GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Maschinenansaugluft-Filtervorrichtung.
STAND DER TECHNIK
-
Eine Maschinenansaugluft-Reinigervorrichtung ist in ein
Ansaugluftsystem einer Maschine eingebaut, um Staub aus einer
Ansaugluft zu entfernen und ein Rauschen der Ansaugluft zu
vermindern.
-
Es gibt eine herkömmliche Luftreinigervorrichtung, welche
an eine Luftfiltervorrichtung zum abnehmbaren Einbauen in ein
Luftreinigergehäuse angepaßt ist, welches an einem
Luftreinigerkanal befestigt ist. Bei dieser Luftfiltervorrichtung ist
ein Filterstützglied, wie ein Netz oder ähnliches, in einen
Filterbefestigungsrahmen eines Außenstrukturglieds gespannt,
welches in dem Luftfiltergehäuse gehalten wird, um einen
Luftreinigungsfilter unter Verwendung des Filterstützglieds zu
stützen.
-
Es gibt eine weitere Luftfiltervorrichtung, welche
unmittelbar an dem Ansauglufteingang eines Luftreinigergehäuses
befestigt ist. Bei dieser Luftfiltervorrichtung ist ein
Filterstützglied, wie ein Innennetz, in einen
Filterbefestigungsrahmen eines Außenstrukturglieds, wie eines Schachts, befestigt
an einem Luftreinigerkanal, gespannt, und ein
Luftreinigerfilter wird unter Verwendung des Filterstützglieds gestützt.
-
Bei herkömmlichen Luftfiltervorrichtungen für eine
Luftreinigervorrichtung wird, obwohl der Filter durch eine
beliebige Einrichtung in dem Filterbefestigungsrahmen des
Außenstrukturglieds gehalten wird, der Filter lediglich auf das
Filterstützglied gesetzt und darauf gehalten.
-
Ferner ist das Filterstützglied bei den herkömmlichen
Luftfiltervorrichtungen generell aus Hartmetallmaterialien,
wie rostfreien Stahldrähten bzw. einem gelochten rostfreien
Stahlblech, gebildet.
-
JP-A-06 272 630 offenbart einen Luftreinigerfilter mit
Schichten von Filterelementen, welche wie eine Halbkugel
angeordnet sind. Die Randkanten der Filterelemente sind
zusammengefaßt, um die halbkugelförmige Gestalt zu halten, und die
innerste Schicht kann 3-dimensionale Schnitte aufweisen.
-
Ein Beispiel herkömmlicher Luftreinigervorrichtungen wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert, welche eine
Luftfiltervorrichtung 1, welche unmittelbar an dem
Ansauglufteingang einer Luftreinigervorrichtung befestigt ist,
darstellt, wobei eine aufgeweitete Öffnung eines Schachts 2 mit
einem Innennetz 3 und einem Außennetz 4 abgedeckt ist,
zwischen welche ein Luftreinigerfilter 5 mit einer
Zweischichtstruktur gelegt ist.
-
Die Endabschnitte des Innennetzes 3 sind an einem flachen
Abschnitt 6 eines Schachts 2 befestigt, während die
Endabschnitte des Außennetzes 4 abnehmbar an den Endabschnitten des
flachen Abschnitts 6 befestigt sind. Ferner ist jedes dieser
Innen- und Außennetze 3, 4 ursprünglich ein rechteckiges Netz,
welches zu einer im wesentlichen halbkugelförmigen Gestalt
ausgebildet wird. Ferner ist ein Luftreinigerfilter 5 ein
Filter des Naßtyps, welcher mit einem Öl (mit einem
Viskositätskoeffizienten von 3 bis 5 Pa.s) imprägniert ist, um die
Staubsammelwirkung zu steigern.
-
Bei der in Fig. 5 dargestellten Luftfiltervorrichtung 1
jedoch sind das Innennetz 3 und das Außennetz 4 über die
Vorder- bzw. Hinterseite des Filters 5 gelegt, und
dementspre
chend ist die Ansaugluft-Öffnüngsfläche des Filters 5
verkleinert, so daß der Ansaugluftwiderstand möglicherweise ansteigt.
-
Bei der herkömmlichen Filtervorrichtung 1 ist es
wünschenswert, die aufgeweitete Öffnung des Schachts 2 zu
vergrößern, um die Ansaugluftwirksamkeit zu steigern. Wird jedoch
die Größe des Schachts vergrößert, so erfordert die
Luftfiltervorrichtung 1 eine größere Größe, welche für eine
Luftfiltervorrichtung, welche zum Anordnen in einem begrenzten Raum
angepaßt ist, nicht zu bevorzugen ist.
-
Ferner wird, da das Außennetz 4 ein rechteckiges Netz ist,
welches zu einer im wesentlichen halbkugelförmigen Gestalt
ausgebildet wird, ein gekrümmter Abschnitt davon verformt, das
heißt, daß dessen rechteckige Gestalt zu einer diamantartigen
Gestalt oder ähnlichem verformt wird. Diese Verformung
behindert den Ansaugluftstrom, und dementsprechend wird die
Ansaugluftwirksamkeit möglicherweise vermindert.
-
Ferner wäre, da der Luftreinigerfilter 5 mit einem Öl mit
einem kleinen Viskositätskoeffizienten imprägniert ist, in dem
Fall, daß die Porengröße in einem porösen Harz (wie einem
Polyurethanharz), welches den Luftreinigerfilter bildet, groß
ist, die Ölimprägnierung unzureichend. Entsprechend ist der
Luftreinigerfilter 5 aus einem porösen Harz hergestellt,
welches mit dem Öl imprägniert ist, was zu einem erhöhten
Strömungsdurchgangswiderstand des Luftreinigerfilters 5 führt. Im
Hinblick auf diesen Punkt wird die Ansaugluftwirksamkeit
vermindert.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Luftreinigervorrichtung zu schaffen, welche die
Ansaugluftwirksamkeit steigern kann, ohne die Größe der
Luftreinigervorrichtung zu vergrößern.
-
Erfindungsgemäß ist eine Luftreinigervorrichtung
vorgesehen, bei welchem eine aufgeweitete Öffnung eines Schachts mit
einem Innenrahmen und einem Außenrahmen abgedeckt ist,
zwischen welchen ein Filter eingesetzt ist, wobei dies einen
Lippenabschnitt umfaßt, welcher einstückig auf der
Innenumfangsfläche der aufgeweiteten Öffnung des oben erwähnten Schachts
eingesetzt ist, wobei dieser der Strömungsrichtung der
Ansaugluft entgegengerichtet ist, so daß ein Unterdruckbereich
stromaufwärts von und unter dem Lippenabschnitt erzeugt wird.
-
Der Innenrahmen kann aus einem oberen Abschnitt, welcher
zu dem Mittelabschnitt der aufgeweiteten Öffnung des Schachts
verläuft, und einer Vielzahl von Rahmenstangen, welche radial
von dem oberen Abschnitt ausgehen, zusammengesetzt sein.
-
Vorzugsweise ist der Außenrahmen aus einem
bienenwabenartigen Netz gebildet.
-
Der Filter kann aus einem porösen Harz mit einer großen
Porengröße gebildet sein, welches mit einem Klebstoff mit
einem hohen Viskositätskoeffizienten imprägniert ist.
-
Die vorliegende Erfindung bietet die folgenden drei
Wirkungen:
-
(1) Aufgrund der Tatsache, daß der Lippenabschnitt auf der
Innenumfangsfläche der aufgeweiteten Öffnung des Schachts
eingesetzt ist, wird ein Unterdruckbereich stromaufwärts von und
unter dem Lippenabschnitt infolge des Ansaugluftstroms
erzeugt, so daß der Durchfluß von Ansaugluft, welche von dem
Außenumfangsabschnitt der aufgeweiteten Öffnung des Schachts in
den Schacht fließt, erhöht wird, wobei es ein Ergebnis ist,
daß das Ansaugluftvolumen vergrößert wird. Dadurch ist es
möglich, die Ansaugluftwirksamkeit zu steigern, ohne daß die
Grö
ße der Luftreinigervorrichtung durch Vergrößern der Größe des
Schachts vergrößert wird.
-
(2) Aufgrund der Tatsache, daß der Außenrahmen aus einem
bienenwabenartigen Netz in einer im wesentlichen
halbkugelförmigen Gestalt gebildet ist, wird die bienenwabenartige
Verformung gleichmäßig in sechs Abschnitte geteilt, und demgemäß ist
die Verformung an jeder Ecke des bienenwabenartigen
(sechseckigen) Filters kleiner als die des herkömmlichen Netzes mit
Rechteckgestalt. Demgemäß ist es möglich, die
Ansaugluftwirksamkeit zu steigern, ohne den Ansaugluftstrom zu behindern.
-
(3) Aufgrund der Tatsache, daß der Filter aus einem
porösen Harz gebildet ist, welches mit einem Klebstoff mit einem
hohen Viskositätskoeffizienten imprägniert ist, kann der
Klebstoff die Staubsammelwirksamkeit steigern, und da die
Porengröße des porösen Harzes groß ist, wird der
Strömungsdurchgangswiderstand des Filters klein, wobei es daher möglich ist,
die Ansaugluftwirksamkeit zu steigern.
-
Fig. 1A und 1B stellen ein erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel einer Luftreinigervorrichtung dar, wobei Fig. 1A
eine Seitenschnittansicht ist, welche die
Luftreinigervorrichtung darstellt, und Fig. 1B eine Draufsicht ist, welche die
Luftreinigervorrichtung, von welcher ein Filter und ein
Außennetz entfernt sind, darstellt;
-
Fig. 2A und 2B stellen eine Außenansicht der in Fig.
1A und 1B dargestellten Luftreinigervorrichtung dar, wobei
Fig. 2A eine Seitenansicht ist, welche die
Luftreinigervorrichtung darstellt, und Fig. 2B eine Draufsicht ist, welche
die Luftreinigervorrichtung darstellt;
-
Fig. 3A und 3B stellen einen Schacht in der in Fig.
1A und 1B dargestellten Luftreinigervorrichtung dar, wobei
Fig. 3A eine Seitenschnittansicht ist, welche den Schacht
darstellt, und Fig. 3B eine Draufsicht ist, welche den Schacht
darstellt;
-
Fig. 4A und 4B stellen einen Innenrahmen in der in
Fig. 1A und 1B dargestellten Luftreinigervorrichtung dar,
wobei Fig. 4A eine Seitenschnittansicht ist, welche den
Innenrahmen darstellt, und Fig. 4B eine Draufsicht ist, welche den
Innenrahmen darstellt; und
-
Fig. 5 ist eine Seitenansicht, welche einen linken
Halbabschnitt einer herkömmlichen Luftreinigervorrichtung darstellt.
-
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4 ist eine
Luftreinigervorrichtung 19 aus einem Schacht 26, einem Innenrahmen 27,
einem Außennetz 28 als Außenrahmen und einem Filter 29 zum
Entfernen von Staub aus einer Luft, welche einer Maschine
zugeführt wird, und zum Steigern der Ansaugluftwirksamkeit
zusammengesetzt. Der Schacht 26 und der Innenrahmen 27 sind aus
einem synthetischen Harz, wie Kunststoff, hergestellt, während
das Außennetz 28 aus einem Metall, wie Eisen, hergestellt ist
und der Filter 29 aus einem porösen Harz hergestellt ist.
-
Wie in Fig. 1 und 3 dargestellt, weist der Schacht 26
einen Kanalabschnitt 30 auf, welcher mit einer aufgeweiteten
Öffnung 31, deren Durchmesser schrittweise ansteigt, damit
verbunden ist, und ein flacher Abschnitt 32 ist mit der
aufgeweiteten Öffnung 31 verbunden. Ferner ist ein Lippenabschnitt
33 einstückig auf der Innenumfangsfläche der aufgeweiteten
Öffnung 31 eingesetzt. Der Kanalabschnitt 30 kann mit einer
Luftstrom-Meßvorrichtung 20 verbunden sein. Ferner ist ein
Eingriffsstufenabschnitt 34 an dem Außenumfang des flachen
Abschnitts 32 ausgebildet. Ein Eingriffsende (welches später
erläutert wird) des Innenrahmens 27 kann sich in Eingriff mit
dem Eingriffsstufenabschnitt 34 befinden.
-
Der Lippenabschnitt 33 ist zu dem in die
Luftreinigervorrichtung 19 hineinfließenden Luftstrom A entgegengerichtet
ausgebildet, und dieser Luftstrom A erzeugt einen
Unterdruckbereich B zwischen dem Lippenabschnitt 33 und dem flachen
Abschnitt 32. Unter der Wirkung dieses Unterdruckbereichs B kann
der Durchfluß von Luft, welche in den Schacht 26 längs eines
flachen Abschnitts 37 (welcher nachfolgend erläutert wird) des
Innenrahmens 27 hinein fließt, gesteigert werden.
-
Wie in Fig. 1 und 4 dargestellt, ist der Innenrahmen 27
aus einem oberen Abschnitt 35, welcher von dem aufgeweiteten
Öffnungsabschnitt 31 des Schachts 26 zu dem Mittelabschnitt
des Kanalabschnitts 30 verläuft, aus Rahmenstangen 36, mit
welchen der Lippenabschnitt 33 des Kanals 26 abgedeckt ist und
welche radial von dem oberen Abschnitt 35 ausgehen, und einem
flachen Abschnitt 37, welcher rechtwinklig zu dem oberen
Abschnitt 35 von den Rahmenstangen 36 radial nach außen
verläuft, zusammengesetzt. Die Rahmenstangen 36 weisen eine
stromlinienförmige Querschnittsgestalt auf. Der obere
Abschnitt 35 und die Rahmenstangen 36 glätten den Luftstrom A,
welcher in den Schacht 26 hinein fließt.
-
Der flache Abschnitt 37 befindet sich an dessen
Innenumfangskante in Eingriff mit einer Eingriffskante 38, um sich in
Eingriff mit dem Eingriffsstufenabschnitt 34 des Schachts 26
zu befinden, und dementsprechend ist der Innenrahmen 27 in den
Schacht 26 eingepaßt. Bei diesem Anordnungszustand ist der
flache Abschnitt 37 des Innenrahmens 27 bündig mit dem flachen
Abschnitt 32 des Kanals 26, um eine flache Oberfläche zu
definieren, wobei es möglich ist, den längs der flachen Abschnitte
37, 32 fließenden Luftstrom zu glätten.
-
Der flache Abschnitt 37 des Innenrahmens 27 ist an dessen
Außenfläche mit einem Eingriffsgrat 39 gebildet. Dieser
Ein
griffsgrat 39 weist eine dreieckige Querschnittsgestalt auf
und ist dazu angepaßt, in der Stirnfläche 40 des Filters 29
festgeklemmt zu werden, um zu verhindern, daß der Filter 29
elastisch verformt wird, und um zu verhindern, daß die
Stirnfläche 40 des Filters 29 von der Außenfläche des flachen
Abschnitts 37 nach oben treibt.
-
Ein Schraubenbefestigungsabschnitt 41 ist in den oberen
Abschnitt 35 eingebettet, wie in Fig. 1A und 4B
dargestellt, und eine Netzhalteschraube 42 kann in dem
Schraubenbefestigungsabschnitt 41 festgezogen werden. Die
Netzhalteschraube 42 weist einen Kopfabschnitt 42A mit einem großen
Durchmesser auf, durch welchen das Außennetz 28 einstückig mit
dem oberen Abschnitt 35 des Innenrahmens 27 eingebaut ist.
-
Das Außennetz 28 ist aus einem bienenwabenartigen
(sechseckigen) Netz in einer im wesentlichen halbkugelförmigen
Gestalt ausgebildet. Bei diesem bienenwabenartigen Netz wird
eine Verformung bei dem gekrümmten Abschnitt 28A des Außennetzes
28 gleichmäßig in sechs Abschnitte an Eckabschnitten des
Sechsecks geteilt, und dementsprechend wird der
Verformungsgrad an jeder Ecke kleiner als der eines rechteckigen Netzes.
-
Wie in Fig. 1A dargestellt, ist der Filter 29 aus einem
Außenfilter 43 und einem Innenfilter 44 zusammengesetzt,
welche in einer Zweischichtstruktur zusammengefügt sind und
welche aus einem Polyurethanharz gebildet sind. Das heißt, daß
der Außenfilter 43 aus einem Polyurethanharz mit einer großen,
groben Porengröße hergestellt ist, der Innenfilter 44 jedoch
aus einem Polyurethanharz mit einer mittleren Porengröße
hergestellt ist. Der Außenfilter 43 und der Innenfilter 44 sind
durch Erwärmen und Schmelzen ihrer Verbindungsflächen
verbunden (was die sogenannte Schichtung darstellt).
-
Der Außenfilter 43 und der Innenfilter 44 sind mit einem
hochviskosen (nicht dargestellten) Klebstoff imprägniert, um
die Staubsammelwirkung zu verbessern. Beispielsweise wird ein
chloriertes Paraffin als hochviskoser Klebstoff verwendet,
vorzugsweise mit einem Viskositätskoeffizienten, welcher
größer als etwa 100 Pa.s und kleiner als etwa 350 Pa.s ist. Die
Fasern des Außenfilters 43 und des Innenfilters 44 werden
unter Verwendung eines Lösungsmittels (wie Methylenchlorid bzw.
Verdünnung) aufgequollen und erweicht, und danach werden die
erweichten Fasern mit dem hochviskosen Klebstoff imprägniert.
-
Als nächstes werden Arbeitsweise und Wirkungen erläutert.
-
Eine von dem Außenumfang der Luftreinigervorrichtung 19
fließende und durch die Maschen des Außennetzes 28
hindurchtretende Luft tritt durch den Filter 29 hindurch und fließt
längs des oberen Abschnitts 35 des Innenrahmens und der
Rahmenstangen 36 und fließt dann in den Kanalabschnitt 30 längs
des Lippenabschnitts 33 und der aufgeweiteten Öffnung 31 des
Schachts 26 hinein. Beim Hindurchtreten durch den Filter 29
wird Staub aus der Luft entfernt.
-
Bei dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel erzeugt, da der
Lippenabschnitt 33 auf der Innenumfangsfläche der
aufgeweiteten Öffnung 31 des Schachts 26 eingesetzt ist, der Luftstrom A
den Unterdruckbereich B zwischen dem Lippenabschnitt 33 des
Schachts 26 und dem flachen Abschnitt 32, um den Durchfluß von
Luft, welche in den Kanalabschnitt 30 des Schachts 26 von der
Außenseite des flachen Abschnitts 37 des Innenrahmens 27 her
hinein fließt, wodurch es möglich ist, das Ansaugluftvolumen
zu vergrößern. Daher ist es möglich, die Ansaugluftwirksamkeit
zu steigern, ohne daß die Größe der Luftreinigervorrichtung 29
durch Vergrößern der Größe des Schachts 26 vergrößert wird.
-
Ferner kann, da der Innenrahmen 27 aus dem oberen
Abschnitt 35 zusammengesetzt ist, welcher zu dem Mittelabschnitt
des Schachts 26 verläuft, und da der obere Abschnitt 35 aus
einer Vielzahl der Rahmenstangen 36 zusammengesetzt ist,
welche radial von dem oberen Abschnitt 35 ausgehen und eine
stromlinienförmige Querschnittsgestalt aufweisen, der in den
Schacht 26 hinein fließende Luftstrom A geglättet werden, um
den Strömungsdurchgangswiderstand zu vermindern, wodurch es
möglich ist, die Ansaugluftwirksamkeit zu steigern.
-
Ferner wird, da der flache Abschnitt 37 des Innenrahmens
27 mit dem flachen Abschnitt 32 des Schachts 26 in dem
Anordnungszustand zwischen dem Schacht 26 und dem Innenrahmen 27
bündig ist, der durch die flachen Abschnitte 32, 37 hindurch
fließende Luftstrom nicht behindert, wodurch es möglich ist,
die Ansaugluftwirksamkeit weiter zu steigern.
-
Aufgrund der Tatsache, daß das Außennetz 28 aus einem
bienenwabenartigen Netz in einer im wesentlichen
halbkugelförmigen Gestalt ausgebildet ist, wird eine in dem gekrümmten
Abschnitt 28A auftretende Verformung des Bienenwabennetzes
gleichmäßig in 6 Abschnitte geteilt, so daß eine Verformung an
jeder Ecke der Bienenwabenzelle kleiner als die einer
rechteckigen Zelle gemacht werden kann. Dementsprechend ist es
möglich, zu verhindern, daß der Ansaugluftstrom A durch das
Außennetz 28 behindert wird, und in Anbetracht dieses Punkts ist
es möglich, die Ansaugluftwirksamkeit weiter zu steigern.
-
Ferner kann, da der Filter 29 aus einem porösen
Polyurethanharz hergestellt ist, und da der Filter 29 mit dem
hochviskosen Klebstoff imprägniert ist, die Staubsammelwirkung durch
den hochviskosen Klebstoff gesteigert werden. Zugleich wird,
da der Filter 29 mit dem hochviskosen Klebstoff sogar
imprägniert werden kann, obwohl dieser eine große Porengröße
aufweist, der Strömungsdurchgangswiderstand des Filters 29 klein,
verglichen mit einem derartigen Fall, daß der Filter 29 aus
einem porösen Polyurethanharz mit einer kleinen Porengröße
hergestellt ist.
-
Ferner ist es, da der Eingriffsgrat 39 auf dem flachen
Abschnitt 37 des Innenrahmens 27 ausgebildet und dazu angepaßt
ist, die Stirnfläche 40 des Filters 29 festzuklemmen, möglich,
zu verhindern, daß die Stirnfläche 40 hinauf treibt, wodurch
es möglich ist, ein Absinken der Staubsammelwirkung des
Filters 19 zu verhindern.
-
Wie oben erwähnt, kann die erfindungsgemäße
Luftfiltervorrichtung für eine Maschinenansaugluft sowohl eine
Staubsammelwirkung als auch eine Ansaugluftwirksamkeit der
Luftfiltervorrichtung steigern.