JP2014156948A - 除塵装置及び空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス周期を長くすることができるとともに、メンテナンスの労力を低減することができるような除塵装置等を得る。
【解決手段】環状に構成され、通過する空気中の塵埃を捕捉するエンドレスフィルター１と、エンドレスフィルター１の内側面と接触してエンドレスフィルター１を支持する２つのローラー（駆動ローラー２、支持ローラー３）と、エンドレスフィルター１から塵埃を除去する自動清掃装置５と、２つのローラー及び自動清掃装置５が取り付けられるフレーム６とを備え、２つのローラーの少なくとも１つのローラーをフレーム６から着脱可能に構成するものである。
【選択図】図１

Description

この発明は除塵装置等に係るものである。例えば鉄道車両用の空気調和装置等の除塵装置に関するものである。

空気調和装置は、様々な場所に設置されて空気調和を行っている。例えば鉄道車両の車両室内を空気調和等するためにも従来から用いられている。このような車両用の空気調和装置において、空気調和装置が塵等を含む空気を吸い込み、吹き出してしまわないようにするため、例えば空気調和装置に除塵装置を設けている。

このような除塵装置において、例えば装置本体の空気流出面側の両側方にフィルター軸を配置し、フィルター軸に巻回された集塵前のフィルターが他方のフィルター軸に巻き取られる過程で塵埃を集塵が行われるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この集塵装置では、フィルターを装置本体の空気流出面に密着させるガイドロールが、各フィルター軸と装置本体の空気流出面との間をフィルターの厚さに対応して移動するように設けられている。

また、筒状（環状）に構成したエンドレスフィルター、エンドレスフィルターを回転させる駆動ローラー及びエンドレスフィルターに堆積した塵埃を除去する機構を備えた空気清浄装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０６−３１１２２号公報（第５頁、第１図） 特開２００６−１５３２８９号公報（第１０頁、第１図）

従来の車両用空気調和装置の除塵装置は以上のように構成されており、塵埃の堆積量が多くなって空気の通過が悪くなり空調効率が低下することを防止している。例えば、特許文献１の技術ではロール状の濾材（フィルター）を自動で巻き取って新しい面を供給している。しかしながら、１０日に１回程度で濾材を巻き終えるため、フィルターの取り外し、清掃、巻き戻しとメンテナンスが短い周期で必要であった。

この点、特許文献２の技術では、エンドレスフィルターを回動させるため、メンテナンスの省力化をはかることができる。ただ、鉄道車両の天井裏に設置した場合、エンドレスフィルターを交換する際には装置全体を取り外す等の必要があり、メンテナンスにおける労力を必要としていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、メンテナンス周期を長くすることができ、メンテナンスの労力を低減することができるような除塵装置等を得ることを目的とする。

この発明に係る除塵装置は、環状に構成され、通過する空気中の塵埃を捕捉するエンドレスフィルターと、エンドレスフィルターの内側面と接触してエンドレスフィルターを支持する２つのローラーと、エンドレスフィルターから塵埃を除去する清掃装置と、２つのローラー及び清掃装置が取り付けられるフレームとを備え、２つのローラーの少なくとも１つのローラーをフレームから着脱可能に構成するものである。

この発明によれば、２つのローラーの少なくとも１つのローラーをフレームから着脱可能にするようにしたので、例えば装置を天井等に設置した場合でも、装置全体を降ろさずに、エンドレスフィルターを取り出すことができるので、メンテナンスの労力を低減させることができる。

この発明の実施の形態１に係る除塵装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る除塵装置のメンテナンス等を行う際の斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る除塵装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態３に係る除塵装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態４に係るエンドレスフィルター１を示す図である。 この発明の実施の形態５に係る空気調和装置の構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る除塵装置を示す斜視図である。本実施の形態の除塵装置は、車両用空気調和装置用であるものとする。そして、車両用空気調和装置及び除塵装置は、鉄道車両の天井裏に設置されているものとする。ここで、以下の説明においては、図面の上側を上とし、下側を下として説明する。図１における除塵装置の上側には車両用空気調和装置（図示せず）が設置されている。また、下側が車両室内側となる。そして、車両用空気調和装置の運転により、車両室内からの吸込み空気７が除塵装置（エンドレスフィルター１）を通過して吹出し空気８として空気調和装置に流入する。

図１に示すように、本実施の形態の除塵装置では、筒状（環状、ベルト状）に構成されたエンドレスフィルター１を駆動ローラー２と支持ローラー３との外周面に取り付ける。ここで、エンドレスフィルター１は、空気の流路に対して、吸込み空気７が流入する面（空気流入面）と吹出し空気８が流出する面（空気流出面）とを有する二重構成となる。

駆動ローラー２と支持ローラー３とはそれぞれの回転軸が平行になるように、所定の間隔を空けてフレーム６に着脱可能に取り付けられる。そして、駆動装置（図示せず）が、駆動ローラー２を回転方向９の方向に回転させることにより、エンドレスフィルター１を回動させる。また、支持ローラー３についてもフレーム６に回動自由に設置される。そして、フレーム６にはエンドレスフィルター１に堆積した塵埃を除去する自動清掃装置５が設置される。自動清掃装置５における清掃手段については特に限定するものではない。例えばエンドレスフィルター１に堆積した塵埃を、ブラシにより除去する構成としてもよい。また、ブロワにより吸引する構成としてもよい。

ガイドロール４についても、駆動ローラー２及び支持ローラー３の回転軸とガイドロール４の回転軸とが平行になるようにフレーム６に設置される。ガイドロール４は、駆動ローラー２と支持ローラー３との略中央部分であって、エンドレスフィルター１の空気流出面側（エンドレスフィルター１の回転方向９に対し、自動清掃装置５の下流側）に、フレーム６に対して回動自由に設置される。また、ガイドロール４は、空気流出面側において、駆動ローラー２と支持ローラー３とを結ぶ共通接線よりも下部の位置であって、エンドレスフィルター１と接するように設置される。

車両用空気調和装置を動作させると、吸込み空気７中の塵埃がエンドレスフィルター１により捕捉される。エンドレスフィルター１を通過した空気は、吹出し空気８として車両用空気調和装置に流入する。ここで、駆動ローラー２を回転させることにより、エンドレスフィルター１の空気流入面となっていた部分が自動清掃装置５を通過する。このとき、堆積した塵埃は自動清掃装置５によりエンドレスフィルター１から除去される。

図２は、この発明の実施の形態１に係る除塵装置のメンテナンス等を行う際の斜視図である。前述したように、駆動ローラー２と支持ローラー３とはフレーム６に着脱可能に設置されている。このため、図２に示すように、例えば、駆動ローラー２をフレーム６から外すと、鉄道車両の天井裏に設置されたエンドレスフィルター１を車両室内側に降ろすことができる。このため、メンテナンス等を行う際、除塵装置全体を天井裏から降ろすことなく、エンドレスフィルター１の交換等を容易に行うことができ、メンテナンスの労力が低減する。

通常動作状態に復帰させる場合には、鉄道車両室内側からエンドレスフィルター１等を押し上げて、駆動ローラー２をフレーム６に取り付ける。このとき、フレーム６に設置されたガイドロール４により、自動的にエンドレスフィルター１はある張力を持って設置される。そのため、エンドレスフィルター１と駆動ローラー２とが密着し、駆動ローラー２が空転しないので、エンドレスフィルター１の回転不良を防ぎ、良好な除塵性能を維持することができる。このため、メンテナンスの労力の低減及びメンテナンスの周期を長くすることができる。また、ガイドロール４はエンドレスフィルター１の回転方向９に対し、自動清掃装置５の下流側に設置されている。このため、自動清掃装置５により塵埃が除去された後でガイドロール４とエンドレスフィルター１とが接触することになる。そのため、エンドレスフィルター１に堆積した塵埃がガイドロール４により圧縮されてしまい、エンドレスフィルター１に固着してしまうことがない。

ここで、図２では駆動ローラー２をフレーム６から取り外すことができる構成について示しているが、例えば支持ローラー３をフレーム６から取り外すことができる構成としてもよい。また、駆動ローラー２と支持ローラー３の両方を取り外すことができる構成としてもよい。さらに、駆動ローラー２と支持ローラー３の各々の片側の端部を取り外すことができる構成としてもよい。このような構成の場合には、エンドレスフィルター１を駆動ローラー２と支持ローラー３とから取り外しやすくすることができる。

実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る除塵装置を示す斜視図である。上述の実施の形態では特に示さなかったが、例えば経年等により、エンドレスフィルター１が伸び、弛んでしまい、ガイドロール４による張力を保てず、エンドレスフィルター１と駆動ローラー２との密着性が低下する可能性がある。

そこで、本実施の形態では、図３に示すように、バネ１０等の弾性部材により、ガイドロール４とフレーム６とをバネ１０等を介して取り付ける。バネ１０等により、エンドレスフィルター１が伸びてもガイドロール４をエンドレスフィルター１に接触させてエンドレスフィルター１を押さえておき、張力を保てるようにする。このため、長期間、エンドレスフィルター１と駆動ローラー２との密着性を確保し、駆動ローラー２の空転を防止することができるので、良好な除塵性能を維持できる。また、バネ１０に荷重がかからない自由長さを、エンドレスフィルター１に許容される最大伸びに設定しておくことにより、バネ１０の伸びを読み取ることで、エンドレスフィルター１の伸び具合を判断することができるので、交換時期を容易に判定することができる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る除塵装置を示す斜視図である。上述したように、駆動ローラー２と支持ローラー３はフレーム６に着脱可能に構成されている。このため、駆動ローラー２及び支持ローラー３とフレーム６との間には幾らかの遊びが設定される。この遊びにより、エンドレスフィルター１と自動清掃装置５とのクリアランス（隙間、空間）を一定に保つことは困難となる。例えば、クリアランスが広くなった場合には除塵性能が低下する可能性がある。また、クリアランスが狭くなった場合には、自動清掃装置５と過度に接触し、エンドレスフィルター１の破損等が生じる可能性がある。

そこで、本実施の形態では、図４に示すように、エンドレスフィルター１と自動清掃装置５とのクリアランスを適正な距離で一定に保つ保持手段を有している。本実施の形態では、スペーサー１２とバネ１１等の弾性部材とを用いて保持手段を構成し、保持手段を介して自動清掃装置５をフレーム６に取り付け、エンドレスフィルター１と自動清掃装置５との位置関係を保っている。

実施の形態３によれば、スペーサー１２とバネ１１とによりエンドレスフィルター１と自動清掃装置５との位置関係は、適正なクリアランスを有するため、自動清掃装置５は良好な除塵性能を維持することができ、また、エンドレスフィルター１と自動清掃装置５とが近づきすぎてエンドレスフィルター１を破損してしまうことを防止することができる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４に係るエンドレスフィルター１を示す図である。上述の実施の形態では特に示さなかったが、図５のように、エンドレスフィルター１を平面状のフィルター１３の端部を他方の端部と接続できるようにした構成としてもよい。

端部同士を接続するには、例えば両端部に着脱自在のフック１４を設ければよい。そして、例えばメンテナンス時に、車両室内側に降ろしたエンドレスフィルター１のフック１４を取り外して駆動ローラー２及び支持ローラー３からエンドレスフィルター１を取り外すことができる。このため、駆動ローラー２と支持ローラー３からエンドレスフィルター１を容易に取り外すことができ、メンテナンスの労力を低減することができる。また、逆の手順で新しいエンドレスフィルター１を容易に取り付けることができる。

実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５に係る空気調和装置の構成を示す図である。図６の空気調和装置は、たとえば圧縮機２１、切替装置２２、熱源側熱交換器２３、絞り装置２４及び負荷側熱交換器２５を配管接続して冷媒回路（冷媒循環回路）を構成している。また、送風機２６は、送風機用モータ（図示せず）の駆動により、負荷側熱交換器２５を通過する冷媒と車内の空気との熱交換を促すために空気の流れを形成する。送風機２６による空気の流れにより、実施の形態１〜４において説明した除塵装置を空気が通過することになる。

圧縮機２１は冷媒を吸入し、圧縮して高温・高圧の状態にして吐出する。ここで、例えばインバータ回路等により回転数を制御し、冷媒の吐出量を調整できるタイプの圧縮機で構成するとよい。

例えば四方弁等で構成する切替装置２２は冷房運転時と暖房運転時とにおける冷媒の流れを切り替える。熱源側熱交換器２３は、冷媒と空気（車外の空気）との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、絞り装置２４を介して流入した低圧の冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器（ガスクーラを含む。以下同じ）として機能し、切替装置２２側から流入した圧縮機２１において圧縮された冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒に放熱させる。ここでは、放熱により冷媒を凝縮して液化させる。

また、絞り装置２４は、冷媒を減圧して膨張させるものである。例えば電子式膨張弁等の流量制御手段、感温筒を有する膨張弁、毛細管（キャピラリ）等の冷媒流量調節手段等で構成する。負荷側熱交換器２５は、車内の空気等との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては凝縮器として機能し、圧縮機２１からの冷媒を凝縮等させ、空気を加熱する。一方、冷房運転時においては蒸発器として機能し、絞り装置２４により低圧状態にされた冷媒と空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて気化させ、空気を冷却する。

次に、冷凍サイクル装置の各構成機器における動作等を、冷媒回路を循環する冷媒の流れに基づいて説明する。まず、冷房運転について説明する。圧縮機２１は、冷媒を吸入し、圧縮して高温・高圧の状態にして吐出する。吐出した冷媒は切替装置２２を介して熱源側熱交換器２３へ流入する。熱源側熱交換器２３は、車外の空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化させる。凝縮液化した冷媒は絞り装置２４を通過する。絞り装置２４は、通過する凝縮液化した冷媒を減圧する。減圧した冷媒は負荷側熱交換器２５に流入する。負荷側熱交換器２５は、送風機２６により除塵装置を通過して供給される車内の空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化させる。そして、切替装置２２を再度通過した蒸発ガス化した冷媒を圧縮機２１が吸入する。

次に暖房運転について説明する。圧縮機２１は、冷媒を吸入し、圧縮して高温・高圧の状態にして吐出する。吐出した冷媒は切替装置２２を介して負荷側熱交換器２５へ流入する。負荷側熱交換器２５は、送風機２６により除塵装置を通過して供給される車内の空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を凝縮液化させる。凝縮液化した冷媒は絞り装置２４を通過する。絞り装置２４は、通過する凝縮液化した冷媒を減圧する。減圧した冷媒は熱源側熱交換器２３に流入する。車外の空気と冷媒との間で熱交換を行い、冷媒を蒸発ガス化させる。そして、切替装置２２を再度通過した蒸発ガス化した冷媒を圧縮機２１が吸入する。

この発明の除塵装置は、上述の各実施の形態に特に限定されるものではなく、適宜組み合わせ等を行うことができる。また、この発明の除塵装置を、鉄道車両用の空気調和装置に適用するものとして説明したが、これに限定するものではない。この発明の除塵装置の活用例として、例えばビル等に設置する空気調和装置に適用することができる。また、空気調和装置に限らず、冷却装置、換気装置等にも利用することができる。

１ エンドレスフィルター、２ 駆動ローラー、３ 支持ローラー、４ ガイドロール、５ 自動清掃装置、６ フレーム、７ 吸込み空気、８ 吹出し空気、９ 回転方向、１０，１１ バネ、１２ スペーサー、１３ フィルター、１４ フック、２１ 圧縮機、２２ 切替装置、２３ 熱源側熱交換器、２４ 絞り装置、２５ 負荷側熱交換器、２６ 送風機。

Claims (7)

1. 環状に構成され、通過する空気中の塵埃を捕捉するエンドレスフィルターと、
   前記エンドレスフィルターの内側面と接触して前記エンドレスフィルターを支持する２つのローラーと、
   前記エンドレスフィルターから前記塵埃を除去する清掃装置と、
   前記２つのローラー及び前記清掃装置が取り付けられるフレームとを備え、
   前記２つのローラーの少なくとも１つのローラーを前記フレームから着脱可能に構成することを特徴とする除塵装置。
2. 前記エンドレスフィルターの空気流出側における前記２つのローラーを結ぶ共通接線よりも空気流入側に外周面を位置させて前記フレームに取り付けられ、前記エンドレスフィルターの外側面と接触させて、前記エンドレスフィルターを押さえるガイドロールをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
3. 前記ガイドロールは弾性部材を介して前記フレームに取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の除塵装置。
4. 前記清掃装置は、前記エンドレスフィルターとの距離を一定に保つ保持手段を介して前記フレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の除塵装置。
5. 前記保持手段を、弾性部材及びスペーサーで構成することを特徴とする請求項４に記載の除塵装置。
6. 前記エンドレスフィルターは、平面状のフィルターの端部同士を着脱自在に接続できるように構成することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の除塵装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の除塵装置を備える空気調和装置。

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