Moduł filtra wentylatora FFU i jego zastosowania

Abb. 1: Budowa modułu wentylatora-filtra FFU

Rys. 2: Moduły o wysokości 200 mm w różnych wymiarach

Rys. 3: Zintegrowane FFU

Abb. 4: 6-kątny zintegrowany FFU

Rys. 5: Wbudowane FFU z dwoma filtrami

Abb. 6: FFU mit schwarzem Gehäuse und schwarzer Filterabschnittsfläche

Abb.7: Moduł z filtracją cząsteczkową i molekularn�

Rys. 8: Moduł czystej przestrzeni

Od połowy lat 80. na rynku pojawiły się moduły filtrów wentylatorów pod nazwą FFU. FFU oznacza Fan-Filter-Unit i stanowi kompaktową jednostkę do wytwarzania wysokiej czystości powietrza. Te moduły umożliwiły po raz pierwszy wprowadzenie większej elastyczności w przepływ powietrza w pomieszczeniach czystych. Dzięki możliwości sterowania modułami indywidualnie, można było w obrębie jednej przestrzeni elastycznie zmieniać prędkości przepływu powietrza pod filtrami. Nie było już konieczności stosowania filtrów o różnych wysokościach złoża i tym samym różnym ciśnieniu różnicowym, co stanowiło również system sztywny, a nie elastyczny.

Te pierwsze moduły były wówczas dostępne głównie w kilku standardowych rozmiarach, które głównie opierały się na zewnętrznych wymiarach 300, 400, 600, 900 i 1200 mm. Przy zastosowaniu w różnych kratkach sufitowych pomieszczeń czystych, te rozmiary mogły się różnić w dół, aby dopasować się do wymiarów kratki sufitowej 600, 900 i 1200 mm. Te dość ograniczone rozmiary ograniczały zazwyczaj zastosowanie tylko do sufitów czystych i kabin czystych.

Podstawowa konstrukcja modułu składa się z obudowy, wentylatora i filtra powietrza bezpyłowego, przy czym filtr może być całkowicie zintegrowany z obudową lub obudowa może być nałożona na filtr, czyli moduł składa się z dwóch części. Opcjonalnie do wentylatora może być zamontowany wstępny filtr, a wewnątrz modułu zastosowane materiały dźwiękochłonne. (zob. rys. 1)

Od tego czasu rozwój modułów filtrów wentylatorów znacznie przyspieszył. Na całym świecie można znaleźć wielu dostawców, których moduły różnią się szczegółami lub nawet zasadniczo od innych oferentów.

Ponadto możliwości zastosowania rozszerzyły się na kolejne obszary, takie jak np. mikrośrodowiska, gloveboxy i systemy mobilne.

W tym miejscu warto wspomnieć o kilku konstrukcjach całkowicie odbiegających od podstawowej budowy. Standardowe rozwiązania, ograniczające się do kilku wymiarów długości x szerokości, dawno już nie stanowią tematu.

Płaska konstrukcja

Dotychczasowe moduły miały wysokość konstrukcyjną 350, 400 lub nawet więcej mm. Dla typowych zastosowań jest to w pełni akceptowalne, zwłaszcza że w tych modułach, dzięki dużym wentylatorom i wykończeniu dźwiękochłonnym, można zredukować poziom hałasu.

Wiele zastosowań wymaga jednak także niskich wysokości konstrukcyjnych. Może się zdarzyć, że pomieszczenia czyste i kabiny czyste muszą być zbudowane w istniejących pomieszczeniach o niewystarczającej wysokości sufitu. Są to zastosowania w mikrośrodowiskach i również specjalne rozwiązania w miejscach, gdzie jest bardzo mało miejsca. (zob. rys. 2)

To opatentowane rozwiązanie wykorzystuje obudowę filtra bezpyłowego, która dzięki swojej anodowanej powierzchni jest bardzo dobrze przystosowana do pełnienia funkcji obudowy modułu. Oprócz oszczędności materiału osiąga się również redukcję masy, co powinno jeszcze bardziej poszerzyć zakres zastosowań.

Integrowalne FFU

Specjalnie opracowane moduły są dostępne do montażu w lub na maszynach i urządzeniach. (zob. rys. 3)

Zaletą tych modułów jest to, że ramka dociskowa filtra może być w pełni zmienna pod względem wymiarów i niezależna od rozmiaru filtra, co umożliwia tworzenie rozwiązań typu plug & play, które oszczędzają użytkownikowi dodatkowego nakładu konstrukcyjnego i konieczności stosowania dodatkowych elementów. (zob. rys. 4)

Na przykład można tworzyć sześciokątne moduły do montażu w klastrowych narzędziach, które eliminują konieczność stosowania dodatkowych płytek adapterowych i innych elementów.

Aby uzyskać różne prędkości przepływu powietrza w obrębie jednej maszyny, co może być konieczne dla optymalizacji przepływu, w integrowalnych FFU można również zintegrować kilka filtrów w jednym module. (zob. rys. 5)

Specjalne FFU

W tym miejscu należy krótko opisać kilka przykładów rozwiązań specjalnych, które ilustrują szerokie możliwości zastosowania FFU.

Na przykład w produkcji optycznej optyki są sprawdzane w ciemnym pomieszczeniu za pomocą źródła światła pod kątem jakości. Te pomieszczenia testowe muszą być bardzo ciemne, aby wykryć błędy na powierzchniach. Jeśli ma to się odbywać w warunkach czystych, łatwo można pomalować ściany, sufity i podłogę na czarno. Jednak powierzchnie filtrów używanych filtrów bezpyłowych są zawsze białe. (zob. rys. 6)

Ta opatentowana rozwiązanie redukuje odbicia światła od powierzchni filtra o 95%.

W muzeach często konieczne jest zabezpieczenie cennych eksponatów nie tylko przed pyłami, ale także przed wpływem chemicznym. Ze względu na konieczność bardzo kompaktowej konstrukcji w witrynach zastosowano moduł, który oprócz filtra bezpyłowego zawiera również filtry chemiczne do różnych szkodliwych związków lotnych. (zob. rys. 7)

Przemysł motoryzacyjny jest obecnie jednym z głównych motorów rozwoju w zakresie czystości technicznej. Chodzi głównie o czystość części. Uzyskana czystość musi być utrzymywana przez odpowiednie środowisko. Obecnie jeszcze nie mówi się powszechnie o masowym zastosowaniu czystych pomieszczeń w przemyśle motoryzacyjnym, ale pojęcie „czyste pomieszczenie” jest już powszechnie znane. W pomieszczeniach nie spełniających poziomu czystości, szczególnie istotne jest ograniczenie kosztów operacyjnych, dlatego powstały tzw. moduły czystych pomieszczeń, które nie są wyposażone w filtry bezpyłowe, lecz w wysokiej jakości filtr wstępny F9. (zob. rys. 8)

Za pomocą tego modułu można osiągnąć wysoką objętość przepływu powietrza przy odpowiednim poziomie czystości i niskich kosztach operacyjnych. Zastosowanie tych modułów nie jest jednak ograniczone tylko do przemysłu motoryzacyjnego.

Podsumowując, można stwierdzić, że zakres zastosowań modułów filtrów wentylatorów FFU jest niemal nieograniczony. Nie należy ograniczać się wyłącznie do oferty standardowych modułów. Rozwiązania dostosowane do potrzeb klienta pozwalają na oszczędności na dalszych etapach łańcucha wartości, które mogą wynikać z użycia bardzo tanich standardowych modułów.