簡単な気流可視化装置を作って、CS−CUTE−01Aをクリーンフードに使用した場合の気流とパーティクルの関係を調べてみました。
中古で買った超音波加湿器と100円ショップで購入した万能じょうごとホースを使って気流可視化装置を作ってみました。(経費1,400円!もちろん、クリーンルーム対応ではありません、というかパーティクル発生装置として使いました。)
前面にビニールカーテンのついたアクリル製フード(W700×D500×H600mm)の上部にCS−CUTE−01Aを搭載し、気流とパーティクル数の関係を調べてみました。
【クリーンフードでの気流の動き】 ※写真やグラフをクリックすると拡大します。
CS−CUTEの上でスモークを発生させると激しく渦巻きながら吸い込むのがわかります。
CS−CUTEは上部の吸い込み口から空気をHEPAフィルターを通して、下の吹き出し口から吹き出します。
吹き出し口に近いところでは吹き出しの方向(下)に向かって早い気流が流れています。また、吹き出し口はまるで壁があるかのごとく、スモークが跳ね返されています。
フードの手前側、ビニールカーテン近くでスモークを発生させると、手前に押し戻されて、排出されます。フード内部が陽圧になっているためで、フード内に外部からのパーティクルが進入しにくいことが分かります。
フードの奥のほうでスモークを吹きました。写真では分かりにくいのですが、フードの周辺に押し付けられるようにスモークが回りこんでいます。広く拡散するような感じです。
クリーンエア吹き出し口の真下でスモークを発生させました。これも写真では分かりにくいのですがそのまま真下に向かって、床にぶつかると今度は周囲に広く拡散します。
【実験 パーティクルの発生位置と気流について】
◆この気流可視化装置はパーティクル発生装置でもあります。非常に細かな水滴を飛ばすためです。そこで、この装置を使って特定位置でパーティクルを発生させて、それが測定位置(フード内の清浄度が必要なポイントに見立てています)にどのくらいの影響があるか調べてみました。
◆実験条件 CS−CUTE−01A×1台を搭載した前面にビニールカーテンのついたアクリル製フード(W700×D500×H600mm)の内部でそれぞれ位置を変えてスモークを6秒間発生させ、中央部と右壁から50mmの測定位置での(床から100mmH)でのパーティクル数の変化を測定する。パーティクルカウンターの動作時間は6秒間(0.01CF)、初めのスモーク発生時も含め、10回測定する。
◆実験結果と考察

まず、中央部での測定について。スモークを測定位置より手前の中央・左・右のいずれでも、パーティクル数のピークは遅れて回り込んだパーティクルを測定するため、パーティクル発生時より後に来るが、数量はそれほど多くなく徐々に減少する。フィルター直下、また奥で発生させた場合はパーティクル数のカウントがより多くなる。
右測定位置の場合は、フィルター直下、中央奥、手前右で発生させた場合は2万個を超える発塵をカウントした。手前右では、急激に減少しているがこれは拡散が少ないためと思われる。測定位置から遠い左手前、中央手前の場合は測定位置へのパーティクルの影響は少なく、中央で測定した場合と同様の結果が得られた。全体的に右測定位置のほうがパーティクル数の減少が少なく、回復が遅れている。
考察として、このようなフードを使う場合、出来るだけフィルター直下で作業をすることが有効だと思われる。フィルター直下でない場合は近くでパーティクルが発生すると影響が大きい。また、フィルター直下で作業をする場合でも、上部または奥でのパーティクルの発生をしないように注意をする必要がある。
実験に使った機器のご紹介
パーティクルカウンター リオン製 KR−12A 詳しくはこちらのページをご覧ください。
小型HEPAフィルターユニット CS−CUTE−01A 詳しくはこちらのページをご覧ください
☆実験の続編でパンチング板を置いた場合のパーティクルの変化を測定しています。詳しくはこちらをご覧ください。
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