JP2019118845A - 細菌増殖警報器付き除菌フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】細菌が増殖するおそれがあることを圧縮空気圧回路の管理者に適切に教示することができる細菌増殖警報器付き除菌フィルタを提供する。【解決手段】細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１は、圧縮空気が一方向に流れる空気流路６と、該空気流路６を覆うフィルタ本体２と、該フィルタ本体２内に配されて空気流路６を上流側部分６ａと下流側部分６ｂとに仕切り、圧縮空気が通過できる網目形状を有するフィルタ体７と、上流側部分６ａに配されて圧縮空気に含まれている水分量を直接又は間接的な指標として計測する水分計測器８とを備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮空気圧回路に用いられる除菌フィルタに細菌の増殖警報器を備えた細菌増殖警報器付き除菌フィルタに関するものである。

圧縮空気圧回路を流れる圧縮空気は、エアコンプレッサ等の空気圧縮機から吐出される。圧縮空気が流れる配管は通常数百メートル配設されているため、外気温度が低いと徐々に配管内を流れる圧縮空気の温度も低下する。このときの温度低下により加圧によって減少した飽和水蒸気量がよりいっそう低下し、圧縮空気中に含まれる水分は凝結する。圧縮空気圧回路には適宜エアドライヤが配されて圧縮空気の温度が調整されているが、上述したように外気の影響により配管内での凝結水の発生を完全に防止することは困難である。

一方で、圧縮空気圧回路にはフィルタが配設されている（例えば特許文献１参照）。このフィルタはフィルタエレメントの網目の細かさによってプレフィルタや除菌フィルタと称されている。中でも、細菌をろ過可能な除菌フィルタは、フィルタエレメントの網目が細かいものとなっている。したがって、除菌フィルタの表面は、回路中において最も細菌数が多い場所となり得る。除菌フィルタのエレメントは例えば中空糸膜やフィルム等に延伸法を施して形成されているが、上述した凝結水がこの表面に付着すると、除菌フィルタでトラップされた細菌がエレメントの表面において増殖する原因となる。そうすると、エレメント表面に付着した細菌数は、トラップしたもの以上の数となり、目詰まりを加速させるなどして、除菌性能の低下や寿命の短期化をもたらす。なお、フィルタエレメントについて詳述すると、除菌フィルタの要部、すなわちエレメント（ろ材）は主としてポリエチレン（融点：９５℃〜１４０℃）やポリプロピレン（融点：１６５℃）といった樹脂によって多孔質膜を形成している。この多孔質膜は細孔部（高分子材料による架け橋構造）を有している。多孔質膜の製造方法としては、原料繊維や平膜を加熱状態で延伸させる方法や、溶媒に溶かした高分子溶液を水蒸気によって揮発させさらにその後乾燥させる方法がある。

一般に、圧縮空気には微生物が含まれないか、含まれていても通常大気に比して極少ないものであると考えられていた。なぜなら、圧縮空気の製造に際しては大気を２００℃程度まで空気圧縮機にて上昇させるため、製造の際の圧力と温度とで微生物は殺菌されていると思われていたためである。しかしながら空気圧縮機においては、大気の圧縮工程は殆ど瞬間的に行われ、直ちに冷却・除湿工程へと進んでいる。このような空気圧縮機での瞬間的な圧縮及び温度上昇では、芽胞となる細菌にはそもそも殺菌的な作用さえ及ぼさない。特に、芽胞となるディフィシル菌や枯草菌のような細菌は、上記凝結水の存在下で発芽しさらに増殖するおそれがある。

細菌が細胞分裂して増殖する要因としては、凝結水による雰囲気中の温度と湿潤度合いにもよる。温度については、人体に有害な細菌類は概ね３０℃〜３６℃位が増殖に最適である。圧縮空気圧回路は、除湿のため一度冷凍式エアドライヤで５℃若しくは１０℃に冷却されているが、回路末端に向けてでは周囲温に近づく。すなわち、圧縮空気の温度は、回路の場所によって露点温度に近づいたり、離れたり変動し得る。しかし、圧縮空気の温度が上昇しても湿潤度合いが減少（凝結水の発生や湿度の上昇をそれぞれ抑制）すれば、細菌の増殖を抑えることができる。したがって、このような細菌の増殖の可能性を有する回路状態について、特に、除菌フィルタ周囲の状況について、圧縮空気圧回路を使用中に回路の管理者が知れることは、該管理者などが回路の露点を下げて細菌の増殖を抑制する措置をとることもでき得るので有用である。

特開平６−３１５６１５号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、細菌が増殖するおそれがあることを圧縮空気圧回路の管理者に適切に教示することができる細菌増殖警報器付き除菌フィルタを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、圧縮空気が一方向に流れる空気流路と、該空気流路を覆うフィルタ本体と、該フィルタ本体内に配されて前記空気流路を上流側部分と下流側部分とに仕切り、前記圧縮空気が通過できる網目形状を有するフィルタ体と、前記上流側部分に配されて前記圧縮空気に含まれている水分量を直接又は間接的な指標として計測する水分計測器とを備えたことを特徴とする細菌増殖警報器付き除菌フィルタを提供する。

好ましくは、前記フィルタ本体は一方の端部が閉塞された略筒形状のボディ及び該ボディの開口端面側を塞ぐ蓋となるヘッドで形成され、前記フィルタ本体内には一方の端部が閉塞された略筒形状の前記フィルタ体が収容され、前記ヘッドには互いに隔絶されて前記ヘッドの側面から下面まで延びて貫通する貫通孔としての流入部及び流出部が形成され、前記流入部は前記フィルタ体の外側空間とのみ連通して前記上流側部分を形成し、前記流出部は前記フィルタ体の内側空間とのみ連通して前記下流側部分を形成していることを特徴としている。

好ましくは、前記水分計測器は、前記ヘッドに取り付けられていることを特徴としている。

好ましくは、前記ヘッドには前記流入部と連通する流入配管が取り付けられ、前記水分計測器は前記流入配管に取り付けられていることを特徴としている。

好ましくは、前記指標は前記圧縮空気の露点であることを特徴としている。

好ましくは、前記水分計測器はモイスチャーチェッカーであり、該モイスチャーチェッカーは前記露点の上昇又は下降が変色により目視確認可能であることを特徴としている。

好ましくは、前記指標は水分活性（ａｗ）であることを特徴としている。

本発明によれば、細菌が増殖する一因となっている圧縮空気内に存する水分量について、これを直接又は間接的な指標として計測する水分計測器を空気流路の上流部分に配するので、細菌がフィルタ体にトラップされる手前の段階の水分量を圧縮空気圧回路の管理者は知ることができる。このため、細菌がフィルタ体に付着した状態で分裂して増殖することを防止するための措置を取りやすくなる。

また、フィルタ本体をヘッドとボディで形成することで、従来用いられていたような除菌フィルタにも適用できる。特に、水分計測器をヘッドと一体となるようにヘッドに対して取り付ければ、装置全体としてコンパクトに形成でき、これによる圧縮空気圧回路のスペースの確保も最小限ですむようになる。また、ヘッドに水分計測器を取り付ければ流入部の水分量を直接計ることも可能となり、フィルタ体を通過する直前の圧縮空気の水分量を検知できるので効率がよい。水分計測器はヘッドに接続された流入配管に取り付けても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る細菌増殖警報器付き除菌フィルタの概略断面図である。 圧縮空気圧回路の概略図である。

図１に示すように、本発明に係る細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１は、フィルタ本体２を有し、このフィルタ本体２はヘッド３及びボディ４にて形成されている。ボディ４は一方の端部が閉塞された略筒形状であり、閉塞された一端はドレントラップ（不図示）と接続するための接続具５が取り付けられている。ボディ４の他端である開口端面側はヘッド３が嵌め込まれて塞がれている。いわば、ヘッド３はボディ４の蓋として機能している。このようなヘッド３及びボディ４で形成されたフィルタ本体２内に圧縮空気が一方向に流れる空気流路６が形成されている。すなわち、フィルタ本体２は空気流路６を覆っている。

フィルタ本体２（ボディ４）内にはフィルタ体７が配されている。このフィルタ体７は空気流路６を上流側部分６ａと下流側部分６ｂとに仕切り、圧縮空気が通過できる網目形状を有している。すなわち、圧縮空気は必ずフィルタ本体２内にてフィルタ体７を通過することになる。具体的にはフィルタ体７は一方の端部が閉塞された略筒形状に形成されていて、フィルタ本体２と同軸となる位置に収容されている。

ヘッド３には貫通孔としての流入部３ａ及び流出部３ｂが形成されている。これらの流入部３ａ及び流出部３ｂは互いに隔絶されていて、ヘッド３の側面から下面まで延びて貫通して形成されている。ヘッド３の下面に形成された開口端は流入部３ａの場合はヘッド３の下面の周縁近傍に、流出部３ｂの場合はヘッド３の下面の中心部分にそれぞれ位置している。したがって、流入部３ａはフィルタ体７の外側空間とのみ連通してこれらで上流側部分６ａを形成している。一方で流出部３ｂはフィルタ体７の内側空間とのみ連通してこれらで下流側部分６ｂを形成している。圧縮空気は、ヘッド３の流入部３ａからボディ４内のフィルタ体７の外側部分に向けて流れる（上流側部分６ａを流れる）。そして、フィルタ体７の外側から内側に向けて流れ、その際に細菌がトラップされる。そして圧縮空気はフィルタ体７の内側から上昇し、ヘッド３の流出部３ｂを通って外部に流出する（下流側部分６ｂを流れる）。

上流側部分６ａには、水分計測器８が配されている。この水分計測器８は、圧縮空気に含まれている水分量を直接又は間接的な指標として計測するものである。具体的には、水分計測器８はヘッド３に取り付けられていて、流入部３ａを流れる圧縮空気中の水分量を計測する。水分計測器８としては、例えばモイスチャーチェッカーを利用できる。このモイスチャーチェッカーはシリカゲルからなるビーズが充填されていて、このビーズは露点が上がると変色する。このため、管理者はモイスチャーチェッカーを目視することで露点の上昇、すなわち圧縮空気中に水分が出やすい状況を知ることができ、これが警報となって何らかの対策を講じることができる。したがって水分計測器８は細菌が増殖しやすいことを教示する警報器としての性質も有している。このようにモイスチャーチェッカーは目視によって容易に露点の上昇又は下降を確認することができるので、迅速に細菌増殖の指標を知ることができる。なお、回路における露点の上昇は、ドライヤー１２の性能低下が主因であるが、ドライヤー１２を接続していない回路では、空気圧縮機１０の吸入空気の湿度上昇による。

また、別の水分計測器８として、例えば露点計（電子的）を利用できる。この露点計は電気的に飽和水蒸気量を超える温度の情報や、相対湿度が１００％超えそうな温度の情報を示すことができる。また、露点計（電子的）は、所定露点以上となったことを電気・電子的に警報発報可能であり、回路全体を集中制御するような場合には利便である。

圧縮空気中の水分量を検知する指標として、水分活性（ａｗ）を演算して求めるような計測器を用いてもよい。水分活性は細菌や微生物の増殖についての指標にも用いられているので、細菌増殖を知る上では有用な情報と言えるからである。この水分活性は、細菌（微生物）が増殖できる水分の下限を示すものである。この水分活性は水分活性値として数字で表すことができ、細菌の種類によってその値は異なっている。一般的に、水分活性値を０．６０より低く抑えることができればどんな微生物の増殖も防ぐことができるといわれている。圧縮空気圧回路中で増殖する代表的な細菌としては枯草菌や黄色ブドウ球菌、あるいはペニシリウムやアスペルギルスである。このうち、最も低い水分活性値で増殖するのはペニシリウムとアスペルギルスであるため、これらが増殖可能な水分活性値よりも圧縮空気中の水分活性値が低ければ細菌の増殖はほぼなくせることができる。したがってこれらが増殖可能な水分活性値０．８０よりも低いことが好ましい。このように細菌の増殖に関連する水分活性を指標として着目することは、圧縮空気中の細菌増殖の情報として特に有用である。

以上説明したように、本発明によれば、細菌が増殖する一因となっている圧縮空気内に存する水分量について、これを直接又は間接的な指標として計測する水分計測器８を空気流路６の上流側部分６ａに配するので、細菌がフィルタ体７にトラップされる手前の段階の水分量を圧縮空気圧回路の管理者は知ることができる。このため、細菌がフィルタ体７に付着した状態で分裂して増殖することを防止するための措置を取りやすくなる。また、フィルタ本体２をヘッド３とボディ４で形成することで、従来用いられていたような除菌フィルタにも適用できる。特に、水分計測器８をヘッド３と一体となるようにヘッド３に対して取り付ければ、装置全体としてコンパクトに形成でき、これによる圧縮空気圧回路のスペースの確保も最小限ですむようになる。また、ヘッド３に水分計測器を取り付ければ流入部３ａの水分量を直接計ることも可能となり、フィルタ体７を通過する直前の圧縮空気の水分量を検知できるので効率がよい。

本発明に係る細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１が適用される圧縮空気圧回路について説明する。図２に示すように、圧縮空気圧回路９は、空気圧縮機１０を備えている。この空気圧縮機１０により空気は加圧されておよそ２００℃近くまで昇温される。空気圧縮機１０にて製造された圧縮空気は、配管１１を通ってドライヤー１２にて加冷除湿され、圧縮空気中の水分の発生が抑制される。そして配管１３を通り、プレフィルタ１４にて塵埃を粗取りされる。プレフィルタ１４を通過した圧縮空気は、流入配管１５を通って本発明に係る細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１内に流入する。すなわち、流入配管１５は、フィルタ本体２のヘッド３の流入部３ａと連通している。このとき、図２では水分計測器８はヘッド３に取り付けられているが、代わりに水分計測器８を流入配管１５に取り付けてもよい。流入配管１５がヘッド３に取り付けられることで一体となり、流入配管１５内も空気流路６の上流側部分６ａと同視できるからである。また、プレフィルタ１４と細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１との間にミストフィルタ（不図示）を取り付けてもよい。この場合は流入配管１５はミストフィルタと細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１との間の配管となる。いずれにせよ、水分計測器８は細菌増殖警報器付き除菌フィルタ１の直近の流入配管１５に取り付ければよい。水分計測器８を流入配管１５に取り付けても、ヘッド３に取り付けたときと同様の効果を得ることができる。

１：細菌増殖警報器付き除菌フィルタ、２：フィルタ本体、３：ヘッド、３ａ：流入部、３ｂ：流出部、４：ボディ、５：接続具、６：空気流路、６ａ：上流側部分、６ｂ：下流側部分、７：フィルタ体、８：水分計測器、９：圧縮空気圧回路、１０：空気圧縮機、１１：配管、１２：ドライヤー、１３：配管、１４：プレフィルタ、１５：流入配管

Claims (7)

1. 圧縮空気が一方向に流れる空気流路と、
   該空気流路を覆うフィルタ本体と、
   該フィルタ本体内に配されて前記空気流路を上流側部分と下流側部分とに仕切り、前記圧縮空気が通過できる網目形状を有するフィルタ体と、
   前記上流側部分に配されて前記圧縮空気に含まれている水分量を直接又は間接的な指標として計測する水分計測器とを備えたことを特徴とする細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。
2. 前記フィルタ本体は一方の端部が閉塞された略筒形状のボディ及び該ボディの開口端面側を塞ぐ蓋となるヘッドで形成され、
   前記フィルタ本体内には一方の端部が閉塞された略筒形状の前記フィルタ体が収容され、
   前記ヘッドには互いに隔絶されて前記ヘッドの側面から下面まで延びて貫通する貫通孔としての流入部及び流出部が形成され、
   前記流入部は前記フィルタ体の外側空間とのみ連通して前記上流側部分を形成し、
   前記流出部は前記フィルタ体の内側空間とのみ連通して前記下流側部分を形成していることを特徴とする請求項１に記載の細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。
3. 前記水分計測器は、前記ヘッドに取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。
4. 前記ヘッドには前記流入部と連通する流入配管が取り付けられ、
   前記水分計測器は前記流入配管に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。
5. 前記指標は前記圧縮空気の露点であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。
6. 前記水分計測器はモイスチャーチェッカーであり、該モイスチャーチェッカーは前記露点の上昇又は下降が変色により目視確認可能であることを特徴とする請求項５に記載の細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。
7. 前記指標は水分活性（ａｗ）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の細菌増殖警報器付き除菌フィルタ。

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