JP2014151243A - エアフィルタユニット、ビル用マルチ空気調和システム、エアハンドリングユニット用空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】捕集性能の異なる２種のフィルタを備えた、コンパクトなエアフィルタユニットを提供する。
【解決手段】本発明のエアフィルタユニットは、メインフィルタを有する主捕集部と、プレ捕集部とを備える。前記プレ捕集部は、互いに離間した１対のローラと、前記１対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記１対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記１対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成されている。前記主捕集部は、前記１対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主捕集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記１対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアフィルタユニット、ビル用マルチ空気調和システム、エアハンドリングユニット用空気調和機に関する。

ビル等の複数の部屋を有する施設において、各部屋の空調を行う装置として、ビル用マルチ空気調和システムやエアハンドリングユニット（以降、ＡＨＵという）に用いられる空気調和機が知られている。

ビル用マルチの空気調和機として、例えば、天井埋込み型の室内機がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の室内機は、天井に埋め込まれるケーシング内に、ファン、ロールフィルタ、熱交換器等が設けられている。ロールフィルタは、２本のロールにシート状のプレフィルタが巻き回されてなる。この室内機では、ファンが駆動することで室内の空気がケーシング内に取り込まれ、その際にロールフィルタを通過することで空気が清浄化される。清浄化された空気はさらに熱交換されて室内に供給される。
特許文献１の室内機において、ロールフィルタは、ケーシング内に底面に隣接する領域に配されている。プレフィルタが目詰りを生じ交換が必要となった場合は、一方のロールからプレフィルタの未使用領域が引き出され、使用済み領域が他方のロールに巻き取られる。

一方、ＡＨＵに用いられる空気調和機として、例えば、特許文献２に記載の装置が知られている。特許文献２の空気調和機では、専用の部屋に設置される大型のケーシング内に、ロールフィルタ、フィルタユニット、ファン、熱交換器、加湿器等が設けられている。また、空気調和機は、ダクトを通じて各部屋と接続されており、外部または各部屋から取り込まれた空気を清浄化し、熱交換を行い、得られた調和空気を各部屋に向けて送気する。フィルタユニットには、ＨＥＰＡフィルタが用いられている。

特許第４８５７８９２号公報 特公平２−３５２１２号公報

特許文献１の空気調和機は、プレフィルタのみで空気の清浄化を行う。清浄度を上げるために、さらに、中性能フィルタまたは高性能フィルタを設けようとすると、これらフィルタを配置するスペースがケーシング内に必要となり、大型化する。特に、天井埋込み型の室内機は、スペースに制約があるため、プレフィルタ、および、中性能フィルタまたは高性能フィルタ、のいずれかを選択せざるを得ない。プレフィルタを採用した場合は、微小なサイズの塵埃を捕集できず、高清浄化できない。中性能フィルタまたは高性能フィルタを採用した場合は、すぐに目詰まりが生じ、交換頻度が増えてしまう。

一方、特許文献２の空気調和機では、一般に、大規模に空気調和（空気の温度、湿度等の調節）が行われ、大型のケーシングの内部に、大面積のロールフィルタおよびフィルタユニットが設置されている。このため、上記特許文献１の室内機等におけるフィルタ交換と比べ、作業に手間がかかる。

本発明は、捕集性能の異なる２種のフィルタを備えた、コンパクトなエアフィルタユニットを提供することを目的とする。また、そのようなエアフィルタユニットを備えたビル用マルチ空気調和システム、及びエアハンドリング用空気調和機を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、気流中の微粒子を捕集するエアフィルタユニットである。当該ユニットは、
メインフィルタを有する主捕集部と、
前記主捕集部に対し、気流の上流側に配され、一部の微粒子を捕集するプレ捕集部と、を備え、
前記プレ捕集部は、互いに離間した１対のローラと、前記１対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記１対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記１対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成され、
前記主捕集部は、前記１対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主捕集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記１対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置されている。

前記主捕集部は、さらに、前記メインフィルタの外周側端部を保持する枠体と、前記枠体に取り付けられ、前記ローラの軸を支持する取付治具と、を備えることが好ましい。

前記主捕集部は、さらに、前記ローラ間に掛け渡されたプレフィルタが前記メインフィルタから離れる側に撓むのを規制する規制部材を備えることが好ましい。

さらに、互いに嵌め合わされる上蓋及び下蓋を有するケーシングを備え、
前記プレ捕集部は前記上蓋及び下蓋の一方に取り付けられ、前記主捕集部は前記上蓋及び下蓋の他方に取り付けられ、
前記メインフィルタと前記プレフィルタは、前記上蓋と前記下蓋が嵌め合わされることで互いに対向して配置されることが好ましい。

前記プレフィルタでは、前記メインフィルタのフィルタ領域に合わせた使用領域が印により区画されていることが好ましい。

前記プレフィルタの前記使用領域ごとの寿命の合計量と、前記メインフィルタの寿命が等しいことが好ましい。

本発明の別の一態様は、複数の室内機と、室外機とを備えたビル用マルチ空気調和システムである。当該空気調和システムは、
前記複数の室内機のそれぞれは、請求項１から６のいずれかに記載のエアフィルタユニットと、前記エアフィルタユニットを介して室内から取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、を有し、
前記室外機は、前記複数の室内機との間で冷媒が循環するよう、前記室内機の熱交換器と接続された他の熱交換器を有する。

本発明のさらに別の一態様は、複数の部屋に空気を供給するエアハンドリングユニット用空気調和機である。当該空気調和機は、
請求項１から６のいずれかに記載のエアフィルタユニットと、
外部熱源を利用して、前記エアフィルタユニットを介して取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
湿度を調整する加湿器と、
熱交換が行われた空気を前記複数の部屋に向けて送り出すためのファンと、
前記エアフィルタユニット、前記熱交換器、前記加湿器を収納するケーシングと、を備える。

本発明によれば、捕集性能の異なる２種のフィルタを備えた、コンパクトなエアフィルタユニットが提供される。また、そのようなエアフィルタユニットを備えたビル用マルチ空気調和システム、および、エアハンドリングユニット用空気調和機が提供される。

本実施形態のエアフィルタユニットの斜視図である。 （ａ）は、本実施形態のエアフィルタユニットの側面図であり、（ｂ）は、エアフィルタユニットの底面図であり、（ｃ）は、エアフィルタユニットのプレ捕集部を示す図である。 （ａ）は、本実施形態のエアフィルタユニットのプレ捕集部と主捕集部の位置関係を説明する図であり、（ｂ）は、その変形例を示す図である。 本実施形態のビル用マルチ空気調和システムの概略構成を示す図である。 本実施形態のビル用マルチ空気調和システムの室内機を、エアフィルタユニットに注目して示す図である。 （ａ）は、図５の室内機の変形例を示す図であり、（ｂ）は、この変形例で用いられるエアフィルタユニットを分解して示す図である。 本実施形態のエアハンドリングユニット用空気調和機を含む空気調和システムの概略構成を示す図である。 本実施形態のエアハンドリングユニット用空気調和機を、エアフィルタユニットに注目して示す図である。

以下、本発明のエアフィルタユニット、ビル用マルチ空気調和システム、エアハンドリングユニット用空気調和機について詳細に説明する。

（エアフィルタユニット）
図１は、本発明の一実施形態によるエアフィルタユニット（以降、単にユニットという）１である。図２の（ａ）は、本実施形態のエアフィルタユニットの側面図であり、（ｂ）は、エアフィルタユニットの底面図であり、（ｃ）は、エアフィルタユニットのプレ捕集部を示す図である。
ユニット１は、気流中の塵埃等の微粒子を捕集する。ユニット１は、主捕集部３と、プレ捕集部５とを備える。

主捕集部３は、メインフィルタ１１と、枠体１３とを有する。
メインフィルタ１１は、プレ捕集部５を通過した微小な塵埃を捕集するためのフィルタである。このため、下記の中性能フィルタまたは高性能フィルタが好ましく用いられる。
中性能フィルタは、粒径１μｍ以上、濃度０．１〜６ｍｇ／ｍ^３の粉塵の除去に用いられるフィルタである。中性能フィルタとしては、捕集効率が、重量法（質量法）で９０〜９６％、比色法（光散乱積算法）で５０〜８０％、計数法で５〜５０％のいずれか、圧力損失が７９〜２４７Ｐａ、粉塵保持容量が３００〜８００ｇ／ｍ^３のものが用いられる。捕集効率の測定において、重量法では、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定される１５種の粉体、又は、米国暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）に規定される粉塵が用いられる。比色法では、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定される１１種の粉体が用いられる。計数法では、粒径０．３ｍｍの、大気塵、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）、シリカのいずれかの粒子が用いられる。粉塵保持容量は、フィルタが所定の最終圧力損失に達するまでに捕集した粉塵量である。
高性能フィルタは、粒径１μｍ以下、濃度が０．３ｍｇ／ｍ^３以下の粉塵の除去に用いられるフィルタである。高性能フィルタとしては、計数法による捕集効率が８０％以上、圧力損失が７９〜４９３Ｐａ、粉塵保持容量が２００〜８００ｇ／ｍ^３のものが用いられる。

メインフィルタ１１には、具体的に、ガラス繊維または合成繊維からなる、不織布、マット、フェルト状の濾材にプリーツ加工を施したものが用いられる。濾材は、枠体１３に収納された状態で、ホットメルトリボン、セパレータ、あるいは、濾材の表面に施されたエンボス突起によってプリーツ間隔が保持される。メインフィルタ１１は、エレクトレット処理が施されてもよい。これにより、濾材本来の捕集性能に対し、濾材の繊維が帯電することによる捕集性能が付与される。また、メインフィルタ１１は、抗菌剤を付着させる抗菌処理を施して、抗菌性能を付与してもよい。これらエレクトレット処理および抗菌処理は、組み合わせて行なってもよい。

枠体１３は、メインフィルタ１１の外周側端部を保持する。枠体１３は、亜鉛鉄板、ステンレス板等の枠材を組み合わせて作られ、主捕集部３を平板状に保つ。メインフィルタ１１は、ホットメルト等の接着剤で枠体１３に固定される。

プレ捕集部５は、主捕集部３に対し気流の上流側に配され、比較的粗大な塵埃を捕集する。プレ捕集部５は、１対のローラ２１，２３と、プレフィルタ２５とを有する。
ローラ２１，２３は、互いに離間してほぼ平行に配される。具体的に、ローラ２１，２３は、主補集部３の横方向（図１の紙面水平方向）長さより僅かに長い距離をあけて配される。１対のローラ２１，２３のうち、ローラ２１は、プレフィルタ２５を巻き取るためのローラである。ローラ２３にはプレフィルタ２５の未使用領域が巻き回される。ローラ２１，２３の図示されない軸は例えば中空の紙管からなり、ユニット１の交換時に、使用済みのプレフィルタ２５と一体に廃棄することができる。ロール２１の軸の一方の端部には、回転操作されるハンドル２７が取り付けられている。具体的には、ハンドル２７には、ローラ２１の紙管内にねじ込まれる軸が設けられ、この軸が紙管内で滑って回動しないよう、例えば紙管を貫通するピンで止められる。

プレフィルタ２５は、ローラ２１，２３に巻き回される長尺のシート状の濾材である。プレフィルタ２５は、例えば、長手方向の両端がそれぞれ両面テープでローラ２１，２３の軸に貼り付けられている。プレフィルタ２５は、粒径５μｍ以上、濃度０．４〜７ｍｇ／ｍ^３の粉塵の除去に用いられるフィルタである。プレフィルタ２５としては、捕集効率が、重量法で７０〜９０％、比色法で１５〜４０％、計数法で５〜１０％のいずれかであり、圧力損失が３０〜２９６Ｐａ、粉塵保持容量が５００〜２０００ｇ／ｍ^３である。捕集効率の測定に用いられる粒子は、メインフィルタ１１について上述したのと同じものが用いられる。プレフィルタ２５には、具体的に、ガラス繊維または合成繊維からなる、不織布、マット、フェルト状の濾材が用いられる。プレフィルタ２５は、上述のエレクトレット処理、抗菌処理が施されてもよい。

プレ補集部５では、ハンドル２７が回転操作されることで、プレフィルタ２５の使用済み領域がローラ２１に巻き取られるとともに、ローラ２３からプレフィルタ２５の未使用領域が引き出され、メインフィルタ１１の前面（上流側の面）に未使用領域が移動する。プレ捕集部５は、プレフィルタ２５の巻き取りが自動で行われるよう、ハンドル２７に代えて歯車が取り付けられてもよい。この場合、ユニット１が設置される空気調和機のケーシング内に、この歯車と噛み合う別の歯車及びモータが設けられる。プレフィルタ２５の送り量は、公知の方法で制御でき、例えば、ローラ２１の回転数をリミットスイッチで検出し、所定回数カウントされた場合にローラ２１が停止するようにしてもよい。

主補集部３は、１対のローラ２１，２３の間に挟まれるように設けられる。図２（ａ）に示すように、主捕集部３の厚み（図１の上下方向長さ）は、枠体１３の厚みと同じであるが、主捕集部３の厚みは特に制限されない。主捕集部３は、例えば、ローラ２１，２３の軸同士を含む平面を遮断するよう設けられればよく、主捕集部３の厚みが、ローラ２１，２３の直径より大きくまたは小さくてもよく、あるいは、等しくてもよい。また、主補集部３と、メインフィルタ１１の前面に位置するプレフィルタ５との間の距離は１対のローラ２１，２３の直径に比べて小さくなるように、メインフィルタ１１は、プレフィルタ５に対して対向配置されている。主補集部３とプレフィルタ２５との間の距離は、枠体１３とプレフィルタ２５との間の、図１の上下方向の隙間である。なお、図１等に示す、枠体１３とプレフィルタ２５との間の距離は、説明のために、誇張して長く示している。ローラ２１，２３の直径は、プレフィルタ２５が巻き回された状態でのプレフィルタ２５を含めた径であり、前記距離は、いずれか大きい方の径より小さければよい。なお、主捕集部３と、メインフィルタ１１の前面に位置するプレフィルタ２５との間の距離は、メインフィルタ１１の上流側の先端が枠体１３よりも上流側に配される場合、あるいは、主捕集部３が枠体１３を有しない場合は、メインフィルタ１１とプレフィルタ２５との間の距離をいう。

主捕集部３は、さらに、枠体１３に取り付けられ、ローラ２１，２３の軸を支持する取付治具１５を備えることが好ましい。取付治具１５は、枠体１３の４つの頂角に１つずつ取り付けられている。具体的には、取付治具１５は、枠体１３の４つの側面のうちローラ２１，２３が配される側以外の２つ側面の両端に取り付けられ、一部が枠体１３から外側に突出するよう取り付けられる。これにより、枠体１３の前記２つの側面において、ローラ２１，２３のそれぞれが２つの取付治具１５の間に挟まれるとともに、ローラ２１，２３の軸を支持することができる。取付治具１５の形状は、詳細には図示しないが、例えば断面コ字形状のものが用いられる。取付治具１５は、枠体１３に対しリベット１５ａで固定されるとともに、ローラ２１，２３の軸の両側の端部内に挿入されるネジ１５ｂが設けられ、ローラ２１，２３は回転自在になっている。このようにして、主捕集部３とプレ捕集部５が一体化されている。このようなユニット１によれば、主捕集部３及びプレ捕集部５をまとめて空気調和機から取り外し、取り付けることができ、これらが別々に設置されている場合と比べ、作業時間が少なくて済む。

主捕集部３は、さらに、ローラ２１，２３に巻き回されたプレフィルタ２５がメインフィルタ１１から離れる側に撓むのを規制する、図示されない規制部材を備えることが好ましい。規制部材は、例えば、プレフィルタ２５の幅方向（図２（ｂ）において上下方向）の端部を枠体１３との間で挟むよう、枠体１３との間に僅かに隙間をあけて設けた面を有する部材であってもよい。また、例えば、プレフィルタ２５の幅方向の端部を枠体１３との間に挟持し、回転することで送り出すローラ部材であってもよい。コシの強いプレフィルタ２５などは、ローラ２１とローラ２３との間で、メインフィルタ１１から離れるよう撓む可能性がある。規制部材が設けられることで、主捕集部３とプレフィルタ２５との隙間を短くすることができる。
さらに、規制部材を用いるのに代えて、または、規制部材を用いるのと併せて、プレフィルタ２５を、図３（ｂ）に示すように、ローラ２１，２３に巻き回してもよい。図３（ａ）は、本実施形態のエアフィルタユニットのプレ捕集部と主捕集部の位置関係を説明する図であり、（ｂ）は、その変形例を示す図である。本実施形態では、プレフィルタ２５は、図３（ａ）に示されるように、ローラ２１，２３に巻き回されている。これに代えて、図３（ｂ）に示すように、ローラ２１，２３に巻き回すことで、プレフィルタ２５が枠体１３の横方向（図３の左右方向）の両端に接触し、上流側への撓みが抑えられる。

プレフィルタ２５には、図２（ｃ）に示すように、メインフィルタ１１のフィルタ領域に合わせた使用領域が識別線（印）２６により区画されていることが好ましい。プレフィルタ２５には、例えば５個の使用領域が含まれている。作業者は、この識別線２６の位置を目視で確認しながらハンドル２７を回転操作することで、使用済み領域を確実に巻き取ることができる。識別線２６の態様は特に制限されず、他の種類の線、模様等であってもよく、また、ヒートシールやエンボス加工が施されて他の領域と区別できるよう設けられたものであってもよい。

ユニット１では、プレフィルタ２５の使用領域ごとの寿命の合計量と、メインフィルタ１１の寿命が等しいことが好ましい。寿命は、フィルタを使い始めてから所定の圧力損失（最終圧力損失）に達するまでの時間をいう。プレフィルタ２５に例えば５個の使用領域が含まれている場合は、メインフィルタ１１の寿命は、プレフィルタ２５の１つの使用領域の寿命の５倍に設定される。このようにして定めた寿命に応じて、各フィルタに用いる濾材の選択、メインフィルタ１１のプリーツの折り幅、数の設定を行うことで、２つの寿命を等しくする。このような構成によれば、プレフィルタの最後の使用領域が寿命に達した時点で、メインフィルタ１１も寿命に達するので、ユニット１の交換時に、両方のフィルタをまとめて交換できる。プレ捕集部５と主捕集部３が一体化されている場合は、ユニット１の交換と合わせて各フィルタ１１，２５の交換を行えるので、より一層便利である。

以上説明したユニット１のプレフィルタ、メインフィルタとして、下記仕様、性能のものを例示できる。なお、いずれも縦６１０ｍｍ×横６１０ｍｍ×高さ６５ｍｍの主捕集層を直径約７０ｍｍのプレ捕集層のローラで挟んだ場合の仕様である。上記縦、横、高さは、それぞれ、図２（ａ）の奥行き方向、左右方向、上下方向である。

（ａ）プレフィルタ
厚さ０．２１ｍｍ、目付け６０ｇ／ｍ^２、平均繊維径約５０μｍ、濾材面積０．３７ｍ^２のポリエステル樹脂製スパンボンド不織布。
捕集効率（質量法）：７０％
圧力損失（ろ過速度５．３ｃｍ／秒）：１０Ｐａ
粉塵保持量：約５００ｇ／ｍ^２

（ｂ）メインフィルタ
平均繊維径約２μｍのポリプロピレン樹脂製メルトブローン不織布にエレクトレット処理を施したものを主濾材とし、平均繊維径約３０μｍのポリエステル樹脂製サーマルボンド不織布を補強材として、主濾材の片側に補強材を熱ラミネートにより接合してなる、厚さ０．６３ｍｍ、目付け１３３ｇ／ｍ^２、濾材面積８ｍ^２の濾材。
捕集効率（比色法）：９０％
初期圧力損失（風量５３ｍ^３／分）：８３Ｐａ
粉塵保持量：約３４０ｇ／ｍ^２
寿命：プレフィルタの寿命の約５倍

以上説明した各仕様、性能は、例えば下記の測定法により測定される。
（厚さ）
試験サンプルに１０ｍｍφで２．５Ｎの荷重をかけたときの厚さを、ダイヤルシックネスゲージを用いて測定する。
（目付）
試験サンプルから採取した１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片の重さを測定し、１ｍ^２当たりの重さに換算して求める。
（平均繊維径）
試験サンプルの表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した画像上で直交した２本の線を引き、これらの線と交わった繊維の像の太さを繊維径として、５００本測定し、これらの算術平均を平均繊維径とする。

（メインフィルタの捕集効率）
ＪＩＳ Ｂ９９０８ 形式２に準拠し、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定するＪＩＳ１１種の粉塵含有空気を試験風速２．５ｍ／秒で通過させ、ＪＩＳ Ｚ８８１３に準拠する光散乱光量積算方式により、通過前および通過後の粉塵濃度を同時に連続的に測定し、次式により捕集効率を求める。
捕集効率（％）＝（通過後の粉塵濃度（個数／Ｌ）−通過前の粉塵濃度（個数／Ｌ））／（通過前の粉塵濃度（個数／Ｌ））×１００
（プレフィルタの捕集効率）
ＪＩＳ Ｂ９９０８ 形式３に準拠し、タテ型試験装置を用いて、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定するＪＩＳ１１種の粉塵による、試験風速２．５ｍ／秒での捕集効率を測定する。

（初期圧力損失）
ＪＩＳ Ｂ９９０８ 形式２、形式３に準拠し、６１０ｍｍ×６１０ｍｍの寸法のダクトを用いて、風速２．５ｍ／秒での圧力損失を測定する。
（粉塵保持量）
ＪＩＳ Ｂ９９０８ 形式２、形式３に準拠して、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定するＪＩＳ１１種の粉体による、粉塵濃度７０±３０ｍｇ／ｍ^３、試験風速２．５ｍ／秒での圧力損失が最終圧力損失（プレフィルタでは２００Ｐａ、メインフィルタでは２９４Ｐａ）に達するまでの粉塵供給量を測定する。
（寿命）
ＪＩＳ Ｂ９９０８ 形式２、形式３に準拠して、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定するＪＩＳ１１種の粉体による、粉塵濃度７０±３０ｍｇ／ｍ^３、試験風速２．５ｍ／秒での圧力損失が最終圧力損失（プレフィルタでは２００Ｐａ、メインフィルタでは２９４Ｐａ）に達するまでの時間を測定する。

以上のユニット１は、２種の異なる捕集性能のプレ捕集部５および主捕集部３を備えるため、メインフィルタ１１による高清浄化を達成しつつ、プレフィルタ２５によってメインフィルタ１１の負担を軽減し、メインフィルタ１１を長寿命化でき、交換の頻度を減らすことができる。そして、ユニット１によれば、メインフィルタ１１が、ローラ２１，２３の間に挟まれるよう配置され、かつ、主捕集部３とプレフィルタ２５との距離がローラ２１，２３の直径に比べて小さくなるよう、プレフィルタ２５に対し対向配置されている。このため、ユニット１は、主捕集部３、プレ捕集部５の厚み方向長さの和より、厚さが小さく、コンパクト化されている。したがって、プレ捕集部を備えた空気調和機において、主捕集部３のスペースをさらに設けることなく、主捕集部３を配置できる。また、ユニット１がコンパクト化されているので、大面積のプレフィルタおよびメインフィルタを設置する場合に、取り外し、取り付けの作業が楽に行える。

（ビル用マルチ空気調和システム）
次に、本実施形態のビル用マルチ空気調和システムについて説明する。
図４は、本実施形態のビル用マルチ空気調和システム（以降、単にシステムという）３１の概略構成を示す図である。

ビル用マルチ空気調和システム３１は、複数の室内機４１と、１台の室外機４３とを備える。各室内機４１は、例えばビル内の各部屋に設置され、室外機４３は、ビルの屋上を含む、建物の外側に設置されている。各室内機４１、室外機４３はそれぞれ熱交換器を備え、室内機４１と室外機４３との間で冷媒が循環するよう、室内機４１及び室外機４３の熱交換器同士が冷媒が通る配管によって接続されている。室内機４１のそれぞれは、温度、風量等を個別に設定できるようになっている。室内機４１の設置態様は特に制限されず、天井埋込み型、床置き型、壁掛け型等であってもよい。例えば、天井埋込み型である。

図５は、本実施形態のシステム３１の室内機４１を、ユニット１に注目して示す図である。室内機４１はケーシング５３を備え、ケーシング５３は、本体ケーシング５４と、グリル５５とを有する。
本体ケーシング５４には、ファン５２、図示されない熱交換器、ドレンパン、制御装置が配されている。ファン５２は、回転駆動することで、室内の空気をケーシング５３内に取り込み、本体ケーシング５４に設けられた、図示されない吹き出し口から室内に供給する。ドレンパンは、熱交換器で結露した水を受け、外部に排出する。制御装置は、リモコン等との通信を行なって、設定温度、風量に応じてファン５２の制御等を行う。本体ケーシング５４の底面は開口され、グリル５５が取り付けられるようになっている。

グリル５５は、室内の空気を取り込むために、底面に図示されないメッシュ等が設けられている。グリル５５には、留め具５５ａを介してユニット１が取り付けられ、ユニット１は、グリル５５と一体に本体ケーシング５４に取り付けられる。
ユニット１は、グリル５５に対し、プレフィルタ２５が下方を向くよう取り付けられる。ユニット１とグリル５５は、プレフィルタ２５が枠体１３とグリル５５との間に挟まれるよう対向配置されるが、プレフィルタ２５が移動することができる程度に僅かに隙間をあけて配置される。ユニット１と本体ケーシング５４との間にはガスケットが設けられ、清浄化されていない空気の進入が防止されている。本実施形態のユニット１では、例えば、ハンドル２７が取り付けられたローラ２１の軸の他方の端部に歯車２８が取り付けられている。グリル５５には、この歯車２８と噛み合う別の歯車５８が設けられ、歯車５８には、プレフィルタの巻き取りを行うときに作業者によって回転操作される操作棒５７を差し込めるようになっている。なお、図５では、説明のため、操作棒５７を歯車５８に差し込んだ状態で示す。また、歯車２８に隣接するユニット１の頂角に取り付けられる取付治具１５は、図示を省略する。操作棒５７は、歯車５８と同軸に回転し、図示されない下方の端部には、回転操作のための円板、ハンドル等が適宜設けられてよい。作業者は、操作棒５７を回転操作することで歯車２８を回転させてローラ２１を回転させ、プレフィルタ２５の使用済み領域を巻き取ることができる。

なお、室内機１には、プレフィルタ２５の交換時期を知らせるための機能が備えられてもよい。ここでの交換は、プレフィルタ２５の使用済み領域を巻き取って未使用領域をメインフィルタ１１の前面に移動させることを意味する。交換時期は、公知の方法で知らせることができる。例えば、制御装置によってファン５２の運転時間を積算し、所定の値に達した場合に知らせてもよく、また、透過型センサによってフィルタの目詰りによる透過光量の減少を検出して、所定量減少した場合に知らせてもよい。また、例えば、圧力損失が所定の大きさに達した場合に寿命に達したと判断し、知らせてもよい。また、交換時期は公知の方法で知らせることができ、例えば、室内機４１に設けられたＬＥＤ、液晶表示部等への表示、チャイム音等の音声出力によって行うことができる。また、室内機１には、プレフィルタ２５の交換時期になった場合に、上述した自動で巻き取る機能が備えられてもよい。
室外機４３には、ケーシング内に、ファン、熱交換器が配されている。

このシステム３１では、室内機４１のファン５２が回転駆動することで、底面側から室内の空気がユニット１を通過してケーシング５３内に取り込まれる。このとき、プレフィルタ２５およびメインフィルタ１１によって清浄化が行われる。清浄化された空気は、ケーシング５３内で熱交換器に接触して冷媒との間で熱交換が行われ、吹き出し口から室内に吹き出される。
このシステム３１で用いられるユニット１は、主捕集部３を、プレ捕集部５のローラ２１，２３間のあいたスペースに配置することでコンパクトになっており、室内機４１内に、主捕集部３を配置するためのスペースを別途設けなくて済む。また、室内機４１において、プレフィルタ２５が寿命に達した場合は、操作棒５７を回転操作することでローラ２１を回転させ、使用済み領域を巻き取るとともに、未使用領域をローラ２３から引き出す。また、メインフィルタ１１が寿命に達した場合は、ユニット１をグリル５５ごと、本体ケーシング５４から取り外し、枠体１３ごと新たな主捕集部３と交換することができる。その際、プレフィルタ２５の交換も同時に行うことができる。

（変形例）
ここで、室内機４１の変形例について説明する。
図６（ａ）は、図５の室内機４１の変形例を示す図であり、（ｂ）は、その変形例のエアフィルタユニットを分解して示す図である。なお、図６において、ユニット１のプレ捕集部５およびケーシング１７は、奥行き方向の断面を示す。

この変形例で、室内機４１のユニット１は、取付治具１５に代えて、互いに嵌め合わされる上蓋１８と下蓋１９を有するケーシング１７を用いることで、主捕集部３とプレ捕集部５とが一体化されている。具体的には、上蓋１８にプレ捕集部５が取り付けられ、下蓋１９に主捕集部３が取り付けられ、図６（ｂ）に示されるように、上蓋１８と下蓋１９を互いに嵌め合わせると両部が一体化される。なお、上蓋１８および下蓋１９は、便宜的に、サイズの大きい方を上蓋１８、小さい方を下蓋１９と称し、実際の両者の位置の上下関係とは関係しない。上蓋１８には、プレ捕集部５のローラ２１，２３の軸が固定され、下蓋１９には、主捕集部３の枠体１３が取り付けられている。メインフィルタ１１とプレフィルタ２５は、上蓋１８と下蓋１９が嵌め合わされることで互いに対向配置される。ユニット１は、上蓋１８と下蓋１９が嵌め合わされた状態で、本体ケーシング５４の底面に対し取り付け、取り外しを行うことができる。取り付けのための手段は、特に制限されず、例えば、ケーシング１７を本体ケーシング５４に係合させられる構造である。なお、下蓋１９の底面には、本体ケーシング５４との間でリークを防止するためのガスケットが設けられるのが好ましい。

この変形例によれば、メインフィルタ１１が寿命に達した場合は、まず、グリル５５を本体ケーシング５４から取り外し、次いで、ケーシング１７を本体ケーシング５４から外すことで、ユニット１が取り外される。そして、新たなユニット１を、上蓋１８及び下蓋１９が嵌め合わされた状態のまま本体ケーシング５４の底面に取り付けることで、主捕集部３およびプレ捕集部５をまとめて交換することができる。
なお、上記したケーシング１７の態様に代えて、上蓋１８が室内機４１のグリル５５に取り付けられ、下蓋１９が本体ケーシング５４の底面に取り付けられて、グリル５５を本体ケーシング５４に取り付けることで、上蓋１８と下蓋１８を嵌め合わせることができるようになっていてもよい。

（ＡＨＵ用空気調和機）
次に、ＡＨＵ用空気調和機６１について説明する。
図７は、本実施形態のＡＨＵ用空気調和機（以降、単に空気調和機という）６１を含むシステムの概略構成を示す図である。
空気調和機６１は、ビル、商業施設等、複数の部屋を備える建物の中に設置され、例えば専用の部屋に設置される。空気調和機６１は、建物内の各部屋（図７で１つのみ示す）と、還気用ダクト６２及び給気用ダクト６３を介して接続され、吸込口６４から吸い込まれた各部屋の空気が還気用ダクト６２を通じて空気調和機６１内に運ばれるとともに、空気調和機６１で調和空気が吸気用ダクト６２を通って供給口６５から各室内に供給される。調和空気は、少なくとも温度、湿度が調節された空気である。
空気調和機６１は、取り込まれた空気の流路に沿って順に、ユニット１、熱交換器７３、加湿器７５、ファン７７が、ケーシング７１内に配されている。ユニット１には、本実施形態では、複数（例えば８個）の主捕集部３が平面方向に並べて互いに連結されたものが用いられる。また、これに応じて、プレ捕集部５も大面積化され、プレフィルタ２５、ローラ２１，２３のサイズが定められる。熱交換器７３は、空気調和機６１とは別に設けられた冷温水器、ボイラーと接続され、これらから供給される冷水、温水、蒸気が流れるコイルが設けられている。加湿器７５は、例えば高圧水スプレー式のものが用いられる。ファン７７は、ケーシング７１内に空気を取り込み、調和空気を吸気用ダクト６３を通じて各部屋へ送り出す。なお、ユニット１の上流側に、主に空気を取り込むための別のファンが設けられてもよい。

図８は、本実施形態の空気調和機６１を、エアフィルタユニットに注目して示す図である。ユニット１は、ケーシング７１の外側部分から内部に延びてチャンバを形成する仕切り部７１ａに、空気の流路を覆うよう取り付けられる。また、ケーシング７１には、外部からケーシング７１内の様子を確認するための窓７２が設けられ、作業者がユニット１を見ることができる。
ユニット１は、上述のシステム４１の変形例で説明したのと同様の、上蓋１８及び下蓋１９を有するケーシング１７によって、主捕集部３及びプレ捕集部５が一体化されている。本実施形態では、歯車２８と噛み合う歯車５８は、上述のシステム３１における歯車５８と異なる向きで設けられ、操作棒５７は、ユニット１の平面方向に延びるよう取り付けられる。プレフィルタ２５の巻き取りは、ケーシング７１の外側で操作棒５７を回転操作することにより行われる。

この空気調和機６１において、ユニット１は、主捕集部とプレ捕集部を別々に設けたものと比べ、厚み方向にコンパクトになっており、取り外し、取り付けの作業をスムーズに行える。この空気調和機６１において、プレフィルタ２５の巻き取りは、ケーシング７１の窓７２から、プレフィルタ２５の識別線２６の位置を確認しながら、操作棒５７を操作することで行うことができる。メインフィルタ１１が寿命に達した場合は、ユニット１の取り外しを行うために、ケーシング７１内に入って、ユニット１を仕切り７１ａから取り外す。ここでも、ユニット１は、上蓋１８と下蓋１９が嵌め合わされた状態で取り外すことによって、主捕集部３とプレ捕集部５を一体に取り外すことができる。そして、メインフィルタ１１およびプレフィルタ２５をまとめて交換できる。
従来のＡＨＵでは、主捕集部とロールフィルタ（プレ捕集部）が別々に設置されていたため、交換の際には、それぞれを取り外し、さらに、取り外した各部を新たなフィルタと取り替えた後、フィルタが取り替えられた各部をケーシング内にそれぞれ取り付ける必要があった。特にＡＨＵでは、大面積化された主捕集部、プレ捕集部が用いられているため、この作業に手間がかかっていた。上述の空気調和機６１によれば、取り外し、取り付けをそれぞれ一度の作業で行うことができる。
なお、空気調和機６１のユニット１は、上蓋１８及び下蓋１９を有するケーシング１７に代えて、取付治具１５を用いて、主捕集部３とプレ捕集部５が一体化されてもよい。

以上、エアフィルタユニット、ビル用マルチ空気調和システム、エアハンドリングユニット用空気調和機について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ エアフィルタユニット
３ 主捕集部
５ プレ捕集部
１１ メインフィルタ
１３ 枠体
１５ 取付治具
１７ ケーシング
１８ 上蓋
１９ 下蓋
２１，２３ １対のローラ
２５ プレフィルタ
２６ 識別線（印）
３１ ビル用マルチ空気調和システム
４１ 室内機
４３ 室外機
６１ エアハンドリングユニット用空気調和機

Claims (8)

1. 気流中の微粒子を捕集するエアフィルタユニットであって、
   メインフィルタを有する主捕集部と、
   前記主捕集部に対し気流の上流側に配され、一部の微粒子を捕集するプレ捕集部と、を備え、
   前記プレ捕集部は、互いに離間した１対のローラと、前記１対のローラに巻き回される長尺のシート状のプレフィルタとを有し、前記１対のローラのうち一方のローラから前記プレフィルタの未使用領域を引き出して前記メインフィルタの前面に前記未使用領域を移動させるとともに、前記プレフィルタの使用済み領域を前記１対のローラのうち他方のローラに巻き取らせるように構成され、
   前記主捕集部は、前記１対のローラの間に挟まれるように設けられ、かつ、前記メインフィルタは、前記主補集部と前記メインフィルタの前面に位置する前記プレフィルタとの間の距離が前記１対のローラの直径に比べて小さくなるように、前記プレフィルタに対して対向配置されていることを特徴とするエアフィルタユニット。
2. 前記主捕集部は、さらに、前記メインフィルタの外周側端部を保持する枠体と、前記枠体に取り付けられ、前記ローラの軸を支持する取付治具と、を備える請求項１に記載のエアフィルタユニット。
3. 前記主捕集部は、さらに、前記１対のローラに巻き回されたプレフィルタが前記メインフィルタから離れる側に撓むのを規制する規制部材を備える請求項２に記載のエアフィルタユニット。
4. さらに、互いに嵌め合わされる上蓋及び下蓋を有するケーシングを備え、
   前記プレ捕集部は前記上蓋及び下蓋の一方に取り付けられ、前記主捕集部は前記上蓋及び下蓋の他方に取り付けられ、
   前記メインフィルタと前記プレフィルタは、前記上蓋と前記下蓋が嵌め合わされることで互いに対向して配置される請求項１に記載のエアフィルタユニット。
5. 前記プレフィルタでは、前記メインフィルタのフィルタ領域に合わせた使用領域が印により区画されている請求項１から４のいずれかに記載のエアフィルタユニット。
6. 前記プレフィルタの前記使用領域ごとの寿命の合計量と、前記メインフィルタの寿命が等しい請求項１から５のいずれかに記載のエアフィルタユニット。
7. 複数の室内機と、室外機とを備えたビル用マルチ空気調和システムであって、
   前記複数の室内機のそれぞれは、請求項１から６のいずれかに記載のエアフィルタユニットと、前記エアフィルタユニットを介して室内から取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、を有し、
   前記室外機は、前記複数の室内機との間で冷媒が循環するよう、前記室内機の熱交換器と接続された他の熱交換器を有する、ビル用マルチ空気調和システム。
8. 複数の部屋に空気を供給するエアハンドリングユニット用空気調和機であって、
   請求項１から６のいずれかに記載のエアフィルタユニットと、
   外部熱源を利用して、前記エアフィルタユニットを介して取り込まれた空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
   湿度を調整する加湿器と、
   熱交換が行われた空気を前記複数の部屋に向けて送り出すためのファンと、
   前記エアフィルタユニット、前記熱交換器、前記加湿器を収納するケーシングと、を備えるエアハンドリングユニット用空気調和機。

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