JP2008272758A - Electric air cleaner and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塵埃を含む空気から効率的に塵埃を除去してシステムと共に用いられている装置に清浄な空気を供給する、空気を排出する改良された電動空気清浄システムおよびその製造方法に関する。たとえば、この発明は、熱交換器や暖房およびエアコンシステムなどに一定の空気容量を供給する装置としての換気システムなどのあらゆる空気流の技術の応用において、また空気要求量が様々に変化する装置、とりわけ清浄な空気が供給される吸気口にかかる吸引力が様々に変化する内燃エンジンにおいて、有用である。 The present invention relates to an improved electric air cleaning system for exhausting air, which efficiently removes dust from air containing dust and supplies clean air to an apparatus used with the system, and a method for manufacturing the same. For example, the present invention can be applied to any air flow technology application such as a ventilation system as a device for supplying a constant air capacity to heat exchangers, heating and air conditioning systems, etc. This is particularly useful in an internal combustion engine in which the suction force applied to the intake port to which clean air is supplied varies.
内燃エンジンや、換気システムや、その他の、塵埃が混ざった空気を吸い込む装置で用いる、空気より重い粒子を遠心力を利用して空気から分離する吸気口が知られている。空気を送出するシステムにおいて空気を浄化するためにインラインフィルターを用いること自体も同じく知られている。しかし、空気フィルターはフィルターを通過する空気中の塵埃で詰まりやすく、結果的にフィルターを通過する空気の抵抗を増すことになり、接続された装置、たとえばフィルターを介して空気を供給され電気によって制御される内燃エンジンなどの運転効率を落とすことになる。頻繁にフィルターを交換することや、サービスインターバルをより短くすることが求められるが、これは操作コストを上げる。前述の問題を軽減させもしくは回避しつつ、塵埃を含む空気から効率的に塵埃を除去するように、遠心力による分離と空気濾過とを組み合わせた、改良された空気清浄システムとその製造方法が必要とされている。 There is known an intake port for separating particles heavier than air from the air using centrifugal force, which is used in an internal combustion engine, a ventilation system, and other devices that suck in dusty air. It is also known to use an in-line filter to purify air in a system that delivers air. However, air filters are prone to clogging with dust in the air that passes through the filter, resulting in increased resistance of the air that passes through the filter, which is controlled by electricity supplied with air through a connected device, such as a filter. The operating efficiency of an internal combustion engine or the like that is used will be reduced. Frequent filter changes and shorter service intervals are required, but this increases operating costs. There is a need for an improved air cleaning system and method of manufacture that combines centrifugal separation and air filtration to efficiently remove dust from air containing dust while reducing or avoiding the aforementioned problems. It is said that.
本発明による電動空気清浄システムは、システム内の吸入口から清浄空気排出口まで延在する流路を備える。モーター駆動のファンは前記流路に沿って配置され、粒状の塵埃を含む空気を吸入口に引き入れ、軸を中心に回転させて前記塵埃を含む空気を最も重い粒子が最も外側の軌道にくるような層状にする回転流を形成する。排出ポートは粒状の塵埃を含む空気を前記システムの前記層状の回転流から周囲に排出するために備えられる。空気フィルターは前記回転流内に前記流路を横切るように、前記清浄な空気の排出口の上流に配置され、前記層状の回転流の最も内側の軌道からの空気を濾過する。本発明の開示された実施の形態によると、前記フィルターは塵埃を含む空気の回転軸の方向に長い。前記回転流内の前記フィルターの外周面は、前記層状の回転流の最も内側の軌道に掃引され、前記フィルター上の塵埃の蓄積が最小限に抑えられる。 The electric air cleaning system according to the present invention includes a flow path extending from an intake port in the system to a clean air discharge port. A motor-driven fan is disposed along the flow path, draws air containing granular dust into the suction port, and rotates about an axis so that the heaviest particles come to the outermost orbit. Rotating flow is formed in a laminar manner. An exhaust port is provided for exhausting air containing particulate dust from the laminar rotating flow of the system to the surroundings. An air filter is disposed upstream of the clean air outlet so as to traverse the flow path in the rotating flow, and filters air from the innermost track of the laminar rotating flow. According to a disclosed embodiment of the invention, the filter is long in the direction of the axis of rotation of air containing dust. The outer peripheral surface of the filter in the rotating flow is swept to the innermost track of the laminar rotating flow, and dust accumulation on the filter is minimized.
実施の形態において、システムはそれぞれシステム内の流路の部分を定める複数の分離できる部品を備えており、2つの実施の形態において部品同士は着脱可能に接続されており、第3の実施の形態においては離れて配置され別々に搭載されて中間パイプアセンブリによって接続されている。分離できるファンハウジング部品と空気フィルターハウジング部品とからなるシステムのこのモジュール式の特性によって、装置内のシステム部品の限られた空間において、システムを柔軟に組み立てることが可能となる。 In the embodiment, the system is provided with a plurality of separable parts each defining a flow path part in the system. In the two embodiments, the parts are detachably connected to each other, and the third embodiment. In FIG. 2, they are spaced apart and mounted separately and connected by an intermediate pipe assembly. This modular nature of the system of separable fan housing parts and air filter housing parts allows the system to be flexibly assembled in a limited space of system parts within the device.
本発明における電動空気清浄システムの製造方法は、システム内の吸入口から排出口までのそれぞれの流路の部分を定める複数の部品として電動空気清浄システムを形成し、前記部品は第一部品と第二部品とを含み、前記第一部品は前記流路に沿って配置され、粒状の塵埃を含む空気を吸入口から引き入れ、軸を中心に回転させて最も重い粒子が最も外側の軌道にくる層状にする回転流を形成する、モーター駆動のファンを有し、前記第二部品は流路のモーター駆動ファンの下流に分離排出室と、前記分離排出室内に流路を横切って排出口の上流に配置され層状の回転流の最も内側の軌道からの空気を濾過する空気フィルターと、粒状の塵埃を含んだ空気をシステムの層状の回転流から排出する排出ポートとを有する。製造方法はさらに第一および第二の部品を、清浄な空気の供給を必要とする、たとえば内燃エンジンなどの装置の離れた位置に別々に搭載し、システムの流路の一部を形成する中間パイプアセンブリを用いて、前記第一および第二の部品にわたって前記流路を接続させることを含む。 The method for producing an electric air cleaning system according to the present invention forms an electric air cleaning system as a plurality of parts that define the respective flow path portions from the inlet port to the outlet port in the system. The first part is arranged along the flow path, and the air containing granular dust is drawn from the suction port and rotated around the shaft so that the heaviest particles come to the outermost track. The second part has a separation discharge chamber downstream of the motor drive fan in the flow path and upstream of the discharge opening across the flow path in the separation discharge chamber. It has an air filter that filters air from the innermost trajectory of the stratified rotating flow and a discharge port that discharges air containing particulate dust from the stratified rotating flow of the system. The manufacturing method further includes mounting the first and second parts separately at separate locations in a device that requires a clean air supply, such as an internal combustion engine, to form part of the system flow path. Connecting the flow path across the first and second parts using a pipe assembly.
本発明におけるこれらおよびその他の特徴や利点は、本発明の3つの実施例に関し、添付の図面とともに以下の記述によってより明らかにされるが、これらは単に例示のためのものである。 These and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings, of three embodiments of the present invention, which are for illustration only.
ここで図を参照すると、図1から6に示される実施の形態1による電動空気清浄システムもしくは装置1は、図2に概略的に示されているように、内燃エンジンやその他の清浄な空気の供給を必要とする装置28の吸気口29に接続されている。システムは、吸気口4から、清浄な空気を装置28の吸気口29に供給する清浄空気排出口5までシステム全体にわたって延在する流路22を含む。流路はシステムの一般的に円筒形であるハウジング23内に配置されている。図7に示されるように、ハウジング23は、サービスフランジアセンブリ6で連結クリップ7によって着脱可能にお互いに接続されているモーター駆動のファンハウジング2とフィルターハウジング3との着脱可能な2つのアセンブリによって形成されている。このため、ハウジング2および3は連結フランジ16および17をそれぞれ有する。図6では、ハウジング2および3が分離されて示されており、図8、9および図12、13ではそれぞれ単独で示されている。
Referring now to the drawings, the motorized air cleaning system or
電動機13の出力軸に搭載されたファンブレード10を含むモーター稼働のファン24は、粒状の砕片を含む空気を吸入口4に引き入れ、A−A軸を中心として回転させ塵埃を含む空気を最も重い粒子が回転流の最も外側の軌道にくるよう層状にする回転流をシステム内に形成するように、流路22に沿って配置されている。固定ルーバーもしくは羽根12を有し角度のついたルーバーとモーターマウントのアセンブリの形をとる圧縮アセンブリ11は、ファンハウジング2内のファンブレード10の下流に配置されている。圧縮アセンブリは、システム吸入口に引き入れられる塵埃を含む空気の回転流の容量を圧縮し、空気の速度と空中に浮遊する塵埃にかかる遠心力とを上げる。図3、4および8、9に示すように、モーター駆動のファン24は、角度のついたルーバーとモーターマウントのアセンブリ11を経由してファンハウジング内のモーター13で支持される。
The motor-operated
図3から6、9および15に示されるように、空気清浄システムの流路の、角度のついたルーバーとモーターマウントのアセンブリの下流には、分離排出室18が備えられている。ハウジングの排出端部の排出口5の付近に清浄空気排出口の外側に放射線状に形成された環状排出ポート25に到達するまで塵埃を含む、空気の回転流パターンの最も外側の軌道は、分離排出室の外壁27に沿って流れる。排出ポートは、ストレーキ15によって分割された一連の円周状の放射状排出溝8から形成される。排出ポートは、システム内の層状の回転流から粒状の塵埃を含む空気を周囲に排出する。
As shown in FIGS. 3-6, 9, and 15, a
少なくとも図10および15に示される主要第一空気フィルター部材20と、任意にフィルター部材20の中に配置される図11および14に示される第二安全空気フィルター部材21とからなる一連のフィルターの形状の、図2から4、6および15に示される空気フィルター9は、回転流の中に流路を横切って排出口の上流に配置され、空気が清浄空気排出口5へ流れる時、システム内の層状の回転流の最も内側の軌道からの空気を濾過する。フィルター9は、分離排出室内の一般的に円筒形であるハウジング23の中心縦軸A−Aの方向に長く、図5に示されるように、フィルター9が清浄空気排出開口部19に搭載されているところの排出端部から軸に沿って延在している。フィルター9の上流端部は、図9に示すようにモーター13の端部において、サポートフランジ30に接続されたフィルター圧縮ブラケット14によって支持されている。
A series of filter configurations comprising at least a primary first
フィルター9の外面の塵埃の集積は、分離排出室18でフィルターを塵埃を含む空気の回転流の中に配置し、室18内の層状の回転流から粒状の塵埃を含む空気を室の端部にある排出ポート25を介して解放することによって、たとえば室内の層状の回転流を妨害することなく、最小化できる。また、たとえば様々に変わる吸引力をシステムの排出口5に加える内燃エンジンなどの、周期的な空気の流れを要求する装置28の吸気口29に空気を供給する場合に、装置で要求される空気流の全ての速度において、フィルターの外面における空気流の陽圧を保ち、塵埃を含んだ空気をシステムから周囲に戻すために、モーター駆動のファンを操作することでフィルター9の自己クリーニング機能の向上も認められている。空気清浄システム1は、それが設置されているところのエンジンや装置28が必要とするよりもはるかに大きな空気流を発生させるように設計されており、一定の空気流の陽圧を空気フィルター上の塵埃の集積を最小に保つフィルターに供給し、分離排出室の室端部に配置された一連の放射状溝8から形成される360°にわたる排出ポート25から強力な空気流を供給する。
Accumulation of dust on the outer surface of the
本発明における空気清浄システムとその製造方法は、空気フィルターの寿命を、現行のサービスインターバルと比較して顕著に伸ばすことで内燃エンジンやその他の装置の通常のサービスインターバルのあいだ中、空気フィルターの制限を低く保つことを可能とする。空気清浄システムとその製造方法について、特に内燃エンジンに清浄な空気を供給する用法について説明したが、本発明はこの用法に限られるものではなく、清浄な空気の供給を必要とする多種の装置、たとえば換気システム、熱交換器、空気圧縮機、暖房およびエアコンシステムなどに、広く用いることができる。 The air purification system and method of manufacture according to the present invention provides for air filter limitations during normal service intervals of internal combustion engines and other devices by significantly extending the life of the air filter compared to current service intervals. Can be kept low. The air cleaning system and the manufacturing method thereof have been described, particularly the usage of supplying clean air to the internal combustion engine, but the present invention is not limited to this usage, and various devices that require the supply of clean air, For example, it can be widely used in ventilation systems, heat exchangers, air compressors, heating and air conditioning systems.
図16に示される本発明における電動空気清浄システムもしくは装置31の実施の形態2は、図16のフィルターハウジング32を除いては実施の形態1のシステムもしくは装置1と同様である。つまり実施の形態1のように、排出ポートをフィルターハウジングの排出端部に、清浄な空気の排出口の外側に放射線状に備える代わりに、排出ポート33はフィルターハウジング32内の回転流の最も外側の軌道の外側に空気フィルターと向かい合って放射線状に配置されている。詳細には、排出ポート33は、フィルターハウジングの分離排出室の外壁にあり、空気フィルターの全長に沿った溝状である。ハウジング32の排出端部は排出口5の付近に硬質パネルを有し、たとえば閉鎖されている。
したがって、実施の形態1では塵埃はシステムもしくは装置の後方から排出されるまでハウジングの全長にわたって層状の状態のままであったが、フィルターハウジング32を有するシステムもしくは装置31では、塵埃が分離パターンの外側の軌道に当たると、塵埃は直ちに回転流およびシステムもしくは装置から排出溝33を介して排出される。この特徴によりシステムもしくは装置から塵埃を装置の外に向けることが、そしてシステムもしくは装置が設けられているところの内燃エンジンやその他の装置の外に、塵埃を導くことが容易になる。フィルターハウジング32内の空気フィルターはまた、使用中にわずかな陽圧を有利に受けることができ、システムや装置が設けられているところのエンジンやその他の装置への制限を軽減させる。
Therefore, in
図17に示されている本発明のその他の特徴は、どちらの実施の形態においても用いることができる。この特徴には塵埃ストレーキ34を空気フィルター9の外周に備えることも含む。ストレーキ34は、空気フィルターの縦軸に沿って全長にわたって延在し、図17の矢印Bで表されるように、フィルターの外周から回転流の方向に外側に延びており、空気フィルターに隣接する回転流の中の塵埃をフィルターから回転流の最も外側の軌道に導き、システムから排出する。
The other features of the present invention shown in FIG. 17 can be used in either embodiment. This feature includes the provision of a
図18に示される、本発明における電動空気清浄システムもしくは装置35の実施の形態3は、着脱可能な部品であるモーター駆動のファンハウジング2と、フィルターハウジング3/32(図18、19では3とだけ示されている)とが、清浄な空気の供給を必要とする装置の離れた位置36および37にそれぞれ別々に搭載されていることを除けば、実施の形態1のシステムもしくは装置1や、実施の形態2のシステムもしくは装置31と同様である。追加パイプアセンブリ38が、分離されたハウジング同士を接続させるために用いられている。ハウジング2および3/32は、システムやその構成部品の修理や交換のための設置、組み立て、解体を容易にするために、パイプアセンブリのそれぞれの端部から取り外すことができる。
図19に示されるシステム35の任意の特徴は、塵埃を含む空気を適切な回転流に案内するため、複数の固定された羽根40を有するがらり付きつば39の形状の遠隔圧縮アセンブリを流路に設置していることである。つまり、圧縮アセンブリは塵埃を含む空気の回転流の容量を圧縮し、空気の速度と空中に浮遊する塵埃にかかる遠心力とを上げる。実施の形態の中でがらり付きつば39はフィルターハウジング3/32内の空気フィルター9の上流に配置されており、空気フィルターの上流端部を実施の形態1のフィルター圧縮ブラケット14の代わりに支持している。同一もしくは追加の羽根40を有するがらり付きつば39もまた、システム35内の適切な回転流を確保するために、ファンハウジング2の背後もしくは下流側に取り付けることができる。システムはそれぞれ別々に装置に搭載することができる、複数の分離される部品によるモジュール組立方式であり、清浄な空気の供給を必要とする複雑な装置に適合させるにあたって柔軟性がある。本発明に基づく実施の形態を3例だけ挙げて説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではなく当業者の知る限りにおいて様々の変更および改良が可能であることは言うまでもない。たとえば、本発明による電動空気清浄システムは、塵埃を含む空気から遠心力によって塵埃を分離し、システム内の回転流の最も内側の軌道からシステムの排出口での装置からの吸引力によって空気を引き出すことで、充分な清浄が提供される場合には、空気を供給するフィルター9がなくても用いることができる。この点については、フィルター9の有無にかかわらず清浄空気排出口における圧力は基本的に中立である一方、装置内の陽圧がシステムの排出ポートを通る流れを維持することが知られている。装置はその要求に応じて、たとえばシステムの清浄空気排出口に加えられる吸引などで、清浄空気排出口から清浄な空気を引き出す。したがって本発明が前述の詳細に制限されることは好ましくなく、添付の請求の範囲に含まれる全ての変更および改良が包含されることを望ましい。
An optional feature of the
Claims (2)
前記第一および第二の部品を、清浄な空気を供給される装置の離れた位置に別々に搭載し、
前記システムの前記流路の一部を形成する中間パイプアセンブリを用いて前記第一および第二の部品にわたって前記流路を連結させることを含む電動空気清浄システムの製造方法。 An electric air cleaning system is formed as a plurality of parts each defining a flow path portion from the inlet to the outlet in the system, the parts including a first part and a second part, and the first part is the flow path The air containing particulate dust is drawn into the inlet and rotated around an axis to form a rotating flow in which the air containing the dust is layered so that the heaviest particles are in the outermost orbit. A motor-driven fan, wherein the second part is disposed in the separation discharge chamber downstream of the motor drive fan in the flow path, and in the separation discharge chamber across the flow path and upstream of the discharge port; An air filter for filtering air from the innermost track of the laminar rotating flow, and an exhaust port for discharging air containing particulate dust from the laminar rotating flow of the system;
The first and second parts are separately mounted at remote locations in a device supplied with clean air;
A method of manufacturing an electric air cleaning system comprising connecting the flow path across the first and second parts using an intermediate pipe assembly that forms part of the flow path of the system.
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