JP2017064702A

JP2017064702A - エアフィルタ

Info

Publication number: JP2017064702A
Application number: JP2016186429A
Authority: JP
Inventors: 一郎上坂; Ichiro Kamisaka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2017-04-06

Abstract

【課題】ビルや工場の空調に用いられる空気調和機などに組み込まれて使用されるフィルタの圧力損失を低下させることを目的とする。【解決手段】不織布をプリーツ加工して形成したフィルタ素子を有したエアフィルタにおいて、フィルタ素子は、複数のプリーツにより構成されエアフィルタを流れる空気の流れに垂直な平面部と、平面部の両端から当該平面部の外側に広がる斜面部とを備えたエアフィルタとしたので、斜面部４を通過し、衝突する空気流を、平面部５を通過した空気流によって整流でき、圧力損失の増大を抑えることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ビルや工場の空調に用いられる空気調和機などに組み込まれて使用されるエアフィルタに関するものである。

従来、この種のエアフィルタは、プリーツ折りされた不織布を用いたものが知られている。特許文献１においては、使用される不織布の面積をさらに大きくするために、プリーツ折りされた不織布を１つのフィルタユニット１０１として、複数のフィルタユニット１０１をＶ字状に並べて１つのエアフィルタ１０２を構成している。

特開２００９−１５４１５０号公報

そして、特許文献１に記載されたエアフィルタ１０２においては、例えば図５に示すように、フィルタユニット１０１を構成する各プリーツの稜線（図５の紙面に対して垂直方向）が、空気の流れである空気流１０３に対し直交するように配置されている。このような構成によれば、エアフィルタ１０２を通過する空気は、例えば矢印１０４ａや矢印１０４ｂに示すように、フィルタユニット１０１の斜面部分において、各プリーツの斜面に沿うように曲げられることになる。そして、フィルタユニット１０１を通過した空気（矢印１０４ａ）は、隣接するフィルタユニット１０１を通過した空気（矢印１０４ｂ）と合流して下流側に流れる。

このとき、隣接したフィルタユニット１０１を通過した空気同士（矢印１０４ａと矢印１０４ｂ）が、ほぼ正面衝突することになるので、大きな抵抗が発生、すなわち、圧力損失が増加することになる。

そこで、本発明のエアフィルタは、不織布をプリーツ加工して形成したフィルタ素子を有したエアフィルタにおいて、前記フィルタ素子は、複数のプリーツにより構成され前記エアフィルタを流れる空気の流れに垂直な平面部と、前記平面部の両端から当該平面部の外側に広がる斜面部と、を備えたものである。

本発明に係るエアフィルタによれば、隣接する斜面部を通過する空気流同士の衝突による圧力損失を軽減することができる。

本発明の実施の形態１に係るフィルタの上方断面図。本発明の実施の形態１に係るフィルタの斜視図。本発明の実施の形態２に係るフィルタの上方断面図。本発明に係る変形例を示す斜視図。従来のフィルタの構成を示す断面図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。また、実施形態として記載されている、又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨でなく、単なる説明例にすぎない。下記複数の実施の形態は、矛盾しない範囲で組み合わせて実施することができる。

（実施の形態１）
最初に、図１及び図２を参照しながらエアフィルタ１の構成について説明する。なお図１は、エアフィルタ１の上方断面図、図２は、エアフィルタ１の斜視図である。ただし、理解に供するため、エアフィルタ１を空気の流れＡに平行な平面で切断して断面図としている。また便宜上、図１においてフィルタ素子２は２つの凹形状が接続した状態を示しているが、凹形状はいくつ連続してもかまわない。さらに図２においては、図１に示したエアフィルタ１の一部のみを示したものである。

図１に示すように、本実施の形態に係るエアフィルタ１は、フィルタ素子２と、フィルタ枠３とを備える。

フィルタ素子２は、不織布をプリーツ加工して形成される。フィルタ素子２は、不織布の長さに応じて伸張方向８に自由に長さを調節可能である。言い換えると、プリーツ加工によって形成される折り目の頂部である稜線９は、伸張方向８に対して垂直となる。フィルタ素子２は、空気の流れＡに垂直な平面部５と、当該平面部５の上流側端部５ａから下流側に向けて、平面部５の外側に広がる斜面部４を備えている。フィルタ素子２は、斜面部４が、当該斜面部４の下流側端部５ｂにおいて、隣接する斜面部４の下流側端部５ｂと接続している。なお、上流側、下流側とは前述の空気の流れＡを基準としている。

平面部５において、当該平面部５の上流側であって、プリーツ加工にて形成された複数のプリーツ山部１２を結んで構成されるプリーツ平面１３（図２における破線で囲まれた矩形部分）は、空気の流れに対して垂直となる。

平面部５及び斜面部４の稜線は、互いに平行である。このように構成することで、不織布の長さを長くさえすれば、フィルタ素子２を一体として形成できるため、製造が容易となり、かつ伸張方向の自由度が増す。そして斜面部４を構成するプリーツの稜線は、空気の流れＡに対して垂直に交差する。垂直に交差することで、風の流れが稜線にそって下流側に流れてしまうことがないため、斜面部４でもフィルタ機能を十分に果たすことができる。

フィルタ枠３は、フィルタ素子２の外郭を構成し、空気の流れＡに垂直であって上流側に位置する給気面１０と、当該給気面１０に対向する排気面１１とは開口となっている。フィルタ枠３を構成する方形のうち、給気面１０と排気面１１以外の４面は平板にて構成され、フィルタ素子２の移動を規制することでフィルタ素子２の形状維持を行う。

このようなエアフィルタ１において、斜面部４を構成するプリーツの稜線は、空気の流れＡに対して垂直に交差しているため、斜面部４を空気が通過する際、約９０°曲げられる。そして、通過した空気流Ｂ１と空気流Ｂ２は斜面部４通過時にはほぼ対向する。一方、平面部５を通過する空気流Ｃは、エアフィルタ１を通過する空気の流れ（空気流Ａ）に平行となっている。この空気流Ｂ１、空気流Ｂ２、空気流Ｃが合流して下流へと流れていく。ここで、空気流Ｃは、空気流Ｂ１と空気流Ｂ２が正面衝突するのに割って入る形で整流することになる。すなわち、空気流Ｃによって、平面部５の下流側の空気の流れをスムーズにすることによって、圧力損失の増大を抑えることになる。当然ながら平面部５の存在によって空気流Ｂ１と空気流Ｂ２の距離が離れるため、空気流Ｃの存在が無いと仮定してもこれらの衝突を緩和することができる。

なお、本実施の形態においては、フィルタ素子２を連続した不織布で構成しているが、プリーツ加工した不織布を平板状のフィルタユニットに加工し、このフィルタユニットを並べることによって構成してもよい。すなわち、斜面部４、平面部５をそれぞれ１枚以上のフィルタユニットで構成することによって、圧力損失の増大を抑えることができるエアフィルタとなる。また、上述の構成では、給気面１０上で空気の密度に斑が生じるためフィルタ素子２の汚れ度合いが異なる。このような場合であっても、フィルタユニットとして構成することで汚れの大きな箇所のみフィルタユニットを交換するといったことが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態について、図３を用いて説明する。本実施の形態のエアフィルタ１ｂは、実施の形態１のエアフィルタ１に対し、下流側となる下流側端部５ｂにも、平面部５と同一形状の平面部６を設けたものである。

このような構成による作用を説明する。

斜面部４および平面部５を通過し合成された空気流Ｄは、空気流Ｃによって整流されたとはいえ、フィルタ枠３から外部に排出された時点でいくらか乱れた状態となっている。そこで、平面部６を通過した空気流Ｅによって、さらに整流することにより、流れの乱れを軽減し、圧力損失の増大を抑えるものである。

また、実施の形態１における下流側端部５ｂでは、Ｖ字形状における鋭端にて空気の流れ（通過）が滞り、圧損になりやすい傾向がある。本実施の形態では、平面部６を設けることでこの圧損を軽減している。

（変形例）
実施の形態１においては、斜面部４に設けられた稜線９と、平面部５に設けられた稜線９とは平行であった。これに対して、図４に示すように、平面部５や平面部６を構成するプリーツの稜線１６を、斜面部４を構成する稜線９と垂直になるように構成してもよい。例えば実施の形態１において、平面部５の伸張方向８の長さを長くした場合、平面部５中央のプリーツに掛かる風圧が大きいと平面部５が変形する恐れがある。これに対して、稜線１６を稜線９と垂直にすることで、平面部５の中央部に掛かる風圧が増大しても、平面部５の強度が強くなるため、形状が十分に保たれる。これは下流側に設けた平面部６に対しても同じことが言える。

また、フィルタユニットは、長方形の箱型であると、図４に示すように、平面部５と斜面部４との接続、つまり上流側端部５ａや下流側端部５ｂに隙間１７を生じてしまう。よって、図２に示すように、平面部５は断面視にして台形１４とし、斜面部４は断面視にして四辺形１５することで、この隙間を埋めることができる。四辺形１５の四隅の角度は斜面部４と平面部５との角度によって決まるものであるためあえて限定はしないが、フィルタ枠３に効率よく収まる角度とするのが好ましい。また、上流側と下流側の双方で平面部５と平面部６とを設ける場合には、四辺形１５は平行四辺形とすることができる。

本発明にかかるエアフィルタは、圧力損失の増大を抑えるものであり、空気調和機に組み込まれて使用されるフィルタの１つとして好適である。

１，１ｂエアフィルタ
２フィルタ素子
３フィルタ枠
４斜面部
５，６平面部
５ａ上流側端部
５ｂ下流側端部
８伸張方向
９，１６稜線
１０給気面
１１排気面
１２プリーツ山部
１３プリーツ平面
１４台形
１５四辺形

Claims

不織布をプリーツ加工して形成したフィルタ素子を有したエアフィルタにおいて、
前記フィルタ素子は、
複数のプリーツにより構成され前記エアフィルタを流れる空気の流れに垂直な平面部と、
前記平面部の両端から当該平面部の外側に広がる斜面部と、を備えたエアフィルタ。
前記平面部を構成するプリーツの稜線は、
前記斜面部を構成するプリーツの稜線に対して垂直に設けた請求項１に記載のエアフィルタ。
前記平面部を構成するプリーツの稜線は、
前記斜面部を構成するプリーツの稜線と平行に設けた請求項１に記載のエアフィルタ。
前記斜面部を構成するプリーツの稜線は、
前記エアフィルタを流れる空気の流れに垂直に交差する請求項２または３に記載のエアフィルタ。
前記平面部は、
前記エアフィルタを流れる空気の流れの下流側に設けられた請求項１から４のいずれか記載のエアフィルタ。
前記平面部は、
前記エアフィルタを流れる空気の流れの上流側に設けられた請求項１から４のいずれか記載のエアフィルタ。
前記平面部は、
前記エアフィルタを流れる空気の流れの上流側と下流側とに設けられた請求項１から４のいずれか記載のエアフィルタ。
前記平面部は、
当該平面部において隣接する前記プリーツ加工にて形成されたプリーツ山部を結んだプリーツ平面が前記エアフィルタを流れる空気の流れに垂直である請求項１から７のいずれかに記載のエアフィルタ。
前記フィルタ素子は、
不織布をプリーツ加工して形成した平板状のフィルタユニットからなり、
前記斜面部及び前記平面部は、
それぞれ異なる前記フィルタユニットを複数個接続して構成された請求項１から８のいずれかに記載のエアフィルタ。