JPH07171327A - 低圧力損失型エアフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力損失を増加させることなく、化学成分の
除去率を向上させることのできる低圧力損失型エアフィ
ルタを提供する。 【構成】 外枠で支持された空間に、布状のフィルタ素
材１と、該フィルタ素材間にガス流路を形成するための
セパレータ２とを積み重ねて固定したエアフィルタにお
いて、前記ガス流路４がフィルタ素材１の折り目３に対
して平行な流路を形成するか、及び／又は、前記セパレ
ータが多孔板又は網から形成される低圧力損失型エアフ
ィルタとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低圧力損失型エアフィ
ルタに係り、特に、ＬＳＩ産業において使用されるクリ
ーンルーム内の浄化に用いられるエアフィルタに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの集積度が高まるにつれて、クリ
ーンルームの清浄度に対する要求は、より厳しい基準が
加えられる傾向にあり、最近では、従来対象とされてい
た微粒子以外に、半導体の品質や半導体製造設備の機能
に悪影響を与えているとされる、アンモニアをはじめと
する塩基性ミストガスも塩酸、フッ酸などの無機系酸性
ミストガス、および一部の有機酸系ミストガス成分につ
いても極めて微量なレベルに抑えることが求められてい
る。

【０００３】これらの化学成分の除去には、活性炭に代
表される吸着剤や、イオン交換繊維を素材とするフィル
タが用いられているが、微粒子に関する清浄度の基準も
同時に満たすために、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィ
ルタなどの微粒子除去用フィルタと併用される場合が多
い。フィルタの圧力損失は、動力源のファン、ブロワの
負荷を少なくしつつ所定の送風量を確保する意味から、
できるだけ低くすることが望ましいが、既存の微粒子除
去フィルタに加えて化学成分を除去するフィルタを設け
る場合には、クリーンルーム内の風量が低下しないよ
う、特に圧力損失の低いフィルタが求められ、しかも化
学成分に対しては高い除去率が求められる。

【０００４】従来、濾過面積を多くするために、帯状の
フィルタ素材をプリーツ状に折り畳んでユニット化した
フィルタでは、図２に示されるように、処理しようとす
るガスを前記プリーツ１の折り目３に対して直角な方向
４に流すため、ガスは流路の途中で生じる圧力差に応じ
て、フィルタユニット内のどこかで必ず上流側から下流
側へフィルタ素材を透過することになる。従って、フィ
ルタ素材に沿ってフィルタユニット内を通過する際の抵
抗（即ち構造圧損）の他に、フィルタ素材を透過する際
の抵抗（即ち膜圧損）が加わるため、圧力損失を低くす
ることが困難であり、化学成分の除去能力に優れる帯状
素材であっても、圧力損失の点からフィルタとしての用
途が狭められていた。

【０００５】布状のフィルタ素材を重ねて使用する場合
には、多くの場合フィルタ素材の間にセパレータを入
れ、ガスの流路となる隙間をもうけているが、従来のフ
ィルタではセパレータに金属やプラスチック、再生紙な
どの平板を波状に成形加工したものを使用しており、セ
パレータの表面が平滑であった。このため、処理しよう
とするガスの流れは乱れが少なく、ガス中の化学成分と
フィルタ素材との接触が十分行なわれないままフィルタ
を通過することになり、ガス中の化学成分に対する除去
率の低下が避けられなかった。逆にセパレータによる隙
間を小さくしてフィルタ素材の密度を高くしたり、フィ
ルタ素材自体をハニカム状に加工するなどして、処理し
ようとするガスとフィルタ素材との接触面積を増やし、
化学成分の除去率を上げようとすると、圧力損失が極端
に高くなったり、フィルタの重量が重くなる、フィルタ
の成形に手間がかかるなどの問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術のもつ問題点を解決し、圧力損失を増加させることな
く、化学成分の除去率を向上させることができる低圧力
損失型エアフィルタを提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、外枠で支持された空間に、帯状のフィ
ルタ素材を折り畳んで固定してガス流路を形成したエア
フィルタにおいて、前記ガス流路が、フィルタ素材の折
り目に対して平行な流路を形成する低圧力損失型エアフ
ィルタとしたものである。また、本発明では、外枠で支
持された空間に、布状のフィルタ素材と、該フィルタ素
材間にガス流路を形成するためのセパレータとを積み重
ねて固定したエアフィルタにおいて、前記セパレータが
多孔板、又は網から形成される低圧力損失型エアフィル
タとしたものである。

【０００８】さらに、本発明では、外枠で支持された空
間に、帯状のフィルタ素材と、該フィルタ素材間にガス
流路を形成するためのセパレータとを積み重ねて固定し
たエアフィルタにおいて、前記ガス流路がフィルタ素材
の折り目に対して平行な流路を形成すると共に、前記セ
パレータが多孔板又は網から形成される低圧力損失型エ
アフィルタとしたものである。上記フィルタにおいて、
フィルタ素材は、処理しようとするガス中に含まれる気
体、液体、又は固体の１種以上の物質に対して、物理化
学的な捕集、浄化の作用を有するものがよい。

【０００９】本発明は、前記のごとき従来のエアフィル
タのもつ構造上の欠点を排除しようとするもので、帯状
のフィルタをプリーツ状に折り畳んでスリット状の流路
を形成し、これに処理しようとするガスをフィルタ素材
に沿って平行に通過させるだけとし、フィルタ素材を透
過することがない構造としたことを特徴とする。本発明
によれば、たとえばガスの透過性が全く無い素材であっ
ても、処理しようとするガス中の化学成分に対する吸着
やイオン交換の作用は、スリット状の流路を通過する際
に行なわせることができ、同時に圧力損失の低いフィル
タユニットを実現することが可能である。

【００１０】また、本発明は、セパレータに多孔板、あ
るいは網を使用し、セパレータ周囲のガスの流れに乱れ
を生じせしめ、処理しようとするガスとフィルタ素材と
の接触が十分に行なわれる構造としたことを特徴とす
る。本発明のフィルタ素材の例であるガス吸着膜は、市
販の合成繊維を原綿とした不織布、そして又はそれに例
えば親水化もしくは疎水化などの化学処理を施した素材
で、例えば目付５０〜５００ｇ／ｍ² 、厚み０．２〜
５．０ｍｍ、空隙率５０〜９５％である。このフィルタ
素材はプリーツ状に折り畳んで、フィルタ素材の間に流
路を確保するためのセパレータを組み込み、側面を接着
剤で外枠に固定したユニットとして使用される。

【００１１】

【作用】本発明者では、処理しようとするガスをプリー
ツの折り目に対して平行に流すようにして、フィルタ素
材を透過する際の抵抗が生じない構造とすることで、圧
力損失の低いフィルタユニットとなった。本発明者は、
セパレータに多孔板あるいは網を使用し、処理しようと
するガスの流れに乱れを発生させ、セパレータの周囲で
ガスの攪拌、混合が容易に行なわれる構造とすること
で、ガス中の化学成分や帯電粒子に対して高い除去効率
を有し、かつ圧力損失の少ないフィルタユニットとなっ
た。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 図１に記載のような平行流型のフィルタモジュールを作
成した。フィルタモジュールは合成繊維を原綿とした不
織布のフィルタ素材１にアルミニウム製の波型セパレー
タ２が挿入されており、フィルタ素材１の折り目３はガ
ス流路４と平行に設けられている。

【００１３】次に該フィルタモジュールの基本仕様を示
す。 （１）外形寸法；１１０×１１０×７０（ｍｍ）、（材
質；アルミ） （２）開口寸法；７０×７０（ｍｍ） （３）セパレータ高さ；５ｍｍ、（材質；アルミ） （４）フィルタ型式；平行流（一段＝７０ｍｍで、２
段、３段、４段、５段作用） （５）フィルタ素材 材質：合成繊維（ポリオレフィン系不織布、親水化のた
めスルホン基を付与） 目付：２５０ｇ／ｍ² 厚み：１．０ｍｍ 空隙率：８０％

【００１４】比較のために、上記のフィルタモジュール
でフィルタ素材１の折り目３をガス流路４が通る直交流
型のモジュールを作成した。図５に、上記本発明の平行
流型のフィルタと比較のための直交流型のフィルタを用
いた圧力損失の試験結果を示す。図５に示されるよう
に、直交流型のものは入口面風速が速くなるに従って急
速に圧力損失も大きくなるが、本発明の平行流型のもの
は圧力損失はほとんどない。

【００１５】図６に、平行流型において、フィルタの長
さを長くした場合、即ち７０ｍｍ、１４０ｍｍ、２１０
ｍｍ、２８０ｍｍ、３５０ｍｍとしたときの圧力損失の
試験結果を示す。このように、フィルタの長さを長くし
ていくとそれに比例して圧力損失も上昇していく。次
に、この平行流型のフィルタを用いた場合の有害ガスの
除去試験を行った。フィルタは長さ７０ｍｍと１４０ｍ
ｍのものを用いた。

【００１６】有害ガスとしてはアンモニアを用い入口ア
ンモニア濃度を２５〜８０ｐｐｂとして、測定法は石英
インピンジャによる超純水中への空気吸収、ガス捕集法
（測定装置：イオンクロマト、DIONEX ;ＤＸ−３００）
を用いて除去率を算出した。その結果を図７に示す。図
７に示されるように、入口面風速が増加すると除去率も
低下するが、入口面風速が、７０ｍｍの場合は２．５ｍ
／ｓ、１４０ｍｍの場合は４．０ｍ／ｓでアンモニア除
去率は５０％を示し十分に実用化できるものである。

【００１７】実施例２ 図３に、図１のセパレータ２を多孔板５としたフィルタ
モジュールを示し、図４に、図１のセパレータ２を網６
としたフィルタモジュールを示す。これらのフィルタモ
ジュールの基本仕様はすべて実施例１と同じであり、た
だセパレータのみが多孔板、網に変ったものである。

【００１８】これらのフィルタモジュール（一段＝７０
ｍｍ）を用いた圧力損失とアンモニア除去率の試験を行
った。図８に入口面風速と圧力損失の結果を示す。また
図９に入口面風速とアンモニア除去率の結果を示す。図
からもわかるように、圧力損失は網において非常に少な
く、またアンモニア除去率は多孔板を用いた場合の方が
良いが、平板にくらべると、多孔板、網ともに優れてい
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、例えばＬＳＩ産業のク
リーンルームの浄化用として、従来は圧力損失の制約か
らフィルタを取付けることが出来なかった所にも化学成
分除去用のエアフィルタが使用可能となる。また、ガス
の透過性が低いためにフィルタとして使用することが出
来なかった化学成分除去用の素材も、プリーツ状に折り
畳んでフィルタユニット化することが可能である。

【００２０】またセパレータに多孔板又は網を用いるこ
とによりガス中の化学成分に対して高い除去率を持ち、
かつ圧力損失の低いエアフィルタを作ることが可能であ
り、例えばＬＳＩ産業のクリーンルームの浄化用とし
て、従来は圧力損失の制約からフィルタが使用出来なか
った所にも化学成分除去用のエアフィルタを取り付ける
ことができる。また、フィルタ素材自体をハニカム状に
するなどして使用するのに比べ、加工が容易で構造が簡
単なため、安価なエアフィルタユニットの提供が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアフィルタの一例を説明する斜視
図。

【図２】従来の直交流型エアフィルタを説明する斜視
図。

【図３】本発明のエアフィルタの他の例を説明する斜視
図。

【図４】本発明のエアフィルタのもう一つの例を説明す
る斜視図。

【図５】入口面風速と圧力損失の関係を示すグラフ。

【図６】フィルタ長さと圧力損失の関係を示すグラフ。

【図７】入口面風速とアンモニア除去率の関係を示すグ
ラフ。

【図８】入口面風速と圧力損失の関係を示すグラフ。

【図９】入口面風速とアンモニア除去率の関係を示すグ
ラフ。

【符号の説明】

１：フィルタ素材、２：セパレータ、３：折り目、４：
風向、５：多孔板セパレータ、６：網状セパレータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外枠で支持された空間に、帯状のフィル
   タ素材を折り畳んで固定してガス流路を形成したエアフ
   ィルタにおいて、前記ガス流路が、フィルタ素材の折り
   目に対して平行な流路を形成することを特徴とする低圧
   力損失型エアフィルタ。
2. 【請求項２】 外枠で支持された空間に、布状のフィル
   タ素材と、該フィルタ素材間にガス流路を形成するため
   のセパレータとを積み重ねて固定したエアフィルタにお
   いて、前記セパレータが多孔板、又は網から形成される
   ことを特徴とする低圧力損失型エアフィルタ。
3. 【請求項３】 外枠で支持された空間に、帯状のフィル
   タ素材と、該フィルタ素材間にガス流路を形成するため
   のセパレータとを積み重ねて固定したエアフィルタにお
   いて、前記ガス流路がフィルタ素材の折り目に対して平
   行な流路を形成すると共に、前記セパレータが多孔板又
   は網から形成されることを特徴とする低圧力損失型エア
   フィルタ。
4. 【請求項４】 前記フィルタ素材は、処理しようとする
   ガス中に含まれる気体、液体、又は固体の１種以上の物
   質に対して、物理化学的な捕集、浄化の作用を有するこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載の低圧力損失型
   エアフィルタ。