとってもよい。

【００１４】発明者らの知見によれば、前記したファン
フィルタユニットにおけるファンケーシングにおける側
面部の第３の側板の湾曲部分は、請求項２に記載したよ
うに、平面からみて円弧形状を呈し、当該円弧部分の中
心角が６０゜〜９０゜となるように設定すれば、風の流
れ場の乱れ域により適応して側面部が設置でき、より好
ましい。

【００１５】なおファンケーシングにおける側面部の第
３の側板の湾曲部分は、平面からみて曲率が次第に異な
る曲線形状、例えばサイクロイド曲線を呈するように構
成してもよい。この場合、ファンに向き合う部分の広さ
は、ファンの中心角が６０゜〜９０゜に対応するように
すれば好ましい。

【００１６】さらにまたファンケーシングにおける側面
部の第１の側板はケーシングの側板によって形成されて
いるように構成してもよい。即ち、側面部の第１の側板
は、ケーシングの１組の側板と接するものであるから、
ケーシングの側板をもって側面部の第１の側板を兼用し
てもよい。そうすれば、ファンケーシングの側面部を構
成する部材数の低減が図れ（結果的に部品としては第
１、第２の２つの側板によって側面部が形成されること
になり）、ファンフィルタユニット自体の重量の低減が
図れる。

【００１７】そして本発明では，底面部の左右端部近傍
に、ケーシングの上部に近づく斜面部を形成しているの
で，遠心送風機を作動させた際に増大する動圧の静圧へ
の変換効率をさらに高めることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明すれば、図１、図２、図３は夫々本実施形
態にかかるファンフィルタユニット１の概観、平面、縦
断面を示しており、このファンフィルタユニット１は、
略直方体のケーシング２の下部に下面開口部を閉塞する
ように水平方向に収納されたＵＬＰＡフィルタ３を有し
ており、当該ＵＬＰＡフィルタ３の下面が吹出口４を形
成している。ケーシング２の上部には天板５が設けられ
ており、この天板５のほぼ中央部には、円形に開口され
た吸込口６が形成されている。

【００１９】この吸込口６の中心には、４つの支持片７
によって天板５に支持されたファンモータ８が位置して
いる。なおファンモータ８は、ファン９の下部に位置さ
せるようにしてもよい。即ちファンケーシング１１の上
にモータ８が支持され、その上にファン９が設けられる
構成としてもよい。そして前記ファンモータ８によって
回転する遠心送風機タイプのファン９は、吸込口６の下
部に位置し、その周囲には、下面から外周にかけて、図
４にその概観を示したファンケーシング１１が設けられ
ている。

【００２０】このファンケーシング１１は、図３〜図６
に示したように、平面が長方形の底面部１２と、２つの
側面部１３、１４とによって構成されている。

【００２１】前記底面部１２は長方形の薄板からなり、
その左右の端部１２ａ、１２ｂ近傍をそれぞれ２カ所で
折曲した形態を有しており、これによって斜面部１２
ｃ、１２ｄが左右の端部１２ａ、１２ｂ近傍に形成され
ている。これら斜面部１２ｃ、１２ｄの存在により、縦
方向の断面積を徐々に増大させることかでき、増大する
動圧を効率よく静圧に変換することができる。

【００２２】この底面部１２の左右の端部１２ａ、１２
ｂとケーシング２の側板２ａ、２ｂとの間には、風を吹
き出させるための空隙Ｗが確保されている。他方、底面
部１２の前後の端部１２ｅ、１２ｆは、それぞれケーシ
ング２の他の側板２ｃ、２ｄの内側表面に接している。
なお前記ファン９の下面、即ちファンランナはこの底面
部１２と接している。もちろんそのようにファン９の下
面と底面部１２の上面とを必ずしも同一レベルにする必
要はなく、ファン９の下面が底面部１２の上面よりも高
い位置にあってもよい。

【００２３】一方前記側面部１３、１４は同形同大であ
って、例えば側面部１４を例にとって、説明すると、こ
の側面部は３つの側板、即ち第１の側板１４ａと、第２
の側板１４ｂと第３の側板１４ｃによってその側面が形
成され、天板１４ｄと底板１４ｅによってその上下面が
構成されている。なお天板１４ｄは、それぞれケーシン
グ２の天板５の内側面と密着し、底板１４ｅは、底面部
１２の表面と密着している。したがって、これら天板１
４ｄ、底板１４ｅはそれぞれケーシング２の天板と前記
平面部１２で形成してもよい。即ち省略してもよい。

【００２４】第１の側板１４ａは、長方形の薄板で形成
され、ケーシング２の側板２ｃと密着している。したが
って、この第１の側板１４ａもこのケーシング２の側板
２ｃが兼用してもよい。即ち結果的にこの第１の側板１
４ａは省略して構成できるものである。

【００２５】第２の側板１４ｂも基本的には長方形の薄
板で形成されているが、第３の側板１４ｃとの境目は、
外方に凸に湾曲した形状となっている。そしてこの第２
の側板１４ｂは、ケーシング２の側板２ｂに面してい
る。この場合第２の側板１４ｂは、図５に示したよう
に、平面からみてある程度斜めに面するように設定する
ことにより、乱れの発生を抑えることができる。具体的
には、第２の側板１４ｂとケーシング２の側板２ｂとが
おりなす角度が１５゜〜４５゜程度となるように設定す
ることが好ましい。

【００２６】第３の側板１４ｃは、第３の側板１４ｃも
長方形の薄板で形成されており、平面からみて円弧状に
成形され、ファン９に向けて凹に湾曲した形態を有して
いるが、図７に示したように当該円弧部分の中心角θ
は、本実施形態において９０゜に設定され、またその曲
率半径は、ファン９の外周のそれよりも大きいものとな
っている。

【００２７】なおこの第３の側板１４ｃの長さ、即ち曲
率半径の大きさや中心角θは、必要に応じて変更可能で
ある。例えば中心角θは、６０゜〜９０゜の間の任意の
角度に設定できる。そして前記中心角θの基部となる中
心Ｐは、ファン９の中心とはずれており、その結果、第
３の側板１４ｃとファン９との間の空隙は、ケーシング
２の側板２ｂに向かうにつれて大きくなっている。

【００２８】以上の構成を有する側面部１４の３つの側
板、即ち第１の側板１４ａ、第２の側板１４ｂ及び第３
の側板１４ｃは、１つの長尺の長方形の薄板を適宜折曲
することによって、容易に形成することができる。した
がって、その製作は極めて簡単である。

【００２９】以上の構成を有する側面部１４とファン９
を挟んで向かい合っている残りの側面部１３もこの側面
部１４と全く同一の構成を有し、前記第１の側板１３
ａ、第２の側板１３ｂ及び第３の側板１３ｃと、天板１
３ｄ、底板１３ｅによって構成されている。

【００３０】前記底面部１２と前出ＵＬＰＡフィルタ３
との間の空間には、気流の流路を形成するガイド板１６
が水平に設けられ、このガイド板１６の上面には吸音材
１７が設けられている。そして前記流路の吹出し側に
は、拡散板１８が設けられている。なお前出天板５の一
側上面には、補助端子台１９及び操作端末機となるター
ミナルユニット２０が設けられている。

【００３１】本実施形態にかかるファンフィルタユニッ
ト１は、以上の構成を有しており、ファンモータ８を駆
動させてファン９を回転させると、吸込口６から吸い込
まれた空気は、図１の矢印に示した流れに沿って吹き出
され、ＵＬＰＡフィルタ３によって清浄化された後、下
部の吹出口４から下方に吐出される。

【００３２】このときファン９からの風は基本的に径方
向に吹き出されるが、平面からみた図５、側面からみた
図６にも示したように、側面部１３、１４の各第３の側
板１３ｃ、１４ｄによって前記ファン９から出た風は、
ほぼスクロール状にガイドされて、底面部１２の端部１
２ａ、１２ｂとケーシング２の側板２ａ、２ｂとの間の
空隙Ｗを通じて吹き出されてガイド板１６に到達する。

【００３３】したがって、ファン９の効率は良好であ
る。実際に本実施形態にかかるファンフィルタユニット
１と図１１、図１２に示したタイプのものとを作動させ
て比較すると（同一ファン、同一ファンモータを使
用）、機外静圧が１０mmＡｑ時で、本実施形態にかかる
ファンフィルタユニット１の方が、０．８ｍ³／ｍｉｎ
多い風量が観測できた。しかも消費電力についても本実
施形態にかかるファンフィルタユニット１の方が、最大
で１６Ｗも消費量が少なかった。また騒音も小さいもの
であった。

【００３４】そのうえファンケーシング１１の底面部１
２、側面部１３、１４の製作は、既述したように、極め
て簡単であり、製造コストも従来のスクロール型タイプ
のものと比べるとはるかに低廉である。

【００３５】なお前記実施形態における第３の側板１４
ｃは、平面からみて円弧状に形成されていたが、これに
限らず曲率が次第に異なるような曲線、例えばサイクロ
イド曲線などで構成してもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明にかかるファンフィルタユニット
によれば、流れ場の乱れ域に限定した格好でスクロール
部分を配置しており、既述した従来のスクロール型のフ
ァンケーシングよりもその製作が非常に簡単である。し
かも従来の薄板の両端部のみを折曲したタイプのものよ
り、ファン効率が良好であり、騒音も少ない。

【００３７】

【００３８】

【００３９】しかも遠心送風機を作動させた際に増大す
る動圧の静圧への変換効率をさらに高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかるファンフィルタユニ
ットの概観を示す斜視図である。

【図２】図１のファンフィルタユニットの平面図であ
る。

【図３】図１のファンフィルタユニットの縦断面図であ
る。

【図４】図１のファンフィルタユニットにおけるファン
ケーシングの斜視図である。

【図５】図４のファンケーシングの平面図である。

【図６】図４のファンケーシングの正面図である。

【図７】図４のファンケーシングにおける側面部の平面
図である。

【図８】従来技術にかかるファンフィルタユニットの斜
視図である。

【図９】図８のファンフィルタユニットにおけるスクロ
ールタイプのファンケーシング及びその風の流れを示す
横断面図である。

【図１０】図８のファンフィルタユニットのファンケー
シングによる風の流れを示す縦断面図である。

【図１１】他の従来技術にかかるファンフィルタユニッ
トのファンケーシング及びその風の流れを示す横断面図
である。

【図１２】図１１のファンフィルタユニットのファンケ
ーシングによる風の流れを示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ファンフィルタユニット ２ ケーシング ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 側板 ３ ＵＬＰＡフィルタ ４ 吹出口 ５ 天板 ６ 吸込口 ９ ファン １１ ファンケーシング １２ 底面部 １２ａ、１２ｂ 端部 １２ｃ、１２ｄ 斜面部 １３、１４ 側面部 １３ａ、１４ａ 第１の側板 １３ｂ、１４ｂ 第２の側板 １３ｃ、１４ｃ 第３の側板 Ｗ 空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三澤 雄一 神奈川県相模原市東橋本２−15−19− 402 (72)発明者 野田 知義 東京都多摩市永山４−４−13−903 (56)参考文献 実開 平６−57416（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 46/00 - 46/54 F24F 7/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４つの側板によって側面が形成されてい
   るケーシングの上部に吸込口を有し、当該ケーシングの
   下方に吹出口を有し、当該ケーシング内に設けた遠心送
   風機の作用により、前記吸込口から吸い込まれた空気
   を、前記遠心送風機の近傍に位置するファンケーシング
   によってガイドして吹き出させ、最終的にはフィルタを
   通して前記吹出口から吐出させる如く構成されたファン
   フィルタユニットにおいて、 前記ファンケーシングが、遠心送風機の下側に位置する
   底面部とこの底面部上に設けられかつ前記遠心送風機を
   挟んで向かい合う２つの側面部とからなり、 前記底面部は四角形の平板形状であって、この底面部の
   前後端部は、前記ケーシングにおける対向する１組の側
   板と夫々接し、この底面部の左右端部は前記ケーシング
   の対向する他の１組の側板との間に夫々空隙を確保し、 前記各側面部は、夫々側面が第１の側板、第２の側板及
   び第３の側板の３つの側板によって形成され、 第１の側板はケーシングの前記１組の側板のうちの１つ
   の側板と接し、第２の側板はケーシングの前記他の１組
   の側板のうちの１つの側板に面し、第３の側板は遠心送
   風機に面し、かつこの第３の側板は前記遠心送風機に向
   けて凹に湾曲した形状をなし，前記底面部の左右端部近傍には、ケーシングの上部に近
   づく斜面部が形成された ことを特徴とする、ファンフィ
   ルタユニット。