Lüfter-Filter-Module FFU und deren Einsatzgebiete

Abb. 1: Aufbau eines Lüfter-Filter-Moduls FFU

Abb. 2: 200 mm hohe Module in verschiedensten Abmessungen

Abb. 3: Integrierbare FFU

Abb. 4: 6-eckige integrierbare FFU

Abb. 5: Integrierbare FFU mit zwei Filtern

Abb. 6: FFU mit schwarzem Gehäuse und schwarzer Filterabströmfläche

Abb.7: Modul mit Partikel- und Molekularfilterung

Abb. 8: Sauberraummodul

Seit Mitte der 80er Jahre gibt es Lüfter-Filter-Module unter dem Begriff FFU am Markt. FFU steht dabei für Fan-Filter-Unit und stellt eine kompakte Einheit zur Erzeugung von hochreiner Luft dar. Diese Module ermöglichten es erstmals, eine höhere Flexibilität in die Luftströmung in Reinräumen zu bringen. Durch die Möglichkeit, die Module einzeln ansteuern zu können, konnte man innerhalb eines Raumes die Abströmgeschwindigkeiten der Luft unter den Filtern flexibel variieren. Man war nun nicht mehr darauf angewiesen, Filter mit unterschiedlicher Faltenhöhe und damit unterschiedlichem Differenzdruck einsetzen zu müssen, was auch ein starres und kein flexibles System darstellte.

Diese ersten Module waren zu dieser Zeit vorrangig in wenigen Standardgrößen erhältlich, die sich hauptsächlich an den Außenmaßen von 300, 400, 600, 900 und 1.200 mm orientierten. Beim Einsatz in verschiedenen Reinraumdeckenrastern konnten diese Maße nach unten hin abweichen, um auf Deckenrastermaße von 600, 900 und 1.200 mm zu kommen. Diese doch recht begrenzten Abmaße beschränkten den Einsatz meist nur auf Reinraumdecken und Reinraumkabinen.

Der grundsätzliche Aufbau eines Moduls besteht aus einem Gehäuse, einem Ventilator und einem Schwebstoffilter, wobei der Filter einmal komplett in das Gehäuse integriert sein kann oder das Gehäuse auf den Filter aufgesetzt wird, also das Modul aus zwei Teilen besteht. Optional kann dem Ventilator ein Vorfilter vorangestellt sein und im Innern des Moduls schalldämmendes Material verbaut werden. (siehe Abb. 1)

Seitdem hat die Entwicklung der Lüfter-Filter-Module einen starken Aufschwung genommen. Weltweit sind viele Anbieter zu finden, deren Module sich in Details oder aber auch grundsätzlich von denen anderer Anbieter unterscheiden.

Außerdem haben sich die Einsatzmöglichkeiten auf weitere Bereiche wie z.B. Minienvironments, Gloveboxen und mobile Systeme ausgeweitet.

An dieser Stelle soll auf einige völlig von der grundsätzlichen Bauweise abweichende Konstruktionen eingegangen werden. Standardmaße, die sich auf einige wenige Abmessungen in Länge x Breite beschränken, sind dabei schon längst kein Thema mehr.

Flache Bauweise

Bisherige Module wiesen eine Bauhöhe von 350, 400 oder auch mehr mm auf. Für herkömmliche Anwendungen ist dies durchaus akzeptabel, vor allem auch deshalb, da sich in diesen Modulen, einerseits durch große Ventilatoren und andererseits durch schallabsorbierende Auskleidungen, die Schallpegel reduzieren lassen.

Viele Anwendungen verlangen jedoch auch geringe Bauhöhen. Es kann sein, dass Reinräume und Reinraumkabinen in bestehenden Räumen mit nicht ausreichender Deckenhöhe aufgebaut werden müssen. Dies sind Anwendungen in Minienvironments und auch Sonderanwendungen an Stellen, an denen extrem wenig Platz ist. (siehe Abb. 2)

Diese patentierte Lösung nutzt das Gehäuse des Schwebstofffilters, welches durch seine eloxierte Oberfläche sehr gut geeignet ist, gleich als Gehäuse des Moduls. Neben der Materialeinsparung erreicht man auch eine Gewichtsreduktion, was die Einsatzbereiche nochmals erweitern sollte.

Integrierbare FFU

Speziell zum Ein- bzw. Anbau von FFU´s in bzw. an Maschinen und Anlagen sind dafür speziell entwickelte Module verfügbar. (siehe Abb. 3)

Der Vorteil dieser Module besteht darin, dass der Anpressrahmen für den Filter in den Abmaßen völlig variabel und unabhängig von der Filtergröße gestaltet werden kann und somit Plug&Play-Lösungen geschaffen werden können, die dem Anwender zusätzlichen konstruktiven Aufwand sowie zusätzliche Bauteile ersparen. (siehe Abb. 4)

Somit können z.B. 6-eckige Module für den Einbau in Clustertools geschaffen werden, die zusätzliche Adapterbleche u.a. überflüssig machen.

Für die Erzielung von unterschiedlichen Abströmgeschwindigkeiten der Luft innerhalb einer Maschine, was zur Strömungsoptimierung durchaus notwendig sein kann, können bei den integrierbaren FFU´s auch mehrere Filter in ein Modul integriert werden. (siehe Abb. 5)

Sonder-FFU´s

An dieser Stelle sollen einige wenige Beispiele von Sonderlösungen beschrieben werden, die die vielen Möglichkeiten des Einsatzes von FFU´s kurz darstellen.

In optischen Fertigungen beispielsweise werden die Optiken in einem dunklen Raum mittels einer Lichtquelle auf deren Qualität geprüft. Diese Prüfräume müssen sehr dunkel sein, um Fehler in den Oberflächen erkennen zu können. Muss dies auch noch unter Reinraumbedingungen geschehen, ist es ein Leichtes, Wände, Decken und Fußboden schwarz zu gestalten. Die Filterflächen der eingesetzten Schwebstoffilter sind allerdings immer weiß. (siehe Abb. 6)

Durch diese patentgeschützte Lösung wird die Lichtreflexion an der Filterfläche um 95% reduziert.

In Museen ist es oft notwendig, besonders wertvolle Ausstellungsstücke nicht nur vor Partikeln, sondern auch vor chemischen Beeinflussungen zu schützen. Da es in Vitrinen auch auf eine sehr kompakte Bauweise ankommt, wurde dies in einem Modul realisiert, welches neben dem Schwebstofffilter auch chemische Filter für unterschiedlichste schädliche luftgetragene Verbindungen enthält. (siehe Abb. 7)

Die Automobilindustrie ist derzeit einer der größten Treiber der Entwicklungen im Bereich technische Sauberkeit. Dabei geht es vor allem um die Teilesauberkeit. Die erzeugte Sauberkeit muss jedoch durch ein entsprechendes Umfeld erhalten werden. Sicherlich spricht man heute noch nicht unbedingt vom großflächigen Einsatz von Reinräumen in der Automobilindustrie, doch der Begriff Sauberraum ist bereits in aller Munde. Da es in den Sauberräumen, die nicht das Reinraumniveau erreichen, vor allem auch auf die Reduzierung der laufenden Kosten ankommt, gibt es sogenannte Sauberraum-Module, die nicht mit einem Schwebstoff-, dafür aber mit einem hochwertigen F9-Vorfilter ausgerüstet sind. (siehe Abb. 8)

Mit diesem Modul wird ein hohes Luftvolumen in einer ausreichenden Reinheit bei geringen laufenden Kosten erreicht. Der Einsatz dieser Module beschränkt sich allerdings nicht nur auf die Automobilindustrie.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Einsatzgebiete der Lüfter-Filter-Module FFU fast unbegrenzt sind. Man sollte sich nicht allein auf ein begrenztes Angebotsspektrum von Standardmodulen beschränken. Kundenspezifische Lösungen ermöglichen es, in der weiterführenden Wertschöpfungskette hohe Folgekosten zu sparen, die durch den Einsatz von sehr preiswerten Standard-Modulen entstehen können.