JP2013031790A - フィルタとそれを用いた集塵ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】室内空気質を改善する空気浄化機器に使用される集塵ユニットにおいて、塵埃を十分に捕集し、繰り返し塵埃を除去してもフィルタの詰まりを抑制できる集塵ユニットを提供することを目的とする。
【解決手段】集塵ユニット６は毛束２の片側をフレーム３で固定し、毛束２を固定したフレーム３と反対側の毛先が広がっている構造のブラシ４が、空気の流れの上流側で毛先が重なるように配置されている。上部にある掻きとり棒７がブラシ４を振動させてブラシ４の毛に付着した塵埃を放出させて、再生させるため、ブラシ４の毛から塵埃が放出されるので、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、室内に外気を取り入れて換気する際に、大気中に含まれる塵埃を除去する際に使用される集塵装置に関するものである。

従来、この種の集塵装置は、給気を行う際に大気中の塵埃を捕集するためにフィルタを用いるが、このフィルタに塵埃が溜まって目詰まりすると圧力損失が大きくなり、換気風量が低下するため定期的にフィルタの交換、あるいは掃除が必要であった。そこで、手間をかけずにフィルタの目詰まりを除去する手段として、ブラシを用いた集塵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その集塵装置について図９を参照しながら説明する。

図９に示すように、集塵装置１０１はフィルタ１０２の内周側に、外径がフィルタ１０２と接するように設けられたブラシ１０３とモータ１０４が接続し、吸込口１０５と吐出口１０６を備えており、ブラシ１０３は回転自在である。大気、もしくは気体中の粉塵を捕集する際は、吸込口１０５から流入した塵埃を含んだ気体をフィルタ１０２の内側から外側へ貫流させることで、フィルタ１０２の内周面で塵埃は捕集され、浄化された気体は吐出口１０６から流出される。そしてフィルタ１０２の目詰まりを除去する際は、ブラシ１０３を回転させてフィルタ１０２に押し当てて、掻き出し力を利用することでフィルタ１０２の内周面に付着した塵埃を払い落とすものである。

特開平６−１１４２２５号公報（第４頁、第１図）

このような従来の集塵装置においては、フィルタに付着した塵埃をフィルタに押し当てたブラシにより掻き出すことで、フィルタ表面に付着した塵埃を除去するが、一部塵埃がフィルタの奥に入り込む。ブラシの掻き出しでは、フィルタの奥に入り込んだ塵埃を除去できなくなり、繰り返しブラシでフィルタの塵埃を掻き出していると、ブラシの掻き出しでは除去できないフィルタの奥に塵埃がたまり、フィルタが塵埃で詰まり、フィルタの再生が容易に行えないという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、塵埃を十分に捕集し、繰り返し塵埃を除去してもフィルタの詰まりを抑制し、容易に再生できる集塵装置を提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明は、毛束の片側をフレームに固定し、その毛束を固定したフレームと反対側の毛先が広がっている構造を有する複数のブラシを、一定方向に毛先が重なるように配置していることを特徴とするフィルタであり、これにより初期の目的を達成するものである。

本発明によれば、毛束の片側をフレームに固定し、その毛束を固定したフレームと反対側の毛先が広がっている構造を有する複数のブラシを、一定方向に毛先が重なるように配置していることで、重なった毛先に塵埃を集塵することができるため、容易に再生させることができる。

すなわち、重なった毛先に塵埃を捕集するため、ブラシによる掻き出し作業が不要で、毛先に振動を与えたり、物理的に接触させたりするだけで容易に捕集した塵埃を除去できるので、フィルタを容易に再生させることができる。

（ａ）本発明の実施の形態１のフィルタおよび集塵ユニットの断面を示す構成図、（ｂ）同集塵ユニットのブラシの斜視図 同集塵ユニットの流入側を示す正面図 同集塵ユニットの流出側を示す正面図 本発明の実施の形態２の集塵ユニットの断面を示す構成図 同集塵ユニットの再生時の断面を示す構成図 本発明の実施の形態３の集塵ユニットの断面を示す構成図 本発明の実施の形態４の集塵ユニットの断面を示す構成図 同集塵ユニットの断面を示す構成図 特許文献１に示す集塵装置の断面を示す構成図

本発明の請求項１記載のフィルタは、毛束の片側をフレームに固定し、その毛束を固定したフレームと反対側の毛先が広がっている構造を有する複数のブラシを、一定方向に毛先が重なるように配置している構成を有する。これにより、重なった毛先に塵埃を集塵することができるため、容易に再生させることができるという効果を奏する。

また、請求項１記載のフィルタを、ブラシの毛先側が処理対象空気の流れの上流側となるように設けた集塵ユニットという構成にしてもよい。これにより、ブラシを振動させてブラシの毛に付着した塵埃を放出させて、再生させるため、ブラシの毛から塵埃が放出されるので、ブラシの目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができるという効果を奏する。

また、閉じたループのレールと、流路の外に掻きとり棒があり、毛束を固定したフレームがレール上を移動することができる構成にしてもよい。これにより、ブラシを移動して、流路外で掻きとり棒をブラシの毛と接触させることで、ブラシを振動させてブラシに付着した塵埃をブラシから放出させ、再生していないブラシで集塵するため、集塵しながら連続して再生することができるという効果を奏する。

また、上下に塵埃を落とすための空間を設け、その空間に掻きとり棒を設置し、レールと、毛束を固定するフレームがレール上を移動することができる構成にしてもよい。これにより、ブラシを移動して、塵埃を落とすための空間で掻きとり棒をブラシの毛と接触させることで、ブラシを振動させてブラシに付着した塵埃をブラシから離し、再生していないブラシで集塵することができるため、集塵しながら連続して再生することができるという効果を奏する。

また、目詰まり検知手段により目詰まりを検知して、再生するとしてもよい。これにより、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出することができるため、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになるという効果を奏する。

また、目詰まり検知手段は、室内側の風速を検知する風速計としてもよい。これにより、風速の低下を検知して、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出するため、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになるという効果を奏する。

また、目詰まり検知手段は、フィルタ前後の差圧を測定する差圧計にしてもよい。これにより、差圧の上昇を検知して、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出することができるため、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになるという効果を奏する。

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１〜図３に示すように、フィルタ１は、毛束２の毛先が広がっている反対側をフレーム３で固定した構造のブラシ４を複数備え、矢印で示す空気の流れの上流側で毛先が重なるよう一定方向に複数のブラシ４を配置し、ブラシ４はフレーム３が枠５に固定された構造になっている。集塵ユニット６は、フィルタ１の外側に掻きとり棒７があり、掻きとり棒ガイド８にチェーン９を備え、チェーン９はモータ１０によって動き、掻きとり棒７はチェーン９に勘合しており、チェーン９の動きによって、掻きとり棒ガイド８に沿って動作することができ、ブラシ４の毛先に当りながら移動し、枠５の下部には塵だめ１１がある構成になっている。

本実施の形態では、例えば、図１（ｂ）に示すように、ブラシ４のフレーム３横幅（Ｗ）１８０ｍｍ、厚み（Ｄ）１０ｍｍで毛束の長さ（Ｌ）３０ｍｍ、広がり（Ｓ）３０ｍｍが間隔（Ｉ）２０ｍｍで４個配置し、毛先の重なり（Ｔ）は５ｍｍとなっている。

上記構成において、ブラシ４の毛先が空気の流れの上流側にあるので、毛先のみに塵埃がたまり、モータ１０の動力によって掻きとり棒ガイド８に沿って移動する掻きとり棒７が毛先を通過することで、毛先の塵埃を放出し、下部にある塵だめ１１にためることができる。

上部にある掻きとり棒７がブラシ４の毛先に接触してブラシ４の毛先を振動させてブラシ４の毛先に付着した塵埃を放出させるので、フィルタを容易に再生することができ、フィルタの目詰まりによる圧力損失増加を抑制することができる。

（実施の形態２）
図４、図５において、実施の形態１と同一の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ブラシ４の毛先を屋外側、フレーム３を室内側に設置して、空気の流れは屋外側から室内側であり、ダクト１４の外周を覆うように設置された閉じたループのレール１２にチェーン９を備え、ブラシ４のフレーム３の端に突起１３があり、突起１３がチェーン９にはまり、閉じたループのレール１２上をブラシ４が移動できるようになっており、ブラシ４が重なってフィルタ１となっている部分の図４のブラシ４ｂ側にフィルタ移動用モータ１５があり、図４のブラシ４ｂの反対側に塵だめ１１があり、フィルタ移動用モータ１５によってブラシ４を塵だめ１１側に移動させることができ、塵だめ１１側に移動したブラシ４が外周を回って図４のブラシ４ｂの位置まで移動させるためのブラシ再生用モータ１６がある。

ブラシ４はダクト１４内に配置できる数より１個多くあり、図４のブラシ４ｂに待機している。図４のブラシ４ｂと反対側には塵だめ１１と掻きとり棒７が３０ｍｍ間隔で３つあり、塵だめ１１の下部から高さ２０ｍｍの位置に、掻きとり棒７の両端が塵だめ１１の壁面に接するように取り付いている。

上記構成において、ブラシ４に塵埃がたまる前に定期的に移動、例えば、ブラシ４が４つある場合、ブラシ４を固定したまま集塵して目詰まりが起こる時間の４分の１の時間より早く、図４のブラシ４ａが図５のブラシ４ａの位置に移動し、隙間を埋めるように図４のブラシ４ｂが補充され、５本のブラシ４は同時に時計回りに移動する。

フィルタ移動用モータ１５によって、図４のブラシ４ａが閉じたループのレール１２上を図５の４ａの位置に移動し、ブラシ再生用モータ１６によって、掻きとり棒７と接触するように移動することで、ブラシ４に付着した塵埃を放出して、塵だめ１１に塵埃を落とす。図５のブラシ４ａは塵埃を放出した後、閉じたループのレール１２上を移動して図４のブラシ４ｂの位置まで移動し、待機する。集塵と再生を別々に行っているので、集塵しながら再生することができる。

本実施の形態は、ダクトの片側に１つ塵だめがあるので、特に塵埃を塵だめから捨てる手間を少なくしたい場合に有効である。

（実施の形態３）
図６において、実施の形態１と同一の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ブラシ４の毛先を屋外側、フレーム３を室内側に設置して、ブラシ４のフレーム３の端に突起１３を取り付け、空気の流れは屋外側から室内側であり、ダクト１４の上下に外周を覆うように設置されたレール１７上にあるチェーン９に突起１３がはまり、チェーン９はブラシ移動用モータ１８によって動き、レール１７上をブラシ４が移動できるようになっている。上部下部には塵だめ１１と掻きとり棒７があり、ブラシ４がレール１７上を塵だめ１１に移動して、掻きとり棒７と接触することで、ブラシ４に付着した塵埃を放出して、塵だめ１１に塵埃を落とす。

例えば、ダクト１４内に収まるブラシ４が４個であり、上部に２個ブラシが待機した状態となっている。ブラシ４に塵埃がたまると、ブラシ移動用モータ１８によって、下部にブラシ４が２個移動し、隙間を埋めるように上部にあった２個のブラシ４が補充される。下部に移動したブラシ４は掻きとり棒７に接触することで再生されて、下部で待機する。集塵と再生を別々に行っているので、集塵しながら再生することができる。特に、モータを１つにすることができるので、機器の構成をなるべく簡略化したい場合に有効である。

（実施の形態４）
図７、図８において、実施の形態１と同一の部分は同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ブラシ４に塵埃が溜まると、目詰まりを検知して、下半分のブラシ４がブラシ移動用モータ１８の動力によって、下部の塵だめ１１の中に移動し、上部にあるブラシ４が代わりに補充される。塵だめ１１に移動したブラシ４は、掻きとり棒７を通過することで塵埃を放出し、塵だめ１１内に塵埃を落とし、圧力損失が過度に増大する前に、塵埃を排出することができる。目詰まり検知手段は、例えば、風速計１９をブラシ４の室内側へ配置して、風速の低下を検知してブラシ４を塵だめ１１に移動させることで、塵埃が溜まった時にのみ再生することで、省エネルギーになる。なお、目詰まり検知手段として差圧計２０として、ブラシ４の前後の差圧の上昇を検知して、風速の低下を検知してブラシ４を塵だめ１１に移動させても、作用、効果に差はない。

本発明にかかる集塵ユニットは、室内空気質を改善する空気浄化機器などに適応できる。

１ フィルタ
２ 毛束
３ フレーム
４、４ａ、４ｂ ブラシ
５ 枠
６ 集塵ユニット
７ 掻きとり棒
８ 掻きとり棒ガイド
９ チェーン
１０ モータ
１１ 塵だめ
１２ 閉じたループのレール
１３ 突起
１４ ダクト
１５ フィルタ移動用モータ
１６ ブラシ再生用モータ
１７ レール
１８ ブラシ移動用モータ
１９ 風速計
２０ 差圧計
１０１ 集塵装置
１０２ フィルタ
１０３ ブラシ
１０４ モータ
１０５ 吸込口
１０６ 吐出口

Claims (7)

1. 毛束の片側をフレームに固定し、その毛束を固定したフレームと反対側の毛先が広がっている構造を有する複数のブラシを、一定方向に毛先が重なるように配置していることを特徴とするフィルタ。
2. 請求項１記載のフィルタを、ブラシの毛先側が処理対象空気の流れの上流側となるように設けたことを特徴とする集塵ユニット。
3. 閉じたループのレールと、流路の外に掻きとり棒があり、毛束を固定したフレームが前記レール上を移動することができることを特徴とする請求項２に記載の集塵ユニット。
4. 上下に塵埃を落とすための空間を設け、その空間に掻きとり棒を設置し、レールと、毛束を固定するフレームが前記レール上を移動することができることを特徴とする請求項２に記載の集塵ユニット。
5. 目詰まり検知手段により目詰まりを検知して、再生する請求項３または４のいずれか１項に記載の集塵ユニット。
6. 目詰まり検知手段は、室内側の風速を検知する風速計である請求項５記載の集塵ユニット。
7. 目詰まり検知手段は、フィルタ前後の差圧を測定する差圧計である請求項５記載の集塵ユニット。

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