FFU は比較的コンパクトなクリーン エア デバイスのように見えますが、分解してみると、実際には複数のコア コンポーネントが連携して動作する空気濾過システムであることがわかります。
一般的な FFU には主に次のものが含まれます。
キャビネット |モーター |ファン | HEPA/ULPAフィルター |制御システム |エアインレット構造 |エアアウトレット構造 |電気部品
これらのコンポーネントは、単にボックスにインストールされるだけではありません。
FFU の実際の設計ロジックは次のとおりです。
目標風量と風速 → 空気処理のニーズを決定 → フィルターが抵抗を発生 → ファンが対応する風量と圧力を供給 → モーターがファンを駆動 → 制御システムが動作状態を管理 → ボックスが適切な空気ダクトを形成 → 機械全体がろ過された空気を出力
したがって、FFU 構造を理解するための鍵は、単に「内部に何が入っているのか」を知ることだけではなく、さらに重要なのは、これらのコンポーネントが互いに一致する必要がある理由を理解することです。。
まずはFFUの基本構成を表で簡単に理解しましょう。
FFUの構成 |
主な機能 |
FFUの構成 |
主な機能 |
|---|---|---|---|
キャビネット |
コンポーネントの搬送とエアダクトの形成 |
モーター |
ドライブファンの動作 |
ファン |
空気量と圧力を提供する |
HEPA/ULPA |
空気粒子をフィルタリングする |
制御システム |
スタート・ストップ、速度調整、管理 |
エアインレット構造 |
空気を誘導します |
エアアウトレット構造 |
濾過された空気を出力します |
電気部品 |
電源、通信、制御 |
サイズ、風量、用途シナリオが異なると、FFU の具体的な内部構造も異なります。
たとえば、通常のクリーンルーム用 FFU と半導体装置内に設置される超薄型 FFU/EFU では、キャビネットの高さ、ファンのサイズ、フィルター構造、電気的レイアウトなどの要件がまったく異なる場合があります。
いいえ。
このボックスは FFU の最も外側の金属構造のように見えますが、構造的なサポートと内部の空気組織の役割も果たしています。
FFU キャビネットは主に次の作業を完了する必要があります。
ファンとモーターの固定 |フィルターの取り付け |制御および電気部品の手配 |内部空気通路の形成 |クリーンルームや設備に設置する場合
したがって、キャビネットの設計は設置スペースに直接影響されます。
従来のクリーンルームFFUでは長さ、幅、天井の設置方法などの確認に重点が置かれていました。
デバイス側アプリケーションは、次の点にも重点を置くことがよくあります。
全高 |空気入口位置 |空気出口方向 |ファンのレイアウト |電気インターフェースの位置 |メンテナンススペース
特に半導体装置、EFEM、SMT装置、オートメーション装置では設置スペースが比較的コンパクトになる場合があります。この場合、FFU ボックスの構造は機器自体に適合する必要があります。
ファンは、FFU 空力システムの中心コンポーネントの 1 つです。
FFU の動作後、ファンは空気の流れを維持し、フィルターとシステムによって生成される空気抵抗に打ち勝つ必要があります。
それは単純に次のように理解できます。
ファンが回転 → FFU に空気が流入 → 風量と圧力が設定される → 空気がフィルタ抵抗を克服 → ろ過された空気が空気出口面から送り出されます
したがって、FFUファンの選定は「最大風量」だけを見ることはできません。
次のことも考慮する必要があります。
ファンパラメータ |
主な内容 |
ファンパラメータ |
主な内容 |
|---|---|---|---|
風量 |
実際の空気処理能力 |
風圧 |
システムの抵抗を克服する能力 |
スピード |
動作点に影響を与える |
力 |
入力電源の状況 |
効率 |
さまざまな作業条件下での動作パフォーマンス |
ノイズ |
使用環境要件 |
速度規制 |
実行ステータスを変更する必要がありますか? |
作業点 |
システム抵抗を一致させる |
以下の点に特に注意してください。
ファンのみでテストした最大風量は、フィルターを取り付けた後の FFU 完成機の実際の風量と等しくありません。
本当に懸念すべきことは、FFU にファンを取り付けた後、実際の抵抗条件下でのファンの動作状況です。
モーターはファンの羽根車を回転させる役割を果たします。
したがって、実際にはモーターとファンが FFU の電源システムを形成します。
基本的な関係は次のように表現できます。
モーターは電気エネルギーを入力 → ファンの羽根車を駆動 → 空気の流れを確立 → フィルターとシステムの抵抗を克服 → 目標の風量を出力
FFU は、製品やプロジェクトの要件に応じて、AC、DC、EC などのさまざまなモーターとドライブのソリューションを採用できます。
さまざまなオプションは次のとおりです。
制御方法 |速度調整能力 |入力電力 |動作特性 |システムコスト
他の面でも違いがあるかもしれません。
したがって、FFU を選択する際には、単に「どのモータが優れているか」を判断するのではなく、プロジェクトの実際の動作要件に合わせて選択することをお勧めします。
FFU が本当に必要としているのは、マシン全体の動作条件を満たす電源システムだからです。
たとえば、プロジェクトには次のものが必要です。
特定のサイズ + 指定された風量 + 指定された風速 + H14 フィルター + 特定のシステム抵抗
このとき、ファンとモーターはこの動作点付近で一致する必要があります。
風量の大きいファンのみを選択する場合は、次のことは考慮しません。
フィルタ抵抗 |エアダクト構造 |ファン効率 |モーター出力 |速度調整方式
完成したマシンの最終的な動作ステータスは、プロジェクトの要件を満たさない可能性があります。
したがって、FFU 電源システムのより合理的な設計アイデアは次のとおりです。
プロジェクト要件 → 動作条件の決定 → ファンの適合 → モーターの適合 → 機械検証の完了
ファンは「空気がどのように流れるか」を解決し、フィルターは「空気がどのようにろ過されるか」を解決します。
FFU は多くの場合、プロジェクトの要件に応じて HEPA フィルターまたは ULPA フィルターを使用して構成できます。
フィルター |
共通グレード |
主な機能 |
選択上の注意 |
|---|---|---|---|
HEPA |
H13,H14 |
高効率粒子ろ過 |
効率、風量、抵抗 |
ウルパ |
U15、U16、U17 |
より高度な粒子ろ過 |
効率、耐性、アプリケーション要件 |
フィルタの選択は、効率レベルだけを考慮すべきではありません。
次の点にも注意が必要です。
ろ過効率 |定格風量 |初期抵抗 |サイズ |フィルター材質 |構造 |シール方法 |使用環境
フィルター自体も FFU エア システムの抵抗源の 1 つであるためです。
これは、FFU の構造を理解する上で非常に重要なポイントです。
空気がフィルターを通過する際に抵抗が生じます。
必要な空気の流れを維持するには、ファンがこの抵抗を克服する必要があります。
したがって:
フィルタ抵抗の変化 → システム抵抗の変化 → ファン動作点の変化 → FFU の実風量が変化する場合があります
このため、H14 フィルターを他の構造またはレベルのフィルターに単純に置き換えて、FFU の他のパラメーターをまったく調整する必要がないと考えることはできません。
フィルタ抵抗が大きく変化した場合は、ファンや機械全体の動作状態を再確認する必要があります。
単一の FFU の場合、制御システムは基本的な開始、停止、および速度調整を担当できます。
しかし、プロジェクト内に数十、数百の FFU がある場合、制御システムの重要性は大幅に高まります。
プロジェクトの構成に応じて、FFU 制御システムは次のことを実現できます。
スタート・ストップ制御 |速度調整 |パーティション管理 |作業モード |デューティモード |単一マシンの管理 |実行ステータスビュー
たとえば、クリーン ルームでは、通常の生産期間と非生産期間では、FFU の動作ステータスに対する要件が異なる場合があります。
このとき、いちいち現場に出向く必要がなく、プロジェクト設計に合わせて設備の動作モードを調整することができます。
通常、まったく同じではありません。
数が少ない小規模なプロジェクトでは、比較的単純な制御方法を使用できます。
Aili Industrial は、小規模な FFU/EFU プロジェクトに従って、対応するコントローラーを構成できます。例えば、86型コントローラは最大32台の機器を制御することができ、構成に応じてエリア、風速、発停、状態管理を行うことができます。
さらにFFU数が増加した場合には、プロジェクトに応じたコンピュータ群の制御を検討することが可能です。
コンピュータグループの制御は、システム設計に従って実行できます。
パーティション設定|作業速度設定|デューティ速度設定|起動停止管理|単体制御|運転状態管理
これは、多数の FFU システムに適しています。
空気入口構造は、FFU に空気を導入する役割を果たします。
単純な構造のように見えますが、内部の空気がファンにどのように入るかに影響します。
設計するときは通常、次のことを考慮する必要があります。
吸気スペース |ファンの位置 |設置環境 |装置の高さ |メンテナンス方法
従来のクリーンルーム用 FFU の場合、通常、設置スペースは比較的十分です。
FFU/EFU は装置側のスペースが比較的コンパクトな場合がありますので、吸気方法、ファンの配置、全高などを合わせて考慮する必要があります。
このため、装置側FFUは通常のクリーンルーム用FFUのように単純に小型化することができません。
FFU は最終的に、濾過された空気をクリーン エリアに送り込む必要があります。
そのため、「どれだけの風量」に加えて、空気出口面から出たときの空気の分布も注目に値します。
特に半導体装置、精密製造、および一部の高度な洗浄用途では、空気出口表面の風速の均一性に対してより高い要件が求められる場合があります。
空気出口の状態に影響を与える要因には次のものがあります。
ファンの構造 |ファンの位置 |ボックス内のエアダクト |フィルター構造 |排気口エリア |実使用風量
したがって、FFUは総風量の増大だけを追求することはできません。
一部の用途では、風速の均一性と気流の安定性も重要な設計パラメータです。
単一コンポーネントのパラメータは修飾されているため、FFU マシン全体の動作ステータスを直接表すことはできません。
例えば:
ファンには独自の性能曲線があります。フィルターには独自の抵抗があります。ボックスは空気の流れに影響します |制御システムによりファンの速度が変更されます
これらの部品を組み立てると、実際の FFU 動作状態が形成されます。
したがって、FFU 完全マシンは次の点に注意する必要があります。
テストの方向性 |
主な目的 |
テストの方向性 |
主な目的 |
|---|---|---|---|
風量 |
空気処理能力の確認 |
風速 |
吹出口の状態を確認する |
力 |
入力の確認 |
ノイズ |
動作環境の評価 |
運転状況 |
機器の動作確認 |
制御機能 |
速度調整と制御を確認する |
フィルター関連 |
プロジェクトの要件を確認する |
マシン全体のマッチング |
コンポーネントの連携を確認する |
Aili Industries は、ファンおよび FFU 製品の製造プロセス中に、コアコンポーネント、組み立てプロセス、および完全な機械動作に関する対応するテストを実施します。
FFU の場合、ファン、モーター、制御システム、フィルター、ボックスは互いに独立していません。
1 つのパラメータが変更されると、それに応じて他のコンポーネントを調整する必要がある場合があります。
Aili Industry は、コアコンポーネントから FFU、EFU、クリーンエア機器周辺の完全な機械まで、以下をカバーする製品システムを確立しています。
モーター→ファン→制御システム→HEPA/ULPAフィルター→板金→完全な機械の組み立てとテスト
このモデルの価値は主にプロジェクトのマッチング能力に反映されます。
例えば:
プロジェクトの変更 |
連携して検討する必要がある |
プロジェクトの変更 |
連携して検討する必要がある |
|---|---|---|---|
風量増加 |
ファン、フィルター |
高さを低くする |
ファン、ボックス、フィルター |
フィルターレベルの変更 |
抵抗、ファン |
風速の増加 |
ファン、空気圧、フィルター |
グループ制御が必要です |
モーター、制御系 |
規格外サイズ |
板金、ファン、フィルター |
特殊な環境 |
材質、構造 |
デバイス側アプリケーション |
高さ、インターフェイス、メンテナンス |
このようにして、標準 FFU、超薄型 FFU/EFU、デバイス側アプリケーション、および非標準プロジェクトに直面する場合、マシン全体のニーズに基づいてコンポーネントを適合させることができます。
いいえ、同じです。
アプリケーションシナリオ |
焦点を当てる |
アプリケーションシナリオ |
焦点を当てる |
|---|---|---|---|
クリーンルーム |
風量、フィルタリング、グループ制御 |
半導体装置 |
高さ、均一性、清潔さ |
エフェム |
サイズ、装備適応 |
SMT装置 |
設置スペース、メンテナンス |
リチウム電池 |
風量、風速、環境 |
太陽光発電 |
清浄度、システム構成 |
精密光学系 |
粒子制御、安定性 |
生物医学 |
濾過と洗浄の要件 |
したがって、FFU と呼ばれていても、異なるアプリケーションの内部構成や構造はまったく同じではない可能性があります。
寸法や価格に加えて、少なくとも以下のことを確認することをお勧めします。
確認が必要です |
主なパラメータ |
確認が必要です |
主なパラメータ |
|---|---|---|---|
ファン |
風量、風圧、風速 |
モーター |
タイプ、パワー、速度調整 |
フィルター |
レベル、抵抗、サイズ |
キャビネット |
材質、サイズ、構造 |
コントロール |
単一マシン、集中型、グループ制御 |
電源 |
電圧と電気の要件 |
マシン全体 |
風量、風速、パワー |
インストール |
天井または機器側 |
非標準設備プロジェクトの場合は、設備の設置スペースと目標動作条件も提供することをお勧めします。
FFU の内部構造の観点から選ぶと、次の順序で理解できます。
プロジェクトの用途 → 設置スペース → 目標風量と風速 → 濾過レベル → フィルター抵抗 → ファン風量と風圧 → モーターと運転モード → 制御モード → ボックス構造 → 完全な機械テスト確認
プロジェクトに真に適した FFU とは、1 つのコンポーネントのパラメータが特に優れているということではなく、コアコンポーネントが実際の動作条件に合理的に適合していることです。
Aili Industrial は、モーター、ファン、制御システム、HEPA/ULPA フィルター、板金、FFU/EFU 完成機関連の製品を開発、製造しています。クリーンルーム、半導体装置、電子製造、リチウム電池、太陽光発電、その他のクリーンエアプロジェクトに応じて対応する製品を構成できます。
FFU には通常、ボックス、モーター、ファン、HEPA または ULPA フィルター、制御システム、吸気口および排気口構造、および電気部品が含まれます。
コンポーネントが異なれば、実行される機能も異なります。ファンは風力の供給を、フィルターは粒子状物質の濾過を、モーターは駆動を、制御システムは運転管理を担当します。したがって、より重要なのは各コンポーネントの全体的なマッチングです。
いいえ。ファンは目標風量、風圧、フィルタ抵抗、設置スペース、動作要件に応じてマッチングする必要があります。
フィルタリング レベルのみを変更し、他のパラメータを無視することはお勧めできません。フィルターのグレードや構造の変更に伴い抵抗値も変化する場合があり、FFU機の動作状況を再確認する必要があります。
装置の起動・停止、速度調整、運転管理などに使用される制御システムです。多数の FFU プロジェクトを分割し、グループ制御を通じて集中管理することもできます。
機器の設置スペース、ファン、フィルター、構造要件に合わせて調整できますが、全高は風量、抵抗、内部部品の配置を考慮する必要があります。
ファン、フィルター、ボックス、および制御システムは組み立て後の実際の動作状態を共同で決定するため、個々のコンポーネントのパラメーターは機械全体の性能を完全に表すことはできません。
FFUファンフィルターユニット | HEPA/ULPA高性能フィルター | FFUグループ制御システム