JP3175440U - フィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】塗装ブース用、工場換気用・空調用・ケミカル空気処理用等に幅広く使用されているエアフィルタマットの端材を有効利用した安価なフィルタユニットを提供する。
【解決手段】吸排気口に設置されたフィルタ取付枠に取り付けて使用するフィルタユニット１は、一方の広面部４ａに空気流入口５ａが形成され、他方の広面部４ｂに空気流出口５ｂが形成された直方体形状の薄型紙箱からなる外殻ケース６に、エアフィルタマットを小片状に裁断してなる裁断片７が充填されると共に、前記空気流入口５ａからの前記裁断片７の逸失を防ぐネット８と、前記空気流出口５ｂを塞ぐシート状のエアフィルタ９を設けた。
【選択図】図４

Description

本考案は、吸排気口に設置されたフィルタ取付枠に取り付けて使用するフィルタユニットに係り、特に塗装ブースの排気口に設置されて塗料ミストや塵埃などを捕集して外気へ放出させないようにするフィルタユニットに関する。

図６は、工業塗装や自動車塗装などで使用する乾式塗装ブースに使用される従来のフィルタユニット５１を示し、塗装ブースの排気口５２には、例えば、５００ｍｍ×５００ｍｍのフィルタ取付枠５３が格子状に設置され、その取付枠５３で形成される個々の格子にフィルタユニット５１を取り付けるようになっている。

フィルタユニット５１は、前後が開口されたアルミやステンレスなどの金属製フレームで成る外殻ケース５４にエアフィルタマット５５が収納され、前後の開口部５６にはそのフィルタマット５５を支持するワイヤあるいはワイヤメッシュなどで構成されるリテーナ５７が配され、フレームの上面あるいは正面を解放して使用済みフィルタを容易に交換することができるようになっている（特許文献１参照）。

このようなフィルタユニット５１は、定型サイズ（例えば５００ｍｍ×５００ｍｍ）に裁断された一枚状態のエアフィルタマット５５を使用する単板方式が一般的である。
この場合、図７（ａ）に示すように、フィルタユニット５１のエアフィルタマット５５の片面側から塗料ミストや塵埃を含む排気エアを通過させるように使用するが、図７（ｂ）に示すように、エアフィルタマット５５の空気流入側の面が塗料ミストＭ等で覆われてしまえば使用不能となるため、使用寿命が短く、交換頻度が高いという問題があった。

このため、フィルタユニット５１は、エアフィルタマット５５のみを新品に交換すれば塗料ミストＭ等が付着しても何度でも再利用できるように、外殻ケース５４が金属製フレームで形成されており、交換の際には、外殻ケース５４を清掃することとしている。

しかしながら、外殻ケース５４は、金属フレームで形成されているため製造コストが嵩むだけでなく、交換作業時に落としたり、ケース６４同士をぶつけたり、取付枠５３にぶつけたりして変形させてしまうと、取付枠５３に装着できなくなるという問題がある。
また、清掃作業が面倒で手間がかかるだけでなく、清掃に使用した使用済み洗浄溶剤の処理にもコストが嵩む。

また、外殻ケース５４の清掃の手間を省くために、エアフィルタマット５５を直接取付枠５３に装着して使用することもあるが、塗装作業中に塗料ミストの付着によりエアフィルタマット５５の上部の左右角隅部が垂れ下がってドッグイヤと称する状態になり、その隙間から塗料ミストが漏洩するという問題があった。

一方、このような単板方式のフィルタユニット５１は、所定幅の原反から定型サイズ（この場合は５００ｍｍ×５００ｍｍ）に裁断した一枚状態のフィルタマット５５が使用されるが、フィルタ製造過程においては、原反の余剰部が定型サイズより小さな端材となって大量に発生し、産業廃棄物として処理しなければならないため、その処理費用が嵩むだけでなく、環境負荷も大きいという問題がある。

特開２００６−５５７８８号公報

そこで本考案は、塗装ブース用、工場換気用・空調用・ケミカル空気処理用等に幅広く使用されているエアフィルタマットの端材を有効利用した安価なフィルタユニットを提供することを技術的課題としている。

本考案は、吸排気口に設置されたフィルタ取付枠に取り付けて使用するフィルタユニットにおいて、一方の広面部に空気流入口が形成され、他方の広面部に空気流出口が形成された直方体形状の薄型紙箱からなる外殻ケースに、エアフィルタマットを小片状に裁断してなる裁断片が充填されると共に、前記空気流入口からの前記裁断片の逸失を防ぐネットと、前記空気流出口を塞ぐシート状のエアフィルタとが設けられていることを特徴としている。

本考案に係るフィルタユニットによれば、外殻ケースが金属製ではなく、薄型紙箱で形成されているので、その製造コストが安価であるだけでなく加工が容易で、塗料ミストや塵埃が付着した場合にそのまま廃棄することができるので洗浄の手間も一切不要となる。
特に外殻ケースを段ボール箱で形成すれば、軽量で高強度の外殻ケースを形成することができる。

また、外殻ケースには、原反から定型サイズ（例えば５００ｍｍ×５００ｍｍ）に裁断された一枚状態のエアフィルタマットを使用するのではなく、小片状に裁断することにより形成される裁断片が充填されているので、そのような定型サイズのエアフィルタマットを裁断した後の余剰部を小片状に裁断することにより、いままで産業廃棄物として処分していた端材を有効利用することができる上に、その処分費用も不要になるため、その製造コストを著しく低減することができる。

さらに、本考案に係るフィルタユニットは、一枚状態のエアフィルタマットを使用する単板方式と比較して、表面積が圧倒的に大きく、圧損は著しく小さいから、塗料ミスト等の捕集効率が高く、使用寿命も長いという優れた効果がある。

例えば、このフィルタユニットを塗装ブースの排気口に設置した場合、空気流入口から流入した気流は抵抗（圧力損失）のより小さい裁断片の隙間部分で形成される屈曲流路に沿って何度も屈曲しながら空気流出口へ流れる。
気流に含まれる塗料ミスト等は、気流が屈曲する際にその慣性力により気流から離れて裁断片を構成する繊維などのフィルタ媒体に衝突する衝突原理（Inpaction）によって捕捉される。

また、衝突原理によって捕捉されなかった塗料ミスト等は、気流が空気流出口に配されたシート状エアフィルタを通過する際に、その気流が通過する部分でストレーナ原理（Straining）により捕捉される。

そして、シート状エアフィルタを空気流が通過する部分に塗料ミスト等が付着し、その部分の抵抗（圧力損失）が高くなると、気流は裁断片の内部を通ってより抵抗の小さい方へ迂回するように流路を次々と変化し、空気流出口から流出する。
この際、気流に含まれる塗料ミスト等は、裁断片内部で、当該裁断片を構成する繊維などのフィルタ媒体に対して前記衝突原理及びストレーナ原理で捕捉されると共に、フィルタ媒体の近傍を通過する際、フィルタ媒体に接触して捕捉される遮断原理（Interception）により捕捉される。
このように、本考案に係るフィルタユニット１は、フィルタの三つの捕捉原理をすべて利用して塗料ミスト等を補足することができるので、その捕集効率にも優れる。

さらにまた、板紙を組んで格子状に組み立てた組仕切りによって外殻ケースの内部を分割し、組仕切りの各仕切り内に裁断片を略等量ずつ充填すれば、フィルタユニットを輸送・運搬する際に生ずる振動や衝撃によっても、外殻ケースに充填された裁断片の分布状態に偏りが生じたり、外殻ケース内の一部に裁断片が存在しない空所を生じたりすることがなく、したがって、フィルタ性能が損なわれるおそれもない。

本考案に係るフィルタユニットの一例を示す説明図。 その断面図。 その分解図。 その組立工程を示す説明図。 本考案に係るフィルタユニットのエアの流れを模式的に示す説明図。 従来のフィルタユニットを示す説明図。 従来のフィルタユニットの作用を示す説明図。

本例では、塗装ブース用、工場換気用・空調用・ケミカル空気処理用等に幅広く使用されているエアフィルタマットの端材を有効利用した安価なフィルタユニットを提供するという目的を達成するために、一方の広面部に空気流入口が形成され、他方の広面部に空気流出口が形成された直方体形状の薄型紙箱からなる外殻ケースに、エアフィルタマットを小片状に裁断してなる裁断片を充填すると共に、空気流入口からの裁断片の逸失を防ぐネットと、空気流出口を塞ぐシート状のエアフィルタとを設けた。

図１〜図４は本考案に係るフィルタユニット１を示す。
フィルタユニット１は、例えば、塗装ブースの排気口２に設置されたフィルタ取付枠３に取り付けられ、塗料ミスト等を外気へ放出させないように捕集するために使用されるもので、一方の広面部４ａに空気流入口５ａが形成され、他方の広面部４ｂに空気流出口５ｂが形成された直方体形状の薄型紙箱からなる外殻ケース６に、エアフィルタマットを小片状に裁断してなる裁断片７が充填されると共に、空気流入口５ａからの裁断片７の逸失を防ぐネット８と、空気流出口５ｂを塞ぐシート状のエアフィルタ９とが設けられている。

外殻ケース６となる薄型紙箱は、一方の広面部４ａと他方の広面部４ｂを菱目格子の形状に打ち抜いたり、多数の丸穴を打ち抜いたりして、空気流入口５ａと空気流出口５ｂが形成された外寸サイズ５００ｍｍ×５００ｍｍ×５０ｍｍのＮ式段ボール箱で形成されている。

また、外殻ケース６の内部は、必要に応じて、板紙１０を組んで格子状に組み立てた組仕切り１１によって四分割以上に分割されると共に、該組仕切り１１の各仕切り内に裁断片７が略等量ずつ充填されている。
本例では、４枚の板紙１０を井の字型に組んだ組仕切り１１を用いることにより、外殻ケース６の内部を九分割しているが、これに限らず、２枚の板紙１０を十字型に組んだ組仕切りを用いて四分割したり、３枚の板紙１０をキの字型に組んだ組仕切りを用いて六分割する場合であってもよい。

小片状に裁断されるエアフィルタマットは、フィルタ媒体となる化学繊維又はガラス繊維の繊維間が接着された無方向性の繊維集合体や、スポンジなどからなり、その裁断片７は、平均サイズが約１０〜３０ｍｍ角の小片状に形成されている。
また、裁断片７は複数のサイズを用意し、空気流出口５ｂ側にサイズの小さいものを、空気流入口５ａ側にサイズの大きいものを配することにより、空気流入口５ａから空気流出口５ｂに向かって密度が徐々に高くなるように密度勾配を付けてもよい。

空気流入口５ａからの裁断片７の逸失を防ぐネット８は、ポリエステル、ガラスなどのフィラメント糸のほか、カーボンやアラミドなどの高強力・高弾性繊維や、綿糸などのスパン糸などで裁断片７のサイズに応じて目合５〜１５ｍｍ前後に選定され、本例では空気流入口５ａの内面側に貼り付けられている。
なお、図示は省略するが、ネット８は、広面部４ａ，４ｂに形成された菱目格子より大きなサイズの袋状に形成して裁断片７をその袋内に入れて外殻ケース６に充填する場合でもよい。

さらに、空気流出口５ｂを塞ぐシート状のエアフィルタ９は、フィルタ媒体となる化学繊維又はガラス繊維の繊維間が接着されて厚さ数ｍｍ程度のシート状に形成された無方向性の繊維集合体からなる。

以上が本考案の一例構成であって、次にその作用について説明する。
フィルタユニット１は、外殻ケース６となる段ボール箱の蓋となる一方の広面部４ａを開いて、その内面側にネット８を貼り付ける。
また、底面となる他方の広面部４ｂの内側にシート状のエアフィルタ９を敷き、その上に板紙１０で井の字型に組んだ組仕切り１１を置き、その組仕切り１１の各仕切り内に裁断片７を略等量ずつ充填した後、蓋となる一方の広面部４ａを閉じ、その３辺を接着テープ又は接着剤で接着する。

外殻ケース６は、段ボール箱で形成されているので、安価に製造することができる。
また、外殻ケース６の内部に充填される裁断片７は、エアフィルタマットを２０〜３０ｍｍの小片状に裁断したものを用いているので、所定幅の原反から定型サイズ（例えば５００ｍｍ×５００ｍｍ）のエアフィルタマットを裁断した後の余剰部分として発生する端材を小片状に裁断すれば足り、その原材料費も非常に安価である。
また、このような端材は、フィルタ製造工場で大量に発生し、従来、産業廃棄物として有償で処理しなければならなかったため、その処理費用が不要となるだけでなく、廃棄していたものを資材として有効利用することができるので、環境負荷も減少させることができる。

さらにまた、板紙１０を組んで格子状に組み立てた組仕切り１１によって外殻ケース６の内部が分割され、組仕切り１１の各仕切り内に裁断片７が略等量ずつ充填されているので、フィルタユニット１を輸送・運搬する際に生ずる振動や衝撃によっても、外殻ケース６に充填された裁断片の分布状態に偏りが生じたり、外殻ケース６内の一部に裁断片７が存在しない空所を生じたりすることがなく、したがって、フィルタ性能が損なわれるおそれもない。

図５（ａ）〜（ｄ）は、このようにして製造されたフィルタユニット１を塗装ブースの排気口２に設置された格子状のフィルタ取付枠３に取り付けて使用するときのエアの流れを模式的に示す説明図である。

エアフィルタマットの裁断片７を充填したフィルタユニット１では、空気流入口５ａから流入した気流は抵抗（圧力損失）のより小さい裁断片７の隙間を通り空気流出口５ｂへ流れる（図５（ａ））。

外殻ケース６内には多数の裁断片７が充填されているので、その裁断片７の隙間部分で形成される屈曲流路に沿って何度も屈曲しながら流れており、気流が屈曲する際には、気流に含まれる塗料ミストＭや塵埃などがその慣性力により気流から離れ、裁断片７のコーナー部などのフィルタ媒体に衝突する衝突原理（Inpaction）により捕捉される。
また、衝突原理により捕捉されなかった塗料ミストＭ等は、気流が空気流出口５ｂに配されたシート状エアフィルタ９を通過する際に、その気流が通過する部分でストレーナ原理（Straining）により捕捉される（図５（ｂ））。

次いで、シート状エアフィルタ９を気流が通過する部分の表面に塗料ミストＭ等が付着し、その部分の抵抗（圧力損失）が高くなると、気流は裁断片７の内部を通ってより抵抗の小さい方へ迂回するように流路を次々と変化させ、空気流出口５ｂから流出する（図５（ｂ）及び（ｃ））。
この際、気流に含まれる塗料ミストＭ等は、裁断片７内部で、当該裁断片７を構成する繊維などのフィルタ媒体に対して前記衝突原理及びストレーナ原理で捕捉されると共に、フィルタ媒体の近傍を通過する際、フィルタ媒体に接触して捕捉される遮断原理（Interception）により捕捉される。

そして、裁断片７及びシート状エアフィルタ９の全表面が塗料ミストＭ等で覆われて空気流路が遮断された時点で使用不能となる（図５（ｄ））。
このように、本考案に係るフィルタユニット１は、一枚状態のエアフィルタマットを使用する単板方式と比較して、表面積が圧倒的に大きく、圧損は著しく小さいから、塗料ミスト等の捕集効率が高く、使用寿命も長いという優れた効果がある。

なお、上述の説明では、外殻ケース６として、Ｎ式段ボール箱を利用した場合について説明したが、箱の本体（底の部分）とこれにかぶせる蓋が別々に形成されたＣ式段ボール箱を利用してもよい。

本考案は、吸排気口に設置されたフィルタ取付枠に取り付けて使用するフィルタユニットの用途に適用し得る。

１ フィルタユニット
３ フィルタ取付枠
４ａ 広面部
４ｂ 広面部
５ａ 空気流入口
５ｂ 空気流出口
６ 外殻ケース
７ 裁断片
８ ネット
９ シート状エアフィルタ
１０ 板紙
１１ 組仕切り

Claims (5)

1. 吸排気口に設置されたフィルタ取付枠に取り付けて使用するフィルタユニットにおいて、一方の広面部に空気流入口が形成され、他方の広面部に空気流出口が形成された直方体形状の薄型紙箱からなる外殻ケースに、エアフィルタマットを小片状に裁断してなる裁断片が充填されると共に、前記空気流入口からの前記裁断片の逸失を防ぐネットと、前記空気流出口を塞ぐシート状のエアフィルタとが設けられていることを特徴とするフィルタユニット。
2. 前記エアフィルタマットが、フィルタ媒体となる化学繊維又はガラス繊維の繊維間が接着された無方向性の繊維集合体からなり、その裁断片の平均サイズが約１０〜３０ｍｍ角である請求項１記載のフィルタユニット。
3. 前記ネットが目合５〜１５ｍｍ前後のポリエチレンネット又はナイロンネットからなる請求項１又は２記載のフィルタユニット。
4. 前記外殻ケースの内部が、板紙を組んで格子状に組み立てた組仕切りによって四分割以上に分割されると共に、該組仕切りの各仕切り内に前記裁断片が略等量ずつ充填されている請求項１、２又は３記載のフィルタユニット。
5. 前記薄型紙箱が、一方の広面部と他方の広面部を菱目格子の形状に打抜いて前記空気流入口と前記空気流出口が形成された外寸サイズ５００ｍｍ×５００ｍｍ×５０ｍｍのＮ式段ボール箱である請求項１、２、３又は４記載のフィルタユニット。
   
   

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