JP2014117633A - 浮遊粒状物質捕集フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短期間での交換を必要とせず、もって再利用するための短期間での洗浄をも必要とせず、さらには再利用のために行われる洗浄作業にも配慮した浮遊粒状物質捕集フィルタ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】所定の幅を有する一対の横枠部材と一対の縦枠部材とを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有する方形枠体を形成し、開口部内には、一対の横枠部材の長手方向に向かい、縦方向に平行な間隔をあけて複数本のフィルタガイドピンが一対の横枠部材幅方向に向かい二列にして立設し、複数本のフィルタガイドピンは互い違いにして配置され、開口部表面積の少なくとも倍以上の表面積を有するメッシュ状フィルタ部材を使用し、メッシュ状フィルタ部材を開口部の横方向に向かい、互い違いに立設されたフィルタガイドピンに沿って波状に敷設し、開口部を塞ぐフィルタとしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、外気の塵や埃あるいは花粉など、また特に火山灰などの浮遊粒状物質(100μｍ以上)を確実に除去することが出来、簡単なホースからの水洗浄により長時間使用可能ないわゆる浮遊粒状物質用フィルタ装置に関するものである。

従来、オフィスビルやマンションなどに設置されるいわゆる大型をなす空調設備、さらには一般家庭で使用される空調設備などに、通常の一般的な構造のエアフィルタ装置が使用され、取り付けられている。そして、当該空調設備内のフィルタ装置により、外気の塵や埃あるいは花粉などが確実に捕集され、前記空調設備の安全、快適な運用が企図されている。

ところで、我が国は火山国であり、活火山が至る所に存在している。そして、現在でも活火山の噴火活動が起こっているエリアがあり、当該エリアでは、降り注ぐ火山灰の処理が切実な課題となっている。
しかして、このような噴火活動地域においても前述したような空調設備は使用されるものであり、前記噴火活動地域における空調設備の使用に際しては、火山灰が除去できるフィルタの使用が不可欠であるとされる。

ここで、火山灰は非常に厄介で、家庭や職場のあらゆるところに入り込む。すなわち、
テレビやコンピュータ、カメラなど高価な機器の中にまで入り込み、修理ができないような故障を引き起こす可能性もある。
しかも、火山灰は一般的な家庭の塵や埃と異なり、尖った結晶質の構造をしているため、ふき取ったり払い落としたりするとき、家具や電化製品の表面を引っかいて擦り傷をつけるおそれもある。

また、雨天時には、降り積もった火山灰は湿って移動しにくくなるので、空気が澄んでくることもあるが、逆に空気が乾燥してくると、風や自動車の通過によって火山灰は簡単に巻き上げられ、移動する。
その結果、浮遊している火山灰の量が非常に多くなり、健康に悪影響を及ぼすほどのレベルに達することもある。

また、火山灰は、雨と風の影響を受けながら移動していく一方、草などの植物によって土壌に固定される。しかし、大規模な降灰活動にあっては、当該プロセスは非常にゆっくり行われ、もって火山灰は人の手で清掃して居住地域から取り除く必要がある。
その上、風によって、すでに清掃した場所に火山灰が再び入り込むこともあるため、
火山灰は、噴火後、数ヵ月から場合によっては数年にわたって、 身の周りに浮遊し続ける可能性がある。

特に、空調設備などには大きな影響を及ぼし、火山灰の降灰後、数ヵ月間は空調設備などのフィルタ類を頻繁に交換する必要がある。例えば、エアコンや暖房機器のフィルタには注意深く気を配る必要がある。
ここで、従来のオフィスビルやマンションなどで使用されるフィルタ装置としては、通常、所定厚みを有する不織布や合成繊維よりなるプレフィルタが用いられている。

しかしながら、前記した所定厚みを有する不織布や合成繊維などからなるプレフィルタで構成されたフィルタ装置であると、火山灰などはすぐに所定厚みを有する不織布や合成繊維塵などフィルタ装置内部に溜まってしまい、フィルタ効果がなくなってしまうので短期間で交換しなければならなかった。

特開２００４−５７８９４号公報

かくして、本発明は、上記従来の課題に対処すべく創案されたものであり、短期間での交換を必要とせず、もって再利用するための短期間での洗浄をも必要とせず、さらには再利用のために行われる前記洗浄作業にも配慮した浮遊粒状物質捕集フィルタ装置を提供することを目的とするものである。

本発明の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置は、
所定の幅を有する一対の横枠部材と一対の縦枠部材とを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有する方形枠体を形成し、
該方形枠体の開口部内には、前記一対の横枠部材の長手方向に向かい、縦方向に平行な間隔をあけて複数本のフィルタガイドピンが前記一対の横枠部材幅方向に向かい二列にして立設し、前記二列に立設された複数本のフィルタガイドピンは一列目に立設されたフィルタガイドピン間略中間位置に二列目に立設されたフィルタガイドピンが位置するよう互い違いにして配置され、
該開口部表面積の少なくとも倍以上の表面積を有するメッシュ状フィルタ部材を使用し、該メッシュ状フィルタ部材を開口部の横方向に向かい、互い違いに立設されたフィルタガイドピンに沿って波状に敷設し、前記開口部を塞ぐフィルタとした、
ことを特徴とし、
または、
前記フィルタガイドピンは、柔軟性を有する部材で構成された、
ことを特徴とし、
または、
前記メッシュ状フィルタ部材は、前記開口部内で、フィルタガイドピンに沿って、緩みを持たせて敷設された、
ことを特徴とし、
または、前記開口部に敷設されたメッシュ状フィルタ部材の表面積は、開口部の表面積の３倍以上である、
ことを特徴とし、
または、
前記メッシュ状フィルタ部材は、合成繊維を経糸と緯糸に織り込んで構成された部材が使用された、
ことを特徴とし、
または、
前記メッシュ状フィルタ部材は、繊度が５乃至６０ｄｔｅｘで、繊維形成性熱可塑性ポリマーからなるモノフィラメントで構成され、該モノフィラメントが経糸及び緯糸に配されて、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が80μｍ以下である、
ことを特徴とするものである。

本発明による浮遊粒状物質捕集フィルタ装置であれば、短期間での交換を必要とせず、もって再利用するための短期間での洗浄をも必要とせず、さらには再利用のために行われる洗浄作業にも配慮できるとの優れた効果を奏する。

しかも、当該浮遊粒状物質捕集フィルタ装置に使用されるメッシュ状フィルタ部材は、網戸用としての加工をもなされており、屋外暴露状態にあっても容易に劣化しないよう構成されている。

以下、本発明に係る浮遊粒状物質捕集フィルタ装置１につき図１乃至図３を参照して説明する。

該浮遊粒状物質捕集フィルタ装置１は、まず、略正方形状をなす枠体３を有している。そして、この枠体３は、所定の幅を有する一対の横枠部材２ａ及び一対の縦枠部材２ｂを略正方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部６を有するよう形成される。

ここで、当該横枠部材２ａ及び縦枠部材２ｂの材質は、何ら限定されるものではないが、いわゆるアルミニウムなどの重量が軽く、錆びない金属製部材で構成しても構わないし、再資源化に対応する部材である、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの再生チップ材等を使用しても構わない。

そして、該枠体３の開口部６内には、前記一対の横枠部材２ａの長手方向に向かい、縦方向に平行な間隔をあけて複数本のフィルタガイドピン４・・・が、前記一対の横枠部材２ａの幅方向に向かい二列にして立設され、さらに前記二列に立設された複数本のフィルタガイドピン４・・・が、一列目に立設されたフィルタガイドピン４・・・間の略中間位置に、前記二列目に立設されたフィルタガイドピン４・・・が位置するよう互い違いにして配置されて取り付けられている（図２，図３参照）。

ここで、前記フィルタガイドピン４の材質あるいは形状については何ら限定される、ものではないが、細い径をなす長尺の、また弾力性のある丸棒状部材が好ましい例えば合成樹脂部材、木製部材あるいは軽く、柔らかく、錆びにくい金属製部材が好ましい。

次に、符号５は、前記開口部６に取り付けられるメッシュ状フィルタ部材を示す。該メッシュ状フィルタ部材５は、一般的に合成繊維部材をメッシュ状に編み込んで構成された部材が使用される。

例えば、繊度が５乃至６０ｄｔｅｘで、繊維形成性熱可塑性ポリマーからなるモノフィラメントなどで構成され、これらモノフィラメントが経糸及び緯糸に配されて、そのメッシュ数が例えば８０μｍメッシュに構成されたメッシュ状フィルタ部材５が使用されるものとなる。

そして、このメッシュ状フィルタ部材５は、後述するように、前記開口部６の表面積より３倍以上大きい表面積を有する横長のものが使用される。しかして、本実施例では開口部６の表面積の約３．５倍の表面積を有するメッシュ状フィルタ部材５を使用している。

前記メッシュ状フィルタ部材５の取り付けにつき説明すると、図３から理解される様に、メッシュ状フィルタ部材５の一端側は一方側の縦枠部材２ｂに固着される。
この固着方法については何ら限定されないが、接着剤などにより固着するのが通常である。

一端を固着した後、二列に配置されたフィルタガイドピン４・・・に沿ってジグザグ状、波状になるよう敷設されていく。
そして、最終的には図１に示される様に敷設設置されるものとなる。

なお、本実施例では、開口部６の表面積より約3.5倍の表面積を有するメッシュ状フィルタ部材5を使用しているが、３.５倍以上の表面積を有するメッシュ状フィルタ部材５を使用するよう構成しても構わない。この場合は、前記横枠部材２ａ及び縦枠部材２ｂを幅広の部材とし、横枠部材２ａに取り付けるフィルタガイドピン４・・・の二列間隔を長くとることとする。これによりジグザグ波状に配置されるメッシュ状フィルタ部材５のジグザグ波幅が大きくなり、もってメッシュ状フィルタ部材５は、横方向に大きく表面積を必要とし、その結果、前記３．５倍以上の表面積が必要となるのである。

ところで、このメッシュ状フィルタ部材５の敷設設置に際しては、前記フィルタガイドピン４・・・に沿って緊張力を強くして敷設設置するものではない。すなわち、あまり引っ張らずに余裕を持たせて緩めに、例えば、送風された風が当該メッシュ状フィルタ部材５を通過するとき、このメッシュ状フィルタ部材５が風の通過により振動する程度の緊張力を持って敷設設置するものとなる。この理由については後述する。

次に、本発明によるメッシュ状フィルタ材５と、従来から使用されている、いわゆる合成繊維製の粗じん用フィルタで、不織布を素材とした不織布素材フィルタとの使用状態を比較し、両者のフィルタ部材が、火山灰をどの程度捕捉出来たかにつき、図４、図５を参照して説明する。

図４から理解されるように、火山灰としては２０１２年４月鹿児島県垂水市内で採取し、乾燥させた火山灰を使用した。

そして、本発明のメッシュ状フィルタ部材５としては、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が80μｍ、62μｍ、50μｍの３種類のフィルタを使用した。しかし、ここでは、ジグザグの波状に構成したものではなく、フラット面のものでデータを採取した。火山灰の捕捉状況や通過状況のデータ取得に際して、フラット面のフィルタ部材かジグザグ面のフィルタ部材かについては表面積の大小しか影響がなく、もってデータ採取に影響がないものと思料したからである。

次に、不織布素材フィルタとしては一般に市販されている２種類の不織布素材フィルタＡと不織布素材フィルタＢとを使用した。
火山灰の散布量は２００ｇ、ＧＬ面から３００ｍｍ高さの位置からふるいにより散布した。
すると、図５に示す結果が得られた。

すなわち、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が80μｍのメッシュ状フィルタ部材５では、火山灰２００ｇ中１８２ｇを捕捉し、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が62μｍのメッシュ状フィルタ部材５では、火山灰２００ｇ中１８８ｇを捕捉し、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が50μｍのメッシュ状フィルタ部材５では、火山灰２００ｇ中１９２ｇを捕捉することが出来た。

これに対し、不織布素材フィルタＡでは、火山灰２００ｇ中２２ｇしか捕捉することが出来ず、また不織布素材フィルタＢでは、火山灰２００ｇ中１５．５ｇしか捕捉することが出来ないものであった。しかして、上記の結果から以下のことが認識できる。

すなわち、１００μｍの火山灰を基準にして考察すると、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が80μｍのメッシュ状フィルタ部材５では、火山灰がわずかに通過し、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が62μｍのメッシュ状フィルタ部材５では、通過する火山灰はさらに少なくなり、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が50μｍのメッシュ状フィルタ部材５では、通過する火山灰はほぼゼロとなっている。

不織布素材フィルタについては、不織布素材フィルタＡ及び不織布素材フィルタＢの双方共に、火山灰につき、粒径がきわめて大きいものしか捕捉出来ず、従って全体的捕捉率もかなり低く、火山灰フィルタとして使用するにはかなり無理があると言わざるを得ないとの結果を得ることが出来た。

次に、本発明の使用状態につき説明する。
本発明の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置１は火山灰対策として、例えば空調設備の外気取り入れ口にプレフィルタとしてとして取り付けられる。
当該プレフィルタに取り込まれた外気がメッシュ状フィルタ部材５を通過する。この際、通過する外気に粉塵や火山灰が混入されていると、メッシュ状のフィルタ面で捕捉される。

ところで、前述したように、本発明のフィルタ装置は、メッシュ状フィルタ部材５が横方向に連続するジグザグの波状に形成されている。さらに、前記したように、前記フィルタガイドピン４・・・に沿って緊張力をもたせて敷設設置するものではなく、余裕を持たせて緩めに、例えば、送風された風が当該メッシュ状フィルタ部材５を通過するとき、このメッシュ状フィルタ部材５が風の通過により振動する程度の緊張力をもたせて敷設設置されている。

よって、メッシュ状フィルタ部材５に捕捉された火山灰などは、一時的にフィルタ面に貼り付くが、外気通過によるメッシュ状フィルタ部材５自身の振動により、自動的に下方に落とされるものとなる。換言すれば、本発明の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置１は、自動掃除式フィルタ装置とも言うことが出来、きわめてその仕事性能が向上していることが理解できる。

さらに、フィルタ面がジグザグの波状に形成されているため、前述したように開口部の表面積の略３．５倍の表面積を有するメッシュ状フィルタ面となっている。

よって、図６から理解されるように、本発明のフィルタ装置における初期圧力損失の値が４８．６９Ｐａとなっており、その結果、送風動力に対する抵抗が少なく、他のフィルタ装置に比し、それだけでも極めて高い節電効果が得られることとなっている。

本発明に係る浮遊粒状物質捕集フィルタ装置の概略構成を説明する構成説明図（１）である。 本発明に係る浮遊粒状物質捕集フィルタ装置の概略構成を説明する構成説明図（２）である。 本発明に係る浮遊粒状物質捕集フィルタ装置の概略構成を説明する構成説明図（３）である。 火山灰の捕捉実験を示す説明図（１）である。 火山灰の捕捉実験を示す説明図（２）である。 フィルタ部材の初期圧力損失を説明する説明図である。

１ 浮遊粒状物質捕集フィルタ装置
２ａ 横枠部材
２ｂ 縦枠部材
３ 枠体
４ フィルタガイドピン
５ メッシュ状フィルタ部材
６ 開口部

Claims (6)

1. 所定の幅を有する一対の横枠部材と一対の縦枠部材とを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有する方形枠体を形成し、
   該方形枠体の開口部内には、前記一対の横枠部材の長手方向に向かい、縦方向に平行な間隔をあけて複数本のフィルタガイドピンが前記一対の横枠部材幅方向に向かい二列にして立設し、前記二列に立設された複数本のフィルタガイドピンは一列目に立設されたフィルタガイドピン間略中間位置に二列目に立設されたフィルタガイドピンが位置するよう互い違いにして配置され、
   該開口部表面積の少なくとも倍以上の表面積を有するメッシュ状フィルタ部材を使用し、該メッシュ状フィルタ部材を開口部の横方向に向かい、互い違いに立設されたフィルタガイドピンに沿って波状に敷設し、前記開口部を塞ぐフィルタとした、
   ことを特徴とする浮遊粒状物質捕集フィルタ装置。
   
2. 前記フィルタガイドピンは、柔軟性を有する部材で構成された、
   ことを特徴とする請求項１記載の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置。
   
3. 前記メッシュ状フィルタ部材は、前記開口部内で、フィルタガイドピンに沿って、緩みを持たせて敷設された、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置。
   
4. 前記開口部に敷設されたメッシュ状フィルタ部材の表面積は、開口部の表面積の３倍以上である、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置。
   
5. 前記メッシュ状フィルタ部材は、合成繊維を経糸と緯糸に織り込んで構成された部材が使用された、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置。
   
6. 前記メッシュ状フィルタ部材は、繊度が５乃至６０ｄｔｅｘで、繊維形成性熱可塑性ポリマーからなるモノフィラメントで構成され、該モノフィラメントが経糸及び緯糸に配されて、経糸と緯糸で構成される空隙の一辺が80μｍ以下に構成された、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５記載の浮遊粒状物質捕集フィルタ装置。

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