JP2016215184A - Filter cleaning device and filter cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルタ洗浄装置及びフィルタ洗浄方法に関し、特に、例えば、空気調和機等に備えられるフィルタの洗浄装置、及びこのフィルタ洗浄装置を用いたフィルタの洗浄方法に関するものである。 The present invention relates to a filter cleaning device and a filter cleaning method, and more particularly to a filter cleaning device provided in an air conditioner and the like, and a filter cleaning method using the filter cleaning device, for example.
例えば、建物の空気調和機等の空気取入口には、周縁に枠が形成された網状のフィルタを装着し、空気調和機等により吸入された空気中の塵埃等の異物を捕集して空気を濾過するのが一般的である。このようなフィルタは、使用により塵埃等の異物がフィルタ面に付着し、フィルタの空気を濾過する能力を低下させるため、一定期間毎にフィルタを空気取入口から取り外して交換又は洗浄し、異物を除去することが行なわれている。 For example, the air intake of a building air conditioner or the like is equipped with a net-like filter having a frame formed on the periphery, and foreign matter such as dust in the air sucked by the air conditioner or the like is collected and air is collected. Is generally filtered. In such a filter, foreign matter such as dust adheres to the filter surface due to use and decreases the filter's ability to filter air, so the filter is removed from the air intake at regular intervals and replaced or washed to remove foreign matter. It is being removed.
この網状フィルタの洗浄は、例えば、高圧エアジェッタ等による水洗浄、バキュームによる吸引、バイブレータ等を使用したふるい(叩き)落し、ブラシによる掻き落とし等、或いはこれらの組合せにより実施される。そして、これらの洗浄作業は手作業もしくは半自動で行われる。 The mesh filter is washed by, for example, water washing with a high-pressure air jetter, suction with a vacuum, sifting (striking) using a vibrator, scraping with a brush, or a combination thereof. These cleaning operations are performed manually or semi-automatically.
また、中性能或いは高性能な空調用フィルタとして、繊維を網目状に絡み合わせた濾材を用いた空調用フィルタが採用されている。ここで、中性能或いは高性能な空調フィルタとは、JIS規格B9908:2011「換気用エアフィルタユニット・換気用電気集じん器の性能試験方法」の試験方法形式2に規定された粒径0.4μm粒子に対する初期捕集率が99%未満のフィルタユニットである。 Further, as a medium-performance or high-performance air-conditioning filter, an air-conditioning filter using a filter medium in which fibers are entangled in a mesh shape is employed. Here, the medium-performance or high-performance air-conditioning filter means a particle size of 0. 0 as defined in JIS standard B 9908: 2011 “Test method for performance of ventilation air filter unit / ventilation electric dust collector”. The filter unit has an initial collection rate of less than 99% for 4 μm particles.
この濾材を用いた空調用フィルタは、プレフィルタにより網状フィルタを装着して塵埃等を捕集した後、空気中の微細な粉塵や油成分等までも捕集する。この濾材は化学繊維を主体とした多孔質の不織布等からなり、その網目状構造により空気中の微細な粉塵や油成分等の異物を捕集する。なお、空調用フィルタが捕集する空気中の微細な粉塵や油成分等を、以下、「異物」と総称する。 The air-conditioning filter using this filter medium also collects fine dust and oil components in the air after attaching a mesh filter by a pre-filter to collect dust and the like. The filter medium is made of a porous nonwoven fabric mainly composed of chemical fibers, and collects foreign matters such as fine dust and oil components in the air by the network structure. Note that fine dust, oil components, and the like in the air collected by the air conditioning filter are collectively referred to as “foreign substances”.
従来、この空調用フィルタは濾材の洗浄の難しさから使い捨てされていたが、環境問題への関心の高まりにより、洗浄再生されて再使用する試みが研究されている。そして、空調用フィルタを回収して洗浄する自動化された洗浄方法が提案されている。この空調用フィルタの自動化された洗浄は、主に超音波の洗浄効果を利用した超音波洗浄システムにより行なわれている。また、例えばケミカルフィルタのようなガス吸着フィルタに向いた超臨界二酸化炭素を利用した洗浄システムも提案されている。 Conventionally, this air-conditioning filter has been disposable because of the difficulty in cleaning the filter medium. However, due to the growing interest in environmental problems, attempts to recycle and reuse the filter have been studied. An automated cleaning method for recovering and cleaning the air conditioning filter has been proposed. This automatic cleaning of the air-conditioning filter is mainly performed by an ultrasonic cleaning system using an ultrasonic cleaning effect. A cleaning system using supercritical carbon dioxide suitable for a gas adsorption filter such as a chemical filter has also been proposed.
繊維を網目状に絡み合わせた濾材を用いた中性能或いは高性能な空調用フィルタの洗浄に使用されている超音波洗浄システムは、大型な装置が必要であり消費電力が高いため省エネルギに反し、環境への配慮が問題となる。また、超臨界二酸化炭素洗浄システムは、大型な装置が必要となる、装置が特殊であるため装置管理等に専門性が必要となる、連続運転が困難であるか、或いは一回の洗浄フィルタの枚数が限られ生産性に劣る等の問題がある。 The ultrasonic cleaning system used for cleaning medium-performance or high-performance air-conditioning filters using a filter medium in which fibers are entangled in a mesh form requires large equipment and consumes high power, which is contrary to energy saving. Consideration for the environment becomes a problem. Also, the supercritical carbon dioxide cleaning system requires a large-scale device, special equipment is necessary because of the special equipment management, continuous operation is difficult, or one-time cleaning filter There are problems such as limited number of sheets and inferior productivity.
このような繊維を網目状に絡み合わせた濾材を用いた中性能又は高性能のフィルタを効率的に洗浄する技術として、本出願人は、洗浄液散布と高圧ガスを利用するフィルタ洗浄装置及びフィルタ洗浄方法を開発した(例えば、特許文献1参照)。
この技術によると、網目状に絡み合った繊維の内部に洗浄液を浸入させて濾材を洗浄液に浸して異物を剥離させ、剥離した異物を高圧ガスで押し出すことで繊維の間、濾材表面、又は繊維を網目状に絡み合わせた濾材内部に捕集された異物を効率よく除去することが可能となった。
As a technique for efficiently cleaning a medium-performance or high-performance filter using a filter medium in which such fibers are entangled in a mesh shape, the present applicant has applied a cleaning solution spraying device and a filter cleaning device using a cleaning liquid spray and high-pressure gas. A method was developed (see, for example, Patent Document 1).
According to this technique, the cleaning liquid is infiltrated into the meshed fibers, the filter medium is immersed in the cleaning liquid to remove foreign substances, and the exfoliated foreign substances are extruded with a high-pressure gas so that the fibers, the surface of the filter medium, or the fibers are removed. It became possible to efficiently remove foreign matters collected inside the filter medium entangled in a mesh shape.
一方、近年では、PM2.5等微小粒子状物質の健康被害が報告されており、中性能或いは高性能な空調用フィルタにおいても、数μmからサブμm径の微小異物の捕集が求められている。中性能或いは高性能な空調用フィルタに使用されている濾材の繊維径は、数μmから20μm程度であり、これらの繊維から成る網目のサイズも数μmから10μm程度である。直径が1μmから数μmの異物は繊維の網目によって捕集されるが、直径がサブμmの微小異物は繊維の網目を通過し、サブμmの微小異物と繊維の間に働く静電気力や物理的な吸着によって繊維表面に付着することでフィルタに捕集される。
中性能或いは高性能な空調用フィルタの繊維表面に付着したサブμmの微小異物は、中性能或いは高性能な空調用フィルタの繊維径に比べ10分の1から100分の1の大きさである。
On the other hand, in recent years, health hazards of particulate matter such as PM2.5 have been reported, and even in medium-performance or high-performance air conditioning filters, collection of minute foreign substances with a diameter of several to sub-μm is required. Yes. The fiber diameter of the filter medium used in the medium-performance or high-performance air conditioning filter is about several μm to 20 μm, and the mesh size of these fibers is also about several μm to 10 μm. Foreign matter with a diameter of 1 μm to several μm is collected by the fiber mesh, but micro foreign matter with a diameter of sub-μm passes through the fiber mesh, and electrostatic force and physical force acting between the sub-μm fine foreign matter and the fiber. It is collected by the filter by adhering to the fiber surface by simple adsorption.
Sub-μm minute foreign matter adhering to the fiber surface of the medium performance or high performance air conditioning filter is 1/10 to 1/100 the size of the fiber diameter of the medium performance or high performance air conditioning filter. .
このような微小異物が繊維表面に付着した中性能或いは高性能な空調用フィルタを、上記の特許文献1に開示された洗浄液噴射と高圧ガス吹き付けによって洗浄する場合、サブμmの微小異物と繊維が接触した箇所の隙間がサブμm以下であるため洗浄液が浸入し難くなり、洗浄液による微小異物の剥離が生じなくなる。
また、高圧ガスによる気体の流れは、静止している繊維上では定常流となるため、繊維の最表面近傍(0.1μm以下)では、気流の流れが遅くなり、異物を押し出す力が弱くなる。このため、中性能或いは高性能な空調用フィルタの繊維表面に付着したサブμmの微小異物の洗浄効果は低くなる。
When cleaning such a medium-performance or high-performance air-conditioning filter in which fine foreign substances adhere to the fiber surface by the cleaning liquid jet and high-pressure gas spray disclosed in the above-mentioned
Further, since the gas flow by the high-pressure gas becomes a steady flow on the stationary fiber, the flow of the airflow is slow near the outermost surface of the fiber (0.1 μm or less), and the force for pushing out the foreign matter is weakened. . For this reason, the cleaning effect of the sub-micrometer minute foreign matter adhering to the fiber surface of the medium performance or high performance air conditioning filter is lowered.
異物の洗浄効果を高めるため、被洗浄物を振動させる技術として、ガス噴射時に振動を併用する装置、すなわち被洗浄物を搬送するコンベアを振動させて被洗浄物を振動させ、高圧ガス噴射による異物除去効果を高めるという装置(例えば、特許文献2参照)と、洗浄液噴射時に振動を併用する方法、すなわち被洗浄物の搬送に使用するローラーを複数本同時に振動させることで被洗浄物を振動させ、洗浄液噴射による異物除去効果を高めるという方法(例えば、特許文献3参照)が提案されている。 In order to enhance the cleaning effect of foreign matter, as a technology to vibrate the object to be cleaned, a device that uses vibration at the time of gas injection, that is, a conveyor that conveys the object to be cleaned is vibrated to vibrate the object to be cleaned, and foreign matter caused by high pressure gas injection A device that enhances the removal effect (for example, see Patent Document 2) and a method that uses vibration when jetting cleaning liquid, that is, a plurality of rollers that are used to transport the cleaning object are simultaneously vibrated to vibrate the object to be cleaned, There has been proposed a method (for example, see Patent Document 3) of enhancing the foreign matter removal effect by cleaning liquid injection.
しかしながら、上記の特許文献2や特許文献3に示された技術を用いて中性能或いは高性能な空調用フィルタの繊維表面に付着したサブμmの微小異物を洗浄しても、特許文献1に比べて洗浄効果は上がらない。これは、特許文献2又は特許文献3に示された振動手法が搬送系を振動させることで被洗浄物を振動させているためである。
However, even if the sub-μm minute foreign matter adhering to the fiber surface of the medium-performance or high-performance air-conditioning filter is cleaned using the techniques shown in
搬送系に加えた振動で中性能或いは高性能な空調用フィルタを振動させた場合、フィルタ全体が一体となって振動するためフィルタを構成する濾材もフィルタと同じ振動をする。濾材を形成する繊維もまた、繊維同士の位置関係を変えることなく全体が同じ振動をする。 When a medium-performance or high-performance air conditioning filter is vibrated by vibration applied to the transport system, the entire filter vibrates as a whole, so that the filter medium constituting the filter vibrates in the same manner as the filter. The fibers forming the filter medium also vibrate as a whole without changing the positional relationship between the fibers.
このような振動を行う場合、繊維表面に付着したサブμmの微小異物や繊維表面に噴射された洗浄液も繊維と同じ振動となるため、繊維とサブμmの微小異物の接触部に対する洗浄液の浸入は促進されない。また、フィルタに噴射された高圧ガスの流れも、フィルタが全体的に同じ振動をするため繊維表面では定常的な流れとなり、繊維表面に付着したサブμmの微小異物を押し出す流れは弱いままである。 When such vibration is performed, the sub-μm minute foreign matter adhering to the fiber surface and the cleaning liquid sprayed onto the fiber surface also have the same vibration as the fiber, so that the cleaning liquid intrudes into the contact portion between the fiber and the sub-μm minute foreign matter. Not promoted. In addition, the flow of the high-pressure gas injected into the filter also becomes a steady flow on the fiber surface because the filter vibrates as a whole, and the flow that pushes out the sub-μm minute foreign matter adhering to the fiber surface remains weak. .
本発明は、斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的は、繊維表面に付着したサブμmの微小異物を含めて、フィルタの表面から濾材内部まで効果的に洗浄し、濾材内部に捕集された異物を押し出す高性能でコンパクトなフィルタ洗浄装置及びフィルタ洗浄方法を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and its purpose is to effectively wash the surface of the filter from the filter surface to the inside of the filter medium, including sub-μm minute foreign matter adhering to the fiber surface. It is an object to provide a high-performance and compact filter cleaning apparatus and filter cleaning method for extruding foreign matter collected in a filter.
上記目的を達成するため、本発明に係るフィルタ洗浄装置は、繊維を網目状に絡み合わせた濾材に異物を捕集するフィルタを搬送するフィルタ搬送部と、前記フィルタ搬送部の上方から前記フィルタに洗浄液を散布して前記フィルタから前記異物を剥離させる上部洗浄液噴射ノズルと、前記上部洗浄液噴射ノズルの搬送方向下流側において前記フィルタ搬送部の上方から高圧ガスを噴射して前記繊維から剥離した前記異物を前記フィルタの外部に押し出す高圧ガス噴射ノズルと、前記上部洗浄液噴射ノズル及び前記高圧ガス噴射ノズルの噴射位置にそれぞれ対向した前記フィルタ搬送部の位置において前記フィルタを振動させる第1及び第2の振動体と、前記第1及び第2の振動体に振動を加える振動機とを備えている。 In order to achieve the above object, a filter cleaning apparatus according to the present invention includes a filter transport unit that transports a filter that collects foreign matter on a filter medium in which fibers are entangled in a mesh shape, and a filter transport unit from above the filter transport unit. An upper cleaning liquid spray nozzle that sprays cleaning liquid to separate the foreign matter from the filter, and the foreign matter that has been peeled from the fiber by spraying high-pressure gas from above the filter transport section on the downstream side in the transport direction of the upper cleaning liquid spray nozzle A high-pressure gas injection nozzle that pushes the filter out of the filter, and first and second vibrations that cause the filter to vibrate at positions of the filter transport unit that respectively oppose the injection positions of the upper cleaning liquid injection nozzle and the high-pressure gas injection nozzle And a vibrator for applying vibration to the first and second vibrating bodies.
また、上記目的を達成するため、本発明では、繊維を網目状に絡み合わせた濾材に異物を捕集するフィルタを搬送させ、前記搬送されるフィルタの上方から前記フィルタに洗浄液を噴射させるとともに前記洗浄液の噴射位置において前記フィルタの下方から前記フィルタを振動体により振動させて前記フィルタから前記異物を剥離させ、前記洗浄液の噴射位置の下流で、前記搬送されるフィルタの上方から高圧ガスを噴射させるとともに前記高圧ガスの噴射位置において前記フィルタの下方から前記フィルタを別の振動体により振動させて前記フィルタから前記剥離させた前記異物を前記フィルタの外部に押し出すフィルタ洗浄方法が提供される。 In order to achieve the above object, in the present invention, a filter that collects foreign matters is transported to a filter medium in which fibers are entangled in a mesh shape, and a cleaning liquid is sprayed onto the filter from above the transported filter. The filter is vibrated from below the filter by a vibrating body at a cleaning liquid injection position to separate the foreign matter from the filter, and high pressure gas is injected from above the conveyed filter downstream of the cleaning liquid injection position. In addition, there is provided a filter cleaning method in which the filter is vibrated from the lower side of the filter by another vibrating body at the high-pressure gas injection position and the foreign matter separated from the filter is pushed out of the filter.
以上のように、本発明に係るフィルタ洗浄装置及びフィルタ洗浄方法によれば、洗浄液を噴射する際にフィルタを振動させることで、繊維が網目状に絡み合った濾材の繊維を振動させ、繊維の表面に付着したサブμmの微小異物と繊維が接触した界面部に洗浄液を浸入させてサブμmの微小異物の付着力を低下させ、サブμmの微小異物を繊維から剥離させることができる。さらに、洗浄液の噴射位置の下流でフィルタを振動させながら高圧ガスを噴射することで、繊維表面を流れる高圧ガスに乱流を生じさせて繊維表面近傍における高圧ガスによる気体の流れが遅くなることを防ぎ、剥離したサブμmの微小異物を洗浄液とともにフィルタから押し出すことが出来る。 As described above, according to the filter cleaning device and the filter cleaning method according to the present invention, the filter is vibrated when the cleaning liquid is sprayed to vibrate the fibers of the filter medium in which the fibers are entangled in a mesh shape, and the surface of the fibers. The sub-μm minute foreign matter can be peeled from the fiber by reducing the adhesion of the sub-μm minute foreign matter by infiltrating the cleaning liquid into the interface portion where the sub-μm fine foreign matter adhered to the fiber contacts the fiber. Furthermore, by jetting the high-pressure gas while vibrating the filter downstream of the cleaning liquid jet position, turbulence is generated in the high-pressure gas flowing on the fiber surface, and the gas flow due to the high-pressure gas near the fiber surface is slowed down. It is possible to prevent and exfoliate the sub-μm minute foreign matter from the filter together with the cleaning liquid.
そして、各噴射位置に対向して振動体が設置されていることにより、振動体が振動するときに、同じ位置での噴射洗浄液及び噴射高圧ガスによってフィルタを振動体に押し付ける形になるので、振動力を確実に伝えることができる。
従って、直径が1μm以上の異物のみでなく、繊維表面に付着したサブμmの微小異物についてもフィルタの濾材内部まで効果的に洗浄でき、高性能でコンパクトなフィルタ洗浄を実現することができる。
Since the vibrating body is installed opposite to each injection position, when the vibrating body vibrates, the filter is pressed against the vibrating body by the jet cleaning liquid and the jet high pressure gas at the same position. I can tell you the power.
Therefore, not only foreign matters having a diameter of 1 μm or more, but also sub-μm fine foreign matters adhering to the fiber surface can be effectively cleaned up to the inside of the filter medium, and high-performance and compact filter cleaning can be realized.
以下、本発明に係るフィルタ洗浄装置とフィルタ洗浄方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、フィルタ洗浄装置を中心として説明するが、フィルタ洗浄方法についても、フィルタ洗浄装置において同時に説明される。 Hereinafter, a filter cleaning apparatus and a filter cleaning method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Although the filter cleaning apparatus will be mainly described, the filter cleaning method is also described in the filter cleaning apparatus at the same time.
実施の形態1.
図1は、フィルタ洗浄装置1の一つの実施形態を示しており、本実施形態では、フィルタ2は、化学繊維を主体とした多孔質の不織布等で構成される濾材を用いた空調用フィルタであり、中性能或いは高性能な空調用フィルタである。このフィルタ2は、例えば、建物の空気調和機等の空気取入口に取り付けられ、吸入された空気に含まれる塵埃等の異物を捕集して空気を濾過する。
FIG. 1 shows one embodiment of a
従って、このフィルタ2は、塵埃等の異物が付着し空気を濾過する能力が低下するため、一定期間毎にフィルタ2を空気取入口から外して洗浄しなければならない。この濾材を用いたフィルタ2の厚みは、約10mm〜約500mmの範囲であり、その網目状構造により空気中の微細な粉塵や油成分等までも捕集する。
Accordingly, since the
図2は、フィルタ2の内部構造を示す図である。フィルタ2の内部には繊維を網目状に絡み合わせた濾材3がプリーツ形状に折り畳まれ、フィルタ枠4の内部に取り付けられている。濾材3をプリーツ形状に折り畳むことにより、フィルタ2に設置した濾材3の表面積を高め、異物の捕集量を増やすことができ、以て使用期間を長くすることが出来る。濾材3に使用される繊維径はフィルタ2の種類によって異なるが、数μmから20μmである。フィルタ2は、濾材3がフィルタ枠4に接着されたものや、濾材3がフィルタ枠4から着脱可能なものもある。フィルタ洗浄装置1では、フィルタ2として、フィルタ枠4に濾材3が取り付けられたもの、又はフィルタ枠4から取り外された濾材3のみのもののいずれも洗浄可能である。
FIG. 2 is a diagram showing the internal structure of the
図1に示したフィルタ洗浄装置1は、フィルタ2を移送するフィルタ搬送部としてのローラコンベア5、このローラコンベア5の搬送面上のフィルタ2に上方から洗浄液6aを噴射する複数の洗浄液噴射ノズル7a、ローラコンベア5の搬送面上のフィルタ2に、洗浄液噴射ノズル7aの下流側で高圧ガス8のみを噴射する複数の高圧ガス噴射ノズル9、並びに洗浄液噴射ノズル7a及び高圧ガス噴射ノズル9にそれぞれ対向した搬送路位置においてローラコンベア5のローラ間に設置された第1及び第2の振動体としての振動板10a及び10b、振動板10aと振動機11aとを連結する振動棒12a、並びに振動板10bと振動機11bとを連結する振動棒12bで構成される。なお、洗浄液噴射ノズル7a及び高圧ガス噴射ノズル9は図示の例ではそれぞれ1個で複数個を代表して示している。
A
また、ローラコンベア5の下側にも洗浄液6bを噴射する洗浄液噴射ノズル7bが設けられているが、これらは必須のものではなく、洗浄液6aを噴射する洗浄液噴射ノズル7aがあれば十分である。
なお、以下、符号6a,6bは符号6で総称し、符号7a,7bは符号7で総称し、符号10a,10bは符号10で総称し、符号11a,11bは符号11で総称し、符号12a,12bは符号12で総称することがある。
A cleaning
Hereinafter,
また、フィルタ洗浄装置1において、ローラコンベア5を上方から見たときの図3において、洗浄液噴射ノズル7は、矢印のフィルタ搬送方向に対して垂直な方向に列状に配置された洗浄液噴射ノズル群13を形成する。また、高圧ガス噴射ノズル9も、フィルタ搬送方向に対して垂直な方向に列状に配置された高圧ガス噴射ノズル群14を形成する。なお、洗浄液噴射ノズル群13及び高圧ガス噴射ノズル群14は、それぞれ、洗浄液噴射ノズル7及び高圧ガス噴射ノズル9で総称することがある。
Further, in FIG. 3 when the
後述するように、本発明に係るフィルタ洗浄装置1は、洗浄されるフィルタ2がコンベア5で移送され、洗浄液噴射ノズル群13により洗浄液6がフィルタ2に噴射され、その下流側で高圧ガス噴射ノズル群14により高圧ガス8のみがフィルタ2に噴射されることで、フィルタ2の濾材3に捕集された1μm以上の異物を濾材3の内部まで効果的に洗浄し、繊維表面から剥離した異物だけではなく繊維間に捕集された異物を押し出すことが可能となる。
As will be described later, in the
このとき、洗浄液噴射ノズル群13から洗浄液6をフィルタ2の上面に噴射する際に振動板10aによってフィルタ2を下から振動させ、高圧ガス噴射ノズル群14から高圧ガス8を噴射する際に振動板10bによりフィルタ2を下から振動させることで、濾材3の繊維に付着したサブμmの微小異物を剥離させ、高圧ガスで押し出すことができる。フィルタ2に噴射する高圧ガスの速度は、約50m/sから約300m/sの範囲が好ましい。
At this time, when the cleaning
洗浄液噴射ノズル7aによってフィルタ2に噴射される洗浄液6aは、洗浄液タンク(図示せず)から洗浄液ポンプ15を使い洗浄液配管16を通して送られる。高圧ガス噴射ノズル9によってフィルタ2に噴射される高圧ガス8は、圧縮機(図示せず)やボンベ(図示せず)から供給され、高圧ガス噴射ノズル9に接続されたガス配管17の途中に開閉バルブ18を設けて、開閉バルブ18を動作させることでフィルタ2への高圧ガスの噴射と停止を行うことが出来る。
The cleaning liquid 6a sprayed to the
次に、図1に示したフィルタ洗浄装置1を用いてフィルタ2を洗浄する工程について説明する。
ローラコンベア5に乗せられたフィルタ2は、ローラコンベア5のローラが回転することによってフィルタ洗浄装置1の内部を搬送される。フィルタ2が洗浄液噴射ノズル7aに接近すると、フィルタ位置検知センサ19aによってフィルタ2の到達が検知される。フィルタ位置検知センサ19aとしては、光を用いたセンサや接触によって検知するセンサ等を用いることができる。
Next, the process of cleaning the
The
フィルタ位置検知センサ19aは、フィルタ2を検知すると、検知信号(図示せず)が、洗浄液ポンプ15と振動機11aに送られる。これにより、洗浄液噴射ノズル7aから洗浄液6aがフィルタ2に噴射されるとともに、振動機11aが、洗浄液噴射ノズル7a側の振動板10aを振動棒12aにより振動させる。
When the filter
振動板10aの振動によってフィルタ2のフィルタ枠4又は濾材3が振動する。振動板10aの振幅や周波数は振動機11a、又は振動板10aと振動機11aを連結する振動棒12aを調節することによって変化させることができる。
また、図1において振動板10aの形状は上に凸の湾曲した形状となっている。これは、ローラコンベア5によって搬送されるフィルタ2が、振動板10aによって進行を阻害されることを防止するためである。
The
Further, in FIG. 1, the shape of the
振動板10aの形状は、ローラコンベア5によるフィルタ2の移動を阻害しない形状であればどのようなものでもよく、例えば上に凸となるような構造の場合には、後述するように、振動板10aによるフィルタ2を構成する濾材3の振動には、振動板10aの振幅と振動数が大きく寄与する。フィルタ2を構成する濾材3を全体的に振動させるためには、振動板10aの振幅を0.1mmから10mmまでの範囲に設定し、振動板10aの振動数を5Hzから500Hzの範囲に設定する。
The shape of the
振動板10aによって振動したフィルタ2に洗浄液噴射ノズル7aから洗浄液6aを噴射すると、フィルタ2を構成する濾材3も振動するため、振動を行わない場合に比べて洗浄液6aが濾材3の内部まで浸透し易くなる。
これにより、濾材3を形成する網目状に絡み合った繊維の表面及び繊維の網目内部まで洗浄液6aが染み込む。濾材3が振動している場合、濾材3を形成している繊維も振動しており繊維表面に付着した洗浄液6aも振動する。
When the cleaning liquid 6a is sprayed from the cleaning
As a result, the cleaning liquid 6a soaks into the surface of the fibers intertwined in the mesh form forming the
表面における洗浄液6aの振動により、繊維表面に付着したサブμmの微小異物の周囲の空気層が洗浄液6aによって押し出され、サブμmの微小異物が洗浄液によって覆われる。また、洗浄液6a及び繊維の振動により洗浄液6aはサブμmの微小異物と繊維が接触している部分にも浸透する。これにより、サブμmの微小異物が洗浄液6aによる化学的な作用によって繊維表面から剥離される。 Due to the vibration of the cleaning liquid 6a on the surface, the air layer around the sub-μm minute foreign matter adhering to the fiber surface is pushed out by the cleaning liquid 6a, and the sub-μm minute foreign matter is covered with the cleaning liquid. Further, due to vibration of the cleaning liquid 6a and the fiber, the cleaning liquid 6a penetrates into a portion where the fine foreign substance of sub-μm is in contact with the fiber. Thereby, the sub-micrometer minute foreign matter is peeled off from the fiber surface by the chemical action of the cleaning liquid 6a.
フィルタ2はローラコンベア5によってさらに下流側に搬送され、ローラコンベア5の下面側から洗浄液噴射ノズル7bを通して洗浄液6bが噴射される。フィルタ2の下面側から噴射された洗浄液6bは、フィルタ2の下面及び下面側の濾材内部に浸入し濾材が洗浄液で浸される。これにより、フィルタ下面側表面及びフィルタ下面側近傍の濾材における繊維又は繊維間に捕捉された異物を剥離させることができる。
The
ローラコンベア5によって下流側に搬送されたフィルタ2は、さらに、高圧ガス噴射ノズル9の近傍に設置されたフィルタ位置検知センサ19bによって検知され、このフィルタ位置検知センサ19bからの検知信号(図示せず)によって開閉バルブ18が開き、高圧ガス噴射ノズル9から高圧ガス8が噴射される。
The
また、振動板10bが振動機11bによって駆動され、振動板10bが振動棒12bを介して振動する。フィルタ2が振動板10bによって振動されることで、フィルタ2を構成する濾材3も振動する。また、濾材3を形成する網目状に絡み合った繊維も振動する。濾材3が振動する状態で高圧ガス8が噴射されると、高圧ガス8の進路が、振動する繊維によって乱されるため繊維表面で乱流が生じ、繊維の表面に高圧ガス8が当たる気体の流れが生じる。
In addition, the
これにより、繊維表面に付着し洗浄液6によって剥離したサブμmの微小異物にも乱流によって高圧ガス8が当たり、繊維表面のサブμmの微小異物が高圧ガス8によって押し出される。また、このフィルタ2を振動させて洗浄液6と高圧ガス8を噴射するフィルタ洗浄装置1においては、1μm以上の異物に対しても洗浄効果が高まるため、洗浄に使用する洗浄液の量を減らすことができるという効果も生じる。
As a result, the sub-μm minute foreign matter attached to the fiber surface and peeled off by the cleaning
次に、洗浄液噴射ノズル7又は高圧ガス噴射ノズル9の直下に設置した振動板10による振動がフィルタ2の内部に配置された濾材3を振動させるとともに濾材3を形成する繊維同士を振動させる過程について説明する。
Next, the process of vibrating the
図4は、洗浄液噴射ノズル7から洗浄液6を噴射する工程において、振動板10とローラ5を使ってフィルタ2を振動させた場合のフィルタ2の振動の違いを示す図である。上記の特許文献2や特許文献3に示された振動は、図4(1)においてローラ5を連結するローラ連結部材20を振動させることで搬送系を振動させることに相当する。この方法でフィルタ2を振動させると、振動数が低い場合、フィルタ2の全体が搬送系と同じ上下動をするため、フィルタ2の内部に設置された濾材3とこの濾材3を形成する繊維自体は振動していない。
FIG. 4 is a diagram illustrating the difference in vibration of the
濾材3に微細な振動を加えるため、ローラ連結部材20の振動数を振動機11によって調整して振動数を高めると、慣性力によりフィルタ2がローラコンベア5から離れてしまい、振動機11からローラ連結部材20に加えた振動がフィルタ2に伝わらなくなる。
In order to apply fine vibrations to the
一方、図4(2)に示す本発明のように、洗浄液噴射ノズル7の直下に設置された振動板10を用いてフィルタ2に振動を加える場合、振動数が低いとフィルタ2は全体が振動板10と同じ上下動をする。振動機11の振動数を高めると慣性力によってフィルタ2が振動板10から離れようとする。この時、洗浄液噴射ノズル7から洗浄液6がフィルタ2に噴射されると、洗浄液6によってフィルタ2を振動板10に押し付ける力が働く。これにより、フィルタ2が振動板10から離れることなく、振動板10と同じ振動数でフィルタ2を振動させることができる。
On the other hand, when the vibration is applied to the
上記の特許文献2や特許文献3に示された搬送系を振動させる方法においても、被洗浄物に噴射する洗浄液や高圧ガスによって被洗浄物を押し戻す力は働くが、洗浄液や高圧ガスによって被洗浄物を押し戻す力は、搬送系を振動させる力よりも弱くなるため、振動数を高くすると搬送系の振動が被洗浄物に伝わらなくなる。また、上記の特許文献2や特許文献3には、洗浄液や高圧ガスによって被洗浄物を押し付ける効果についての記載はない。
Even in the method of vibrating the conveyance system shown in
ここで、図4(2)に示した実施例における振動板10の高さ位置を調整する場合について、以下に説明する。
図5は、高さ調節機構30を用いて振動板10の高さ位置を調節する場合のフィルタ搬送工程を部分的に示している。
Here, the case where the height position of the
FIG. 5 partially shows a filter transporting process in the case where the height position of the
図5(1)は、高さ調節機構30によって、振動板10が最高位置(図5の実線円弧部分で示された振動板の位置)と最低位置(図5の点線円弧部分で示された振動板の位置)との間を上下振動し、最低位置における振動板10の高さ位置がローラコンベア5の搬送面よりも常に高い場合の配置例を示している。なお、この高さ調節機構30は、振動板10a,10bと振動機11a,11bとの間にそれぞれ設けられる。
In FIG. 5A, the
図示のように、振動板10の最低位置がローラコンベア5の搬送面よりも高い場合、フィルタ2は、振動板10に乗り上げて左上がりの状態となり、振動板10と1本のローラコンベア5だけで支持される形となる。このように支持されているフィルタ2は、ローラコンベア5の回転によって搬送される力が弱くなるため、搬送されなくなる。
従って、このような振動板10の搬送状態は不適切であり、振動板10の高さ位置も不適切である。
As shown in the figure, when the lowest position of the
Therefore, such a conveyance state of the
一方、図5(2)は、高さ調節機構30を用いて、振動板10の最低位置がローラコンベア5の搬送面よりも常に低くなるように調整した場合の配置例を示す。このように振動板10の最低位置がローラコンベア5の搬送面よりも低い状態では、フィルタ2と振動板10が離れるので、複数本のローラコンベア5とフィルタ2とが接触する。従って、フィルタ2に対するローラコンベア5による搬送力が強くなり、フィルタ2はローラコンベア5の搬送面上を良好に搬送される。
On the other hand, FIG. 5B shows an arrangement example when the
このような搬送力があるため、振動板10が最高位置になってフィルタ2が左上がりになっても慣性力により搬送を続けることが可能となる。
従って、振動板10は、このような高さに設定されることが好ましい。
Because of such a conveyance force, even if the
Therefore, the
図6は、振動板10に結合された振動棒31と、振動機11に接続された振動棒32とを用いて振動板10の高さ位置を調整する場合の例を示している。
図6では、振動機11に接続された振動棒32の端に、スリット33を設けた円筒状継手34を取り付けている。振動板10に結合した振動棒31は、振動棒32に取り付けた円筒状継手34に差し込まれ、固定ネジ35によって円筒状継手34に固定されている。
FIG. 6 shows an example in which the height position of the
In FIG. 6, a cylindrical joint 34 provided with a
図6には示していないが、振動棒31には固定ネジ35を貫通させるネジ穴が設けられており、スリット33とネジ穴を通して固定ネジ35を締め付けることで、振動棒31と円筒状継手34を固定することができる。この構成によると、円筒状継手34に差し込む振動棒31の長さを変えることで、振動板10の高さを調整することができる。
Although not shown in FIG. 6, the vibrating
なお、振動板10の高さを変更する手段は図6に示した構成に限らず、例えば振動棒32を長さや形状の異なる別の振動棒に変えることで調節することもできる。
The means for changing the height of the
そして、高さ調節機構30によって設定される振動板10の最低位置がローラコンベア5の搬送面よりも低くなるように調節するとともに、振動板10の最高位置は、振動機11によって振動する場合、ローラコンベア5の搬送面よりも高くなるように、すなわち図5に示した振動板10の振幅Wが得られるように、振動機11の上下振幅を調節する。
And when adjusting the lowest position of the
このように調整された振動板10は、ローラコンベア5の搬送面を横切って上下に振動する。振動板10がローラコンベア5の搬送面に対して下側になることでフィルタ2が複数本のローラコンベア5と接触して搬送されるため、洗浄時・高圧ガス噴射時にフィルタ2が振動板10の上にあっても、フィルタ2はローラコンベア5によって搬送面上を良好に搬送されることとなる。
The
振動板10によって振動されたフィルタ2の振動数が高くなると、フィルタ2の内部に設置された濾材3を形成する繊維が相互に振動する。
図7を用いて濾材3を形成する繊維が振動数によって振動が変化する過程を説明する。図7では、繊維を伸縮性のあるバネとして簡略化し、そのバネ同士が縦横に配置されているものとする。
When the frequency of the
The process in which the vibration of the fibers forming the
図7(1)において、振動前が振動を加えない状態の繊維の状態を示す。バネによって簡略化された繊維は、いずれも縦横に整列している。図示のように縦横に並べられたバネを囲むラインが濾材を表している。 In FIG. 7 (1), the state of the fiber in a state where no vibration is applied before the vibration is shown. All the fibers simplified by the spring are aligned vertically and horizontally. Lines surrounding the springs arranged vertically and horizontally as shown in the figure represent the filter medium.
また、図7(2)において、両端矢印が振動幅を示している。振動数が低い場合、振動とともに濾材全体が上下に動くため、繊維を表すバネは相互の位置を保ちながら動く。この状態では、繊維表面に付着したサブμmの微小異物や洗浄液も繊維とともに動くため洗浄液によるサブμm微小異物と繊維界面への洗浄液の浸入は促進されない。また、高圧ガスによる繊維表面の流れも定常流になる。振動数が高くなると一体となって上下に動いていた繊維が、次第にバラバラに動くようになる。これは、濾材を形成する繊維の長さや、繊維同士を接続している箇所の位置が一定ではないことから生じる。 In FIG. 7 (2), double-ended arrows indicate the vibration width. When the frequency is low, the entire filter medium moves up and down along with the vibration, so the springs representing the fibers move while maintaining the mutual position. In this state, since the sub-μm minute foreign matter and the cleaning liquid adhering to the fiber surface also move with the fiber, the penetration of the cleaning liquid into the sub-μm foreign matter and the fiber interface by the cleaning liquid is not promoted. Further, the flow on the fiber surface by the high-pressure gas also becomes a steady flow. As the frequency increases, the fibers that have moved up and down together will gradually move apart. This occurs because the length of the fibers forming the filter medium and the position of the location where the fibers are connected are not constant.
図7(3)においては、繊維が相互に振動する振動数領域が示されており、バネの長さがばらばらになっている。さらに振動数を高めると繊維の移動が振動数に追随できなくなるため、振動を加えている箇所だけが振動し、その振動が周囲に伝搬しなくなる。 In FIG. 7 (3), frequency regions where the fibers vibrate with each other are shown, and the lengths of the springs are varied. When the vibration frequency is further increased, the movement of the fiber cannot follow the vibration frequency, so that only the portion where the vibration is applied vibrates and the vibration does not propagate to the surroundings.
さらに、図7(4)において、高振動数領域が相当する。
図1の振動板10によってフィルタ2を振動させる場合、振動数が5Hzまでは図7(2)の低振動領域に相当し、振動数が5Hz以上1000Hzまでが図7(3)の繊維が相互に振動する振動数領域に相当する。振動数が1000Hzを超えると図7(4)に示した高振動数領域になり、振動板10によってフィルタ2に加えた振動が濾材3の全体に伝わらなくなる。
Further, in FIG. 7 (4), a high frequency region corresponds.
When the
振動板10によってフィルタ2に加わる力は、振動数と振動の振幅に依存する。このため、振動数と振動の振幅を同時に大きくすると、フィルタ2を振動させる力が洗浄液噴射ノズル7によって噴射される洗浄液6によってフィルタ2を押し付ける力や、高圧ガス噴射ノズル9から噴射される高圧ガス8によってフィルタ2を押し付ける力よりも高くなるためフィルタ2が振動板10を離れてしまう。これを防止するためには、振動板10の振動の振幅を0.1mmから20mmの範囲内に設定する必要がある。
The force applied to the
フィルタ2のサイズや形状によって濾材3を構成する繊維を相互に振動させる振動板10の振動数や振幅は異なるが、振動数は5Hzから1000Hzの間、最適には10Hzから500Hzの間に設定する。また、振動板10の振動の振幅は、0.1mmから20mmの範囲で、最適には0.5mmから10mmの範囲に設定する。
The frequency and amplitude of the
図8は、縦610mm、横610mm、及び厚さ30mmの中性能フィルタを洗浄した結果である。振動数100Hz、振幅1mmで振動させながら、洗浄液噴射ノズルによる洗浄液と高圧ガス噴射ノズルによる高圧ガスで洗浄した後、濾材の一部を切断して濾材の白色度を測定した結果である。 FIG. 8 shows the results of cleaning a medium performance filter of 610 mm in length, 610 mm in width, and 30 mm in thickness. This is a result of measuring the whiteness of the filter medium by cutting a part of the filter medium after washing with the cleaning liquid by the cleaning liquid injection nozzle and the high-pressure gas by the high-pressure gas injection nozzle while vibrating at a vibration frequency of 100 Hz and an amplitude of 1 mm.
白色度測定には分光光度計を使用し、白色度をL値として求めた。白色度を示すL値は0から100までの数値であり、測定物が黒いほど0に近くなり、白くなるほど100に近づく。図8(1)に示す、洗浄前は濾材の白色度(L値)が20であったが、同図(2)に示す、振動を加えて洗浄した場合は白色度が45に上昇した。また、同図(3)に示す、振動を加えなかった場合も白色度が35に上昇した。振動を加えなかった場合に比べ、振動を加えると白色度は約10高くなった。振動により洗浄効果が上がることが示された。 A spectrophotometer was used for the whiteness measurement, and the whiteness was determined as an L value. The L value indicating the whiteness is a numerical value from 0 to 100, and approaches 0 when the measurement object is black, and approaches 100 as the measurement object becomes white. The whiteness (L value) of the filter medium before washing as shown in FIG. 8 (1) was 20, but when washed by applying vibration as shown in FIG. 8 (2), the whiteness increased to 45. In addition, the whiteness increased to 35 when no vibration was applied as shown in FIG. Compared to the case where no vibration was applied, the whiteness increased by about 10 when the vibration was applied. It was shown that the cleaning effect is improved by vibration.
実施の形態2.
図9は、本発明に係るフィルタ洗浄装置1の実施形態2を説明する装置の要部を示しており、図1に示したいくつかの構成要素が省略されている。図9では、振動体として、図1に示された振動板10a,10bの代わりに振動ローラ21a,21bが設置されている。また、振動ローラ21a,21bの中心には心棒22a,22bが通されており、心棒22a,22bは振動棒12a,12bによってそれぞれ振動機11a,11bと繋がっている。振動ローラ21a,21bは、心棒22a,22bを中心として自由に回転する構造となっている。振動ローラ21a,21bは、洗浄液噴射ノズル7の並び、及び高圧ガス噴射ノズル9の並びと一致するようにフィルタ2の進行方向に対して垂直な方向へ配置されている。
FIG. 9 shows a main part of an apparatus for explaining
図9に示す構成によると、ローラコンベア5によって搬送されるフィルタ2は振動ローラ21a,21bによって振動される。その際、振動ローラ21a,21bが心棒22a,22bを中心として自由に回転するため、振動ローラ21a,21bの上をフィルタ2が移動する際も振動ローラ21a,21bはフィルタ2と同じ進行速度で回転する。
これにより、フィルタ2は振動ローラ21a,21bによって進行を妨げられることがなくなる。図9では心棒22a,22bを中心にして自由に回転する振動ローラ21a,21bを示したが、振動ローラ21a,21bの代わりに複数のリングを取り付けた構造であってもよい。
According to the configuration shown in FIG. 9, the
As a result, the
なお、この実施の形態2においても、振動ローラ21a,21bと振動機11との間に、図5及び6に示した高さ調整機構30を設けることができる。
Also in the second embodiment, the
1 フィルタ洗浄装置;2 フィルタ;3 濾材;4 フィルタ枠;5 ローラコンベア;6,6a,6b 洗浄液;7,7a,7b 洗浄液噴射ノズル;8 高圧ガス;9 高圧ガス噴射ノズル;10,10a,10b 振動板;11,11a,11b 振動機;12,12a,12b 振動棒;13 洗浄液噴射ノズル群;14 高圧ガス噴射ノズル群;15 洗浄液ポンプ;16 洗浄液配管;17 ガス配管;18 開閉バルブ;19a,19b フィルタ位置検知センサ;20 ローラ連結部材;21a,21b 振動ローラ;22a,22b 心棒;30 高さ調節機構;31 振動板に接続した振動棒;
32 振動機に接続した振動棒;33 スリット;34 円筒状継手;35 固定ネジ。
DESCRIPTION OF
32 Vibrating rod connected to vibrator; 33 slit; 34 cylindrical joint; 35 fixing screw.
Claims (10)
前記フィルタ搬送部の上方から前記フィルタに洗浄液を散布して前記フィルタから前記異物を剥離させる上部洗浄液噴射ノズルと、
前記上部洗浄液噴射ノズルの搬送方向下流側において前記フィルタ搬送部の上方から高圧ガスを噴射して前記繊維から剥離した前記異物を前記フィルタの外部に押し出す高圧ガス噴射ノズルと、
前記上部洗浄液噴射ノズル及び前記高圧ガス噴射ノズルの噴射位置にそれぞれ対向した前記フィルタ搬送部の位置において前記フィルタを振動させる第1及び第2の振動体と、
前記第1及び第2の振動体に振動を加える振動機とを備えた
フィルタ洗浄装置。 A filter transport unit that transports a filter that collects foreign matter on a filter medium in which fibers are entangled in a mesh;
An upper cleaning liquid spray nozzle that sprays cleaning liquid on the filter from above the filter transport section and separates the foreign matter from the filter;
A high-pressure gas injection nozzle that injects high-pressure gas from above the filter transport unit on the downstream side in the transport direction of the upper cleaning liquid spray nozzle and pushes the foreign matter separated from the fiber out of the filter;
First and second vibrating bodies that vibrate the filter at the position of the filter transport section respectively facing the injection positions of the upper cleaning liquid injection nozzle and the high-pressure gas injection nozzle;
A filter cleaning apparatus comprising: a vibrator for applying vibration to the first and second vibrating bodies.
請求項1に記載のフィルタ洗浄装置。 The filter conveying unit is a roller conveyor, and the vibrating body is a diaphragm that extends upward from the lower side of the roller conveyor and forms a convex portion on the upper side. Filter cleaning equipment.
請求項1又は2のフィルタ洗浄装置。 3. The filter cleaning device according to claim 1, wherein a frequency of the vibrating body by the vibrator is 5 Hz to 1000 Hz, and an amplitude of the vibrating body is 0.1 mm to 20 mm.
請求項1から3のいずれか一項に記載のフィルタ洗浄装置。 A height adjusting mechanism for changing the height position of the first and second vibrating bodies up and down with respect to a filter carrying surface on the filter carrying unit on which the filter moves, the first and second vibrating bodies The filter cleaning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the filter cleaning device is provided between the filter and the vibrator.
請求項4に記載のフィルタ洗浄装置。 The filter cleaning apparatus according to claim 4, wherein the height adjusting mechanism is adjusted so that a lowest position of the vibrating body vibrates across the filter transport surface.
請求項1に記載のフィルタ洗浄装置。 The lower cleaning liquid spray nozzle that spreads the cleaning liquid on the filter from below the filter transport unit and separates the foreign matter from the filter is installed by being shifted from the upper cleaning liquid spray nozzle by a set interval. Filter cleaning equipment.
請求項1から5のいずれか一項に記載のフィルタ洗浄装置。 The filter cleaning apparatus according to claim 1, wherein the vibrating body is a vibrating roller.
前記搬送されるフィルタの上方から前記フィルタに洗浄液を噴射させるとともに前記洗浄液の噴射位置において前記フィルタの下方から前記フィルタを振動体により振動させて前記フィルタから前記異物を剥離させ、
前記洗浄液の噴射位置の下流で、前記搬送されるフィルタの上方から高圧ガスを噴射させるとともに前記高圧ガスの噴射位置において前記フィルタの下方から前記フィルタを別の振動体により振動させて前記フィルタから前記剥離させた前記異物を前記フィルタの外部に押し出す
フィルタ洗浄方法。 A filter that collects foreign matters is transported to a filter medium in which fibers are entangled in a mesh shape.
The cleaning liquid is sprayed onto the filter from above the transported filter and the filter is vibrated by a vibrating body from below the filter at the cleaning liquid spraying position to separate the foreign matter from the filter.
The high pressure gas is injected from above the transported filter downstream of the cleaning liquid injection position, and the filter is vibrated by another vibrating body from below the filter at the high pressure gas injection position from the filter. A filter cleaning method for extruding the separated foreign matter to the outside of the filter.
請求項8に記載のフィルタ洗浄方法。 The filter cleaning method according to claim 8, wherein a frequency of the vibration is 5 Hz to 1000 Hz, and an amplitude of the vibration is 0.1 mm to 20 mm.
請求項8に記載のフィルタ洗浄方法。 The filter cleaning method according to claim 8, wherein the cleaning liquid is sprayed on the filter from below the filter at a position shifted by a set interval from the ejection of the cleaning liquid, and the foreign matter is separated from the filter.
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