JP2010094617A - フィルターユニット - Google Patents

Abstract

【課題】濾過部材を着脱できる構造とし、濾過能力を高め或いは濾過されるべきエアーに適合した濾過部材を選択できるようにする。
【解決手段】流入口13を有する流入口側カバー11と流出口14を有する流出口側カバー12との間に濾過部材15を配設した。流入口側カバー11の内径を流入口13から濾過部材15に向かって急激に大きくなるように形成し、流出口側カバー12の内径を濾過部材15から流出口14に向かって急激に小さくなるように形成する。流入口13の内側に流入エアーを拡散する拡散手段23を設けた。濾過部材15を流入口側カバー11と流出口側カバー12との間で着脱自在に形成した。濾過部材15が略筒形状の金属フレーム内に金属製ワイヤーを網状に配設したもの、或いは、合成樹脂製織布又は不織布を濾材として配設したものから形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱風発生機（熱風送風機）の吸入口部位に装着して使用するフィルターユニットに関するものであり、このフィルターユニットは同時に配管等の適宜部位にも設備することができるものである。

本願出願人は、長年に渡り熱風発生機を主製品として製造販売して来たものであるが、この熱風発生機というのは、ヒーターと送風機を組み合わせ、高温の熱風を吐出することができる熱風送風機のことである。
この熱風発生機は、産業用として各種物品の乾燥用、水切り用、樹脂製容器のシュリンク包装用等々として、常温から１０００℃までの熱風を要するあらゆる工場内で使用されて来たものである。

かかる熱風発生機は、上記のような各種の用途に使用されるのであるが、例えば鋳型内の乾燥や、所定の乾燥室や乾燥炉内で各種の物品の乾燥を行う際には、熱風を循環させて使用する場合が多く、このような場合には熱風の循環経路内で発生する油分や水分のミスト、粉塵や塵芥等々を除去する必要がある。
更に、工場内の環境においても同様に、油分や水分のミスト、粉塵や塵芥等々あらゆる種類の汚れ、ダスト成分が浮遊しており、これが熱風発生機に与える悪影響も多く、そのメンテナンスや寿命等に大きな影響を及ぼして来た。
そこで、本願出願人は、水切りや包装、更には乾燥される各種物品等の汚染等を排除するため、或いは、熱風発生機のメンテナンス・サイクルの長期化、更にはその寿命の長期化を目的として、熱風発生機の吸入口側に装着する各種のフィルターの創案を行ってきたものである。

従来のこの種のフィルターユニットとしては、下記非特許文献に記載のものを挙げることができる。
この文献は本願出願人が発行するカタログであるが、このカタログに記載のものは上記した通り、熱風発生機或いは送風機の吸入口に装着されるものである。

このこのフィルターユニットは、筒体形状の本体部からなり、一方の端部は閉鎖され、他方端部に熱風発生機の吸入口に接続される流出口が設けられ、上記筒体形状の本体部の周側面部にポリエステル製織布からなる濾材を蛇腹状に配設したものである。
流入エアーは、この蛇腹状の濾材を通過して、本体部中心部の通路から流出口へと流れ、その間に濾過されて、熱風発生機の吸入口からその内部に流入するものである。
株式会社竹綱製作所発行「オプションパーツ総合カタログ」（カタログNo. OP）平成２０年〜２１年版２００８年６月発行（第２５頁）

上記従来のものは、熱風発生機又は送風機等の吸入口に取り付けるための専用のものであり、例えば各種の配管に直接これを設置することは全く不可能なものである。
また、その全体が完結したものであって、濾材の寿命が尽きると、その濾材部分を交換することが出来なかった。
更には、その濾材の能力を向上させるということも全く不可能であり、濾過されるべき乾燥室や乾燥炉等、更には工場内の雰囲気を考慮して、それに相応しい濾材に変更し、或いは交換するという観念も全く存在していないものであった。

そこで、本発明においては、熱風発生機等の吸入口部位に簡単に装着することができ、更には各種配管の適宜部位にも取り付けることができるようなフィルターユニットを提供することをその第一の課題としている。
更に、本発明においては、このフィルターユニットの濾過部材の洗浄等を容易にするために、着脱できる構造を創案することもその課題である。
また、濾過能力を高め、或いは濾過されるべき空気中の汚れや粉塵等に適合した濾過部材を選択できるようにすることもその課題とするところである。

上記課題を解決するために、本発明の第１のものは、流入口が設けられた流入口側カバーと、流出口が設けられた流出口側カバーとの間に濾過部材を配設したフィルターユニットであって、濾過部材の外径を流入口及び流出口の内径よりも大きく形成し、流入口側カバーは、その内径が流入口から濾過部材に向かって急激に大きくなるように形成され、他方、流出口側カバーは、その内径が濾過部材から流出口に向かって小さくなるように形成され、流入口の内側に流入エアーを拡散する拡散手段を設けたことを特徴とするフィルターユニットである。

ここで、上記「流入口側カバーは、その内径が流入口から濾過部材に向かって急激に大きくなるように形成され」の記載において、「急激に」とは、流入口の内径よりも濾過部材の外径を大きくした構造において、本発明における一つの発明特定事項である拡散手段が無い場合に流入エアーが流入口から流入して、流入エアーが自然に拡散し、濾過部材を通過する自然の範囲（外径）以上に濾過部材の外径を大きく形成した状態を意味する。

本発明の第２のものは、上記第１の発明において、濾過部材を流入口側カバーと流出口側カバーとの間で着脱自在に形成し、１又は２以上の濾過部材をエアー流通方向に積層して装脱着できることを特徴とするフィルターユニットである。

本発明の第３のものは、上記第１又は第２の発明において、流入エアーを拡散する拡散手段として、１枚の板状体を使用し、この板状体に略同一形状の切れ目を複数設け、その切れ目の部位を起立させることにより、複数の拡散翼を放射状に形成し、流入エアーをこの拡散翼に衝突させることにより、放射状に拡散できることを特徴とするフィルターユニットである。

本発明の第４のものは、上記第１乃至第３の発明において、濾過部材が略筒形状の枠体内に金属製ワイヤーを網状に編成したものから形成し、繰り返し洗浄可能としたことを特徴とするフィルターユニットである。

本発明の第５のものは、上記第１乃至第３の発明において、濾過部材が略筒形状の枠体内に合成樹脂製織布又は不織布を濾材として配設したものから形成し、濾材を使い捨て可能としたことを特徴とするフィルターユニットである。

本発明の第１のものにおいては、各種配管の所望位置にも簡単に設備して、流通エアーを浄化処理することができることは勿論、産業用の熱風発生機に設備された送風機の吸入口部位に装着して、乾燥室、乾燥炉、その他工場内のエアー中に含まれる油分や水分ミスト、粉塵や塵芥等を濾過することが出来る。
特に熱風発生機に設備された送風機の吸入口部位に装着した場合には、その熱風発生機自体のメンテナンス期間の延長を図ることができ、また装置自体の寿命をも延長させることが可能となる。

本発明においては、流入口側カバー及び流出口側カバーをそれぞれラッパ状に形成してそれらの内径を濾過部材側に向かってそれぞれの内径を急激に拡大し、且つ流入口の内側に流入エアーを拡散する拡散手段を設けたことにより、流入エアーが上記拡散手段により拡散され、濾過部材の全表面に拡散され、且つ濾過部材の全表面に均一に広がることとなり、濾過部材の全体を利用して流通エアーを濾過することができる。
これにより濾過部材の洗浄時期の間隔を延長させることができるのである。
勿論、本発明に係るフィルターユニットは、上記熱風発生機等の吐出口側に装着することも可能である。

本発明の第２のものにおいては、上記の効果に加えて、濾過部材を着脱式に構成したため、取り外して容易に洗浄等を行うことが出来る。
また、複数の濾過部材を流通方向に積層して設置することも可能となり、その濾過能力を向上させることもでき、また異なる濾材からなる濾過部材を組み合わせて積層させることにより、乾燥室、乾燥炉、或いは工場内の汚れ環境に適合させて最適の濾過部材の組み合わせとして実施することも可能となる。
例えば、金属製ワイヤーを編成した網状の濾材からなる濾過部材と、ポリアミド等の樹脂製織布や不織布から形成された濾材を用いた濾過部材を積層させて使用することも可能となるのである。

本発明の第3のものにおいては、流入エアーの拡散手段をより限定して、板状体に切れ目を設け、その部位を起立させたものを使用し、流入エアーを放射状に拡散できるようにしたものである。

本発明の第４のものにおいては、濾過部材の濾材として金属製のワイヤーを網状に編成したものを使用し、繰り返し洗浄可能なものとした。
本発明の第５のものにおいては、同様に濾材として、ポリアミド等の合成樹脂製織布又は不織布を利用したものを使用して、その濾材を使い捨て可能なものとして構成したものである。

以下、添付の図面と共に本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るフィルターユニットの一実施形態を図示しており、その（Ａ）が分解斜視図、その（Ｂ）が組み立てた状態の斜視図である。
本発明に係るフィルターユニット１０は、金属製のエアー流入口側カバー１１と、同じく金属製のエアー流出口側カバー１２と、中間に位置する濾過部材１５とからなり、両カバー１１、１２と濾過部材１５とは、バンド部材１８、１８により結合、固定されている。

流入口側カバー１１は、ほぼ音響用スピーカー形態のコーン形状で、円錐台形状を有し、その底部に円形の流入口１３が設けられている。図からも解る通り、このカバー１１は、流入口１３から濾過部材１５が位置する側に急激にその内径が拡大する。
他方、流出口側カバー１２も、上記流入口側カバー１１と略対称形状を有し、その底部に円形の流出口１４が設けられている。
図中矢印Ｓがエアー流通方向である。

ここで、流入口側カバー１１が流入口１３から濾過部材１５に向かって急激にその内径が拡大すると説明したが、この内径が急激に拡大するとは、既に、課題を解決するための手段の欄において説明したが、流入口１３の内径よりも濾過部材１５の外径を大きくした構造において、後に説明する拡散手段が無い場合に流入エアーが流入口から流入して、流入エアーが自然に拡散し、濾過部材を通過する自然の範囲（外径）以上に濾過部材の外径を大きく形成していることを意味するものである。

即ち、拡散手段により流入エアーが拡散され、それにより自然の拡散エリア（外径）よりも大きい濾過部材を使用することができ、それにより流入口側カバーの内径を急激に大きくすることができ、他方、流出口側カバーはこれと対称に形成することができ、これによって、エアー流通方向における本発明のフィルターユニットの長さを短くコンパクトにすることができる訳である。

勿論、流出口側カバー１２を上記のように、流入口側カバー１１と対称に形成しなくともよく、流出口側カバー１２の内径をより緩やかに減少させることも可能であるが、好ましくは対称に形成することが望ましい。フィルターユニットのエアー流通方向の長さを最短にすることが可能だからである。
請求項１において、流出口側カバーの内径について「急激に」という限定語を付加しなかった理由である。

図１（Ａ）と図１（Ｂ）とでは、流出口１４の部分の形状が少し異なるが、図１（Ａ）のものでは、図示はしていないが、直接熱風送風機に設備されている送風機の吸入口に連結できるように、筒体部が形成されていない。
他方、図１（Ｂ）のものは、配管の一部に取り付けられるように、流入口１３の側の筒体部１３ｔと同様に、流出口１４の部分に筒体部１４ｔを形成し、流入口１３及び流出口１４の部分に支持脚部２０、２０を設けている。
従って、図示はしていないが、配管の端部を上記筒体部１３ｔ、１４ｔに接続することができ、脚部２０、２０の存在によりこのフィルターユニットはそれ自体で自立状態に設置可能となる。

濾過部材１５は、略筒形状の金属製の枠体１５ｗの内部にステンレス製ワイヤーをマット状に編み合わせた濾材１５ｆを充填したものから成る。
従って、この濾過部材１５は、このフィルターユニット１０から取り外して、そのまま洗浄オイル等で洗浄することが容易にできる。
この濾過部材１５の枠体１５ｗの構造は、全く自由に設計でき、濾過されるエアーが流通方向にのみ流通できる構造であれば、どのような構造でもよい。
濾過部材１５の周面には取手１５ｈが形成され、取り外す際にこの取手１５ｈを把持して簡単に取り外すことができる。

この濾過部材１５と両側の流入口側カバー１１及び流出口側カバー１２との結合、固定方法は、環状のバンド部材１８を使用して行うことができる。
即ち、流入口側カバー１１の濾過部材１５側の開口周縁部に設けられた鍔部１１ｔと濾過部材１５の端面周縁部に設けられた鍔部１５ｔとを接合させて、バンド部材１８で両者を結合し、固定することが出来る構成である。
バンド部材１８については、後の図５により更に説明を加える。

勿論、流入口側カバー１１の鍔部１１ｔと濾過部材１５の端面周縁部の鍔部１５ｔの口径は同一に形成している。
同様に、流出口側カバー１２と濾過部材１５との結合、固定も上記流入口側カバー１１と濾過部材１５との結合、固定と全く同じである。

尚、図１（Ｂ）においては、流入口１３と流出口１４の根元部に正面視略Ｌ字形状の支持部材２０、２０を利用して、本発明に係るフィルターユニット１０を自立タイプのものとして構成しているが、支持脚部２０は、任意のものであり、設置場所等により必要に応じて取り付けることができるものである。

更に、本発明においては一つの特徴部分となる流入エアーの拡散手段となる拡散翼が流入口側カバー１１の流入口１３の内側に設けられている。
この拡散翼２３、２３、…は、この実施形態では、４枚設けられており、円形の板状体に同一形状の切れ目を複数設け、その部分を流出口側に起立させて形成している。板状体は金属製でも合成樹脂製でも何れでもよい。
この拡散翼２３、２３、…により、流入口１３から流入するエアーが流入口１３の半径方向放射状に回転するように拡散され、流入エアーが濾過部材１５の全表面に拡散されることとなるのである。
この拡散翼２３を設けた円板は、流入口側カバー１１の流入口側底部に螺着されている。

取り付け方法については以下の通りである。
熱風発生機の吸入口に装着する場合には、まず流出口側カバー１２を熱風発生機に装備された送風機の吸入口部位に螺着する。
次にバンド部材１８を開放して、流出口側カバー１２の鍔部１２ｔに仮に取り付けておき、その鍔部１２ｔに濾過部材１５の鍔部１５ｔを当接して接合する。そして両者の鍔部１２ｔ、１５ｔをバンド部材１８の固定レバー１５ｋを時計回りに回動させて固定する。

同様にして、流入口側カバー１１の鍔部１１ｔと濾過部材１５の鍔部１５ｔとをバンド部材１８によって接合し、固定することができる。
各種配管等に本発明のフィルターユニット１０を取り付ける場合には、このフィルターユニット１０を組み立てた状態で、即ち図１（Ｂ）の状態で、配管の適宜部位の両端部にやはり各種のバンド部材やジョイント等を使用して接続、固定することができる。
更に、濾過部材１５を取り外す際は、上記バンド部材１８の固定レバー１５ｋを反時計回りに回動させてバンド部材１８を開放して、濾過部材１５の端縁部の鍔部１５ｔから外し、濾過部材１５の取手１５ｈを把持して引き出せば容易に取り外すことができる。

図２（Ａ）は、上記図１（Ｂ）に図示したフィルターユニットの平面図であり、図２（Ｂ）は、濾過部材を更に２個増やして、全部で３個積層したものを図示した正面図であるが、バンド部材の図示は省略している。
この図２は、本発明に係るフィルターユニットにおいては、その濾過部材を容易に複数積層できることを示している。

図２（Ａ）に図示した実施形態は、上記図１（Ｂ）に示したものと同一である。
図２（Ｂ）に図示したものは、同一の濾過部材１５を３個エアー流通方向に積層したものであり、これにより濾過能力を向上させることができる。
この濾過部材１５の積層枚数は、濾過されるエアーの汚れ度合いによって、適宜必要に応じて設定すればよい。

また、流入口側カバー１１の流入口１３の内側には、破線で示した拡散翼２３が設けられている。
各構成部材は、上記した通り円環状のバンド部材で相互に連結、固定されるのであるが、図２ではこのバンド部材の図示は省略している。

図３は、本発明に係る上記実施形態（図１（Ａ）に図示のもの）を熱風発生機に装着した状態を図示する平面図である。
熱風発生機本体部５０の図中右側にブロアー５１が位置しており、このブロアー５１の吸入口に本発明に係るフィルターユニット１０の流出口側カバー１２が螺子により固定される。
この流出口側カバー１２には、バンド部材１８によって濾過部材１５が１個固定され、流入口側カバー１１が更にバンド部材１８によって固定されている。

流入口側カバー１１の流入口１３から流入するエアは、流入口１３の内側に設けられた拡散翼２３によって、矢印Ｄに示すように、回転されつつ拡散され、濾過部材１５の全面に渡り拡散され、濾過される。
濾過され浄化された流入エアーがブロアー５１を通過し、熱風発生機本体部５０内部のヒーター部を通過した後、加熱されたエアーが吐出口５３から吐出されるのである。
これにより、流入エアーが浄化され、且つ熱風発生機内部のエアー流通路内における種々の汚れやダスト等の蓄積度合いも極めて低いものとなるのである。

図４は、本発明のフィルターユニットの流入口側カバーの底部、つまり流入口内側に固定されて設けられる拡散翼についての一実施形態である。
この形態では、金属製円板に同一形状の切れ目を複数設けている。つまり、半径方向に切れ目２４を設け、これから円周方向に切れ目２５を設ける。
この切れ目２４、２５を周方向９０度毎に４つ形成するのである。そして、その切れ目２４、２５の内側部分を略４５度程起立させ、拡散翼２３、２３、…を４つ形成することができる。

この拡散翼２３の形状や数は、自由に設計することができる。例えば、その数は、６枚でも８枚でもよく、それぞれの拡散翼の先端部分を更に折曲して形成することもできるし、折曲方向も、一方の側でなく、両方の側に折曲して形成することも可能である。
要は、流入口から流入する流入エアーが適切に回転するように拡散される形状であれば拡散翼の形状はどのような形状でもよいものである。

図５は、上記実施形態で使用したバンド部材を示す斜視図である。
バンド部材１８は、横断面略コ字形状の円環状の金属製のバンド本体部１８ｈと、その一方の端部に固定レバー１８ｋを軸支し、その他方の端部と前記固定レバー１８ｋの根元部とに連結杆１８ｊを架け渡してリンク機構を形成し、固定レバー１８ｋをバンド本体部１８ｈに沿わせるように時計方向に回動して倒すことによってその周囲長さが狭まり、バンド本体部１８ｈに挟持されるカバーの鍔部と濾過部材の鍔部とが連結、固定されるものである。

図６は、本発明に係るフィルターユニットに使用される濾過部材の表裏を図示しており、その（Ａ）が上記実施形態で使用した濾材を用いたものを示し、その（Ｂ）が濾材として合成樹脂製織布又は不織布を使用したものを図示している。
図６（Ａ）は、既に上述した実施形態で用いたステンレス製ワイヤーを網状に編み上げた濾材１５ｆを使用した濾過部材１５の表側と裏側を示している。

この濾過部材１５の場合は、その表側及び裏側共に同一形状を有している。
また、図には明瞭には表れていないが、枠体１５ｗの下端部には、濾過収集された廃油等を排出するためのキャップ付の排出口が設けられている。
図６（Ｂ）に図示した濾過部材２６は、濾材２６ｆとしてポリアミドの不織布を使用している。この実施形態では、この濾材２６ｆが汚れて濾過能力が衰退した際は廃棄される使い捨てタイプのものである。

従って、枠体２６ｗの流入口側には、枠体の腕部が直径方向には設けられておらず、その裏面側に折曲されている。濾材２６ｆを容易に取り出せるように構成したものである。
取手２６ｈは、この濾過部材２６をフィルターユニットから容易に抜き出すことができるようにするために設けている点は、上記実施形態と同様である。

このように濾過部材としては、各種のものを利用することができる。
即ち、各種の乾燥室、乾燥炉、或いは工場内の雰囲気に適合するように、濾材を採用することができ、同一の濾過部材を複数積層して使用することも出来るし、或いは異なる濾材を使用した濾過部材を積層して使用することも可能となるのである。

以上、実施形態について説明したが、本発明においては以下の通りその形態を変更することができる。
流入口側カバー及び流出口側カバー共に円錐台形状のものを使用したが、これが角錐台形状のものであってもよい。
要するに、何れのカバーもその流入口又は流出口側から濾過部材に向かってその内径が急激に拡大するような形状を採用することである。

このような形状を採用することにより、フィルターユニットをその長手方向において出来る限りその長さを短く形成することができ、本発明に係るユニットをコンパクトに形成できるという利点がある。
濾過部材も上記実施形態では、円筒形状のものを使用したが、流入口側カバー及び流出口側カバーの口径形状に適合するように、その断面形状を適宜設計変更することができる。
勿論、濾過部材の流通方向の長さも適宜必要に応じて設定することができる。

濾過部材の枠体形状も、濾材を交換できるものと、繰り返し使用可能なものとにより適宜変更して設計することができる。
拡散翼についても、既に述べた通り、その形状や枚数を適宜必要に応じて設計変更することができ、圧力損失が少なく、且つ流入エアーを回転するように拡散でき、拡散効率の高い形状を採用すればよい。
バンド部材も自由に選択して利用することができ、上記実施形態で使用したものばかりで無く、他の形式の固定部材を利用することができる。

最後に、本発明は、熱風発生機に装備された送風機の吸入口側に装着することを目的に開発されたものであるが、必要に応じて、吐出口側に設備することもできるし、各種配管の適宜部位にも簡単に設置できるものである。
以上、本発明は、その長手方向に極めて短くコンパクトに設計することができ、且つ濾過性能に関しても質的及び量的に変更させ、また向上させることができる極めて著大な効果を有するフィルターユニットを提供することができたものである。

本発明に係るフィルターユニットの実施形態を図示しており、その（Ａ）が分解斜視図、その（Ｂ）が組み付けた状態の斜視図である。 本発明の実施形態を示し、その（Ａ）に図示したものが上記図１（Ｂ）に示したものの平面図であり、その（Ｂ）に図示したものが濾過部材を３個エアー流通方向に積層したものの正面図である。 本発明に係る上記図１（Ａ）に図示した実施形態を熱風発生機に装着した状態を示す平面図である。 本発明に係る拡散翼についての一実施形態を示す斜視図である。 上記実施形態で使用したバンド部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る濾過部材の表裏を図示した斜視図であり、その（Ａ）が上記実施形態で使用した濾材を用いたものを示し、その（Ｂ）が濾材として合成樹脂製不織布を使用したものを図示している。

符号の説明

１０ フィルターユニット
１１ 流入口側カバー
１２ 流出口側カバー
１３ 流入口
１４ 流出口
１５、２６ 濾過部材
１５ｆ、２６ｆ 濾材
１５ｗ、２６ｗ 枠体
１８ バンド部材
２３ 拡散翼（拡散手段）

Claims (5)

1. 流入口(13)が設けられた流入口側カバー(11)と、流出口(14)が設けられた流出口側カバー(12)との間に濾過部材(15)を配設したフィルターユニットであって、
   濾過部材(15)の外径を流入口(13)及び流出口(14)の内径よりも大きく形成し、
   流入口側カバー(11)は、その内径が流入口(13)から濾過部材(15)に向かって急激に大きくなるように形成され、
   他方、流出口側カバー(12)は、その内径が濾過部材(15)から流出口(14)に向かって小さくなるように形成され、
   流入口(13)の内側に流入エアーを拡散する拡散手段(23)を設けたことを特徴とするフィルターユニット。
2. 濾過部材(15)を流入口側カバー(11)と流出口側カバー(12)との間で着脱自在に形成し、１又は２以上の濾過部材(15)をエアー流通方向に積層して装脱着できることを特徴とする請求項１に記載のフィルターユニット。
3. 流入エアーを拡散する拡散手段(23)として、１枚の板状体を使用し、この板状体に略同一形状の切れ目を複数設け、その切れ目の部位を起立させることにより、複数の拡散翼(23, 23, …)を放射状に形成し、流入エアーをこの拡散翼(23, 23, …)に衝突させることにより、放射状に拡散できることを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルターユニット。
4. 濾過部材(15)が略筒形状の枠体(15w)内に金属製ワイヤーを網状に編成したものから形成し、繰り返し洗浄可能としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィルターユニット。
5. 濾過部材(26)が略筒形状の枠体(26w) 内に合成樹脂製織布又は不織布を濾材として配設したものから形成し、濾材を使い捨て可能としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィルターユニット。