Ventilator-Filter-Modul FFU und deren Einsatzgebiete

Fig. 1: Opbouw van een ventilator-filtermodule FFU

Fig. 2: 200 mm hoge modules in verschillende afmetingen

Figuur 3: In te bouwen FFU

Figuur 4: 6-hoekige integreerbare FFU

Fig. 5: In tegreerbare FFU met twee filters

Fig. 6: FFU met zwart behuizing en zwart filterafströomvlak

Fig. 7: Module met deeltjes- en moleculaire filtratie

Fig. 8: Schoonmaakmodule

Sinds het midden van de jaren 80 zijn er luchtfiltermodules op de markt onder de naam FFU. FFU staat voor Fan-Filter-Unit en vormt een compacte eenheid voor het genereren van hoogzuivere lucht. Deze modules maakten het voor het eerst mogelijk om meer flexibiliteit in de luchtstroom in cleanrooms te brengen. Door de mogelijkheid om de modules afzonderlijk aan te sturen, kon binnen een ruimte de afstromingssnelheid van de lucht onder de filters flexibel worden variëerd. Men was niet meer afhankelijk van het gebruik van filters met verschillende vouwhoogtes en dus verschillende differentiedrukken, wat ook een star en geen flexibel systeem was.

Deze eerste modules waren destijds vooral verkrijgbaar in enkele standaardformaten, die zich hoofdzakelijk richtten op de buitenmaten van 300, 400, 600, 900 en 1.200 mm. Bij gebruik in verschillende cleanroom-dakroosters konden deze maten naar beneden afwijken om te passen op de roosterformaten van 600, 900 en 1.200 mm. Deze vrij beperkte afmetingen beperkten het gebruik meestal tot cleanroomplafonds en cleanroomcabines.

De fundamentele opbouw van een module bestaat uit een behuizing, een ventilator en een stoffilter, waarbij het filter volledig in de behuizing geïntegreerd kan zijn of dat de behuizing op het filter wordt geplaatst, dus de module uit twee delen bestaat. Optioneel kan voor de ventilator een voorfilter worden geplaatst en kan binnenin de module geluidsabsorberend materiaal worden verwerkt. (zie Fig. 1)

Sindsdien heeft de ontwikkeling van luchtfiltermodules een sterke opleving gekend. Wereldwijd zijn er veel aanbieders, waarvan de modules zich in details of zelfs fundamenteel onderscheiden van die van andere aanbieders.

Bovendien zijn de toepassingsmogelijkheden uitgebreid naar andere gebieden zoals bijvoorbeeld minienvironments, gloveboxes en mobiele systemen.

Hierbij wordt ingegaan op enkele volledig afwijkende constructies van de fundamentele bouwwijze. Standaardformaten, die zich beperken tot enkele afmetingen in lengte x breedte, behoren al lang niet meer tot de discussie.

Platte bouwvorm

Tot nu toe hadden modules een bouwhoogte van 350, 400 of zelfs meer mm. Voor gebruikelijke toepassingen is dit zeker acceptabel, vooral omdat in deze modules, door grote ventilatoren en geluidsabsorberende bekledingen, het geluidsniveau kan worden verminderd.

Veel toepassingen vereisen echter ook geringe bouwhoogten. Het kan zijn dat cleanrooms en cleanroomcabines in bestaande ruimten met onvoldoende plafondhoogte moeten worden opgebouwd. Dit betreft toepassingen in minienvironments en ook speciale toepassingen op plaatsen waar extreem weinig ruimte is. (zie Fig. 2)

Deze gepatenteerde oplossing maakt gebruik van de behuizing van het stoffilter, dat door zijn geëloxeerde oppervlak zeer geschikt is om direct als behuizing van de module te dienen. Naast materiaalbesparing wordt ook gewichtsreductie bereikt, wat de toepassingsgebieden verder zou moeten uitbreiden.

In te bouwen FFU

Speciaal voor het in- of opbouwen van FFU's in of aan machines en installaties zijn hiervoor speciaal ontwikkelde modules beschikbaar. (zie Fig. 3)

Het voordeel van deze modules is dat de drukring voor het filter volledig variabel en onafhankelijk van de filtergrootte kan worden ontworpen, waardoor plug & play-oplossingen ontstaan die de gebruiker extra constructieve inspanning en extra onderdelen besparen. (zie Fig. 4)

Zo kunnen bijvoorbeeld zeshoekige modules worden gemaakt voor de inbouw in cluster tools, waardoor extra adapterplaten overbodig worden.

Om verschillende afstromingssnelheden van de lucht binnen een machine te bereiken, wat voor stromingsoptimalisatie soms noodzakelijk is, kunnen bij de in te bouwen FFU's ook meerdere filters in één module worden geïntegreerd. (zie Fig. 5)

Speciale FFU's

Hierbij worden enkele voorbeelden van speciale oplossingen beschreven die de vele mogelijkheden van het gebruik van FFU's kort illustreren.

In optische fabricages worden bijvoorbeeld de optieken in een donkere ruimte met een lichtbron gecontroleerd op kwaliteit. Deze testkamers moeten zeer donker zijn om fouten in de oppervlakken te kunnen detecteren. Als dit ook nog onder cleanroom-omstandigheden moet gebeuren, is het eenvoudig om muren, plafonds en vloeren zwart te maken. De filtervlakken van de gebruikte stoffilters blijven echter altijd wit. (zie Fig. 6)

Door deze gepatenteerde oplossing wordt de lichtreflectie op het filteroppervlak met 95% verminderd.

In musea is het vaak noodzakelijk om zeer waardevolle tentoonstellingsstukken niet alleen te beschermen tegen partikels, maar ook tegen chemische invloeden. Omdat vitrines ook zeer compacte bouwvormen vereisen, is dit gerealiseerd in een module die naast het stoffilter ook chemische filters bevat voor diverse schadelijke luchtbederfende verbindingen. (zie Fig. 7)

De automobielindustrie is momenteel een van de grootste drijfveren achter de ontwikkelingen op het gebied van technische netheid. Het gaat vooral om de netheid van onderdelen. De gegenereerde netheid moet echter worden behouden door een passende omgeving. Zeker, vandaag de dag wordt nog niet altijd gesproken over grootschalig gebruik van cleanrooms in de automobielindustrie, maar de term 'schoonruimte' is al in het algemeen bekend. Omdat in de cleanrooms die niet het niveau van een cleanroom bereiken vooral op kostenreductie wordt gelet, bestaan er zogenaamde cleanroom-modules die niet met een stoffilter, maar wel met een hoogwaardige F9-voorfilter zijn uitgerust. (zie Fig. 8)

Met dit module wordt een hoog luchtvolume bij voldoende reinheid en lage bedrijfskosten bereikt. Het gebruik van deze modules is echter niet beperkt tot de automobielindustrie.

Samengevat kan worden gezegd dat de toepassingsgebieden van de luchtfiltermodules FFU vrijwel onbeperkt zijn. Men zou zich niet alleen moeten richten op een beperkt aanbod van standaardmodules. Klantspecifieke oplossingen maken het mogelijk om in de verdere waardeketen hoge vervolgkosten te besparen, die kunnen ontstaan door het gebruik van zeer goedkope standaardmodules.