JP3732687B2 - 空気濾過装置、空気濾過装置用エレメント及びエンジン用空気濾過装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気濾過装置、空気濾過装置用エレメント及びエンジン用空気濾過装置に係わり、特に濾過容量は従来品と同一で梱包時の容積を小さくした空気濾過装置、空気濾過装置用エレメント及びエンジン用空気濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の空気濾過装置２０の配設例を示す。図６において、エンジン１０に内蔵されたピストン１の吸引工程により吸気弁３が開かれ、この際の配管５内の負圧を利用して空気濾過装置２０から外気が取り込まれる。
【０００３】
そして、この空気濾過装置２０で浄化された空気は、ガス流量調整バルブ７を通過したガスと混合器９で混合される。空気及びガスの混合気のエンジン１０への供給量は、バタフライ弁１１により流量調節される。エンジン１０で点火プラグ１３により燃焼された燃焼ガスは、排気弁１５の開放により、消音器１７を通過して外部に排気される。
【０００４】
空気濾過装置２０を配設したのは、空気中の砂塵等を濾過し、混合器９やエンジン１０に砂塵等が進入するのを防止し、エンジン１０等の健全を保持するためである。
【０００５】
図７に、従来の空気濾過装置２０の構成図を示す。図７において、ケース２１は円筒状であり左端は開口されている。一方、右端にはケース底２３が固定されている。そして、このケース底２３には、出口側配管５の一端が固定されている。このケース底２３からはケース２１内部左方に向けてネジ台２５が突設されている。ネジ台２５の先端には、雄ねじ２７が配設されている。
【０００６】
ケース２１の側部には、入口側配管２９が固定され、この入口側配管２９より外気が取り込まれるようになっている。
ケース２１左端からは、エレメント本体３０がケース２１内部に挿入されるようになっている。図７に示すエレメント本体３０の下部は破断線を示している。
【０００７】
図８には、エレメント本体３０の縦断面図、また図９には、エレメント本体３０をケース２１内部に装着した際の横断面図を示す。図８において、エレメント本体３０の右端には環状の金属製の底蓋３１が配設され、左端には、ネジ止め用に所定の窪み３３の形成された上蓋３５が配設されている。
【０００８】
上蓋３５には、周状のパンチングメタル３７の一端が固着され、パンチングメタル３７の他端は、底蓋３１に固着されている。パンチングメタル３７の周囲には、長方形状の一枚のエレメント素材を複数に折曲して形成したエレメント３９が配設されている。折曲されたエレメント３９の上端は上蓋３５に、また下端は底蓋３１に固着されている。エレメント素材は、パルプ及びポリプロピレンの混合材からなっている。
【０００９】
窪み３３の中央には、図示しない貫通穴が配設されている。そして、エレメント本体３０のケース２１への挿入により、雄ねじ２７がこの貫通穴に通されるようになっている。その後、雄ねじ２７は蝶ネジ４１により螺着され、エレメント本体３０はケース底２３に固定される。
ケース２１左端には、蓋４３が取付け自在であり、この蓋４３はケース２１の周囲に複数個配設されたバックル４５により止められるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかる空気濾過装置２０は、通常、頑丈な構造でできており、エレメント本体３０の容積を確保している。即ち、濾過表面積を大きくするために固定のパンチングメタル３７及びエレメント３９等を配置しているため、取付け前のエレメント本体３０を小さく折り畳む等することは出来ない。このため、エレメント本体３０の交換等のためエレメント本体３０を輸送する際には、大型のエレメント本体３０程かさ張り、輸送コストを引き上げている。
【００１１】
例えば、エレメント本体３０の濾過処理能力が４０ｍ^３ ／ｈ、このときのエレメント本体３０の寸法が直径２００ｍｍ、横幅４００ｍｍとした場合に、５００ｍｍ×５００ｍｍ×７００ｍｍ程度の大きさの箱に６本程度しか入れられない。 本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、濾過容量は従来品と同一で梱包時の容積を小さくした空気濾過装置、空気濾過装置用エレメント及びエンジン用空気濾過装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため本発明（請求項１）は、端部が開口されたケースと、該ケースの所定部に配設された排気口と、前記ケースの前記端部を密封する蓋と、該蓋及び前記ケース間に介装又は前記ケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられたエレメント保持板と、該エレメント保持板の前記排気口側である前記空気流入口の周囲に開口端部が密封固着された袋状のエレメントと、前記蓋に配設又は前記ケースの前記エレメント保持板より前記蓋側に配設された吸入口とを備え、前記エレメントは、前記開口端部より前記排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成され、前記空気流入口は一方向に筋状に長く、かつ所定間隔毎に併設され、前記小袋部は該一方向に連設されたことを特徴とする。
【００１３】
ケース端部は、後述のエレメント保持板、エレメント及び保護ネットが挿入可能なように開口されている。排気口が、このケースの所定部に配設されている。排気口の先には、例えばエンジンや混合器が連結される。蓋は、ケースの端部を密封可能である。
【００１４】
エレメント保持板は、蓋及びケース間に介装又はケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられている。エレメントは、エレメント保持板の排気口側である空気流入口の周囲に開口端部が密封固着されている。このエレメントは袋状に形成されている。
【００１５】
吸入口は、蓋に配設又はケースのエレメント保持板より蓋側に配設されている。そして、エレメントは、開口端部より排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成されている。
【００１６】
空気流入口を通過した空気はそれぞれの小袋部を膨らませ、この小袋部の全体に渡り、小袋部内部から外部へとエレメントを通過し、この際に濾過される。複数個の小袋部を連設させたことで、濾過面積を大きく取れる。また、エレメントの濾過容量を確保するため、従来の様に堅固な構造や空間が不要なので、空気濾過装置全体の大きさも小さく出来る。
【００１８】
各空気流入口は一方向に筋状に長く形成する。所定間隔毎に併設としたのは、この一方向と同方向に所定間隔毎に併設してもよいし、一方向に対し直角する方向に併設してもよいためである。この所定間隔は、必ずしも等間隔には限定しない。エレメント保持板の形状等に合わせて、空気流入口の配設方法を適宜選択する。
【００１９】
例えば空気流入口を縦方向に長く形成し、空気流入口を横方向に所定間隔毎に複数個併設することが可能である。そして、この際には、空気流入口に対応してエレメントも複数個が整列されることになる。小袋部は一方向に連設する。このため、濾過面積を大きく取れる。
【００２０】
更に、本発明（請求項２）は、前記小袋部は一方向及び該一方向と直角する他方向に連設されたことを特徴とする。
【００２１】
空気流入口の一つに対し、小袋部を他方向にも連設したエレメントの開口端部を一つ対応させることが出来る。エレメントの開口端部を一つに纏めたことで、エレメントのエレメント保持板への固着が簡単に行える。
【００２２】
更に、本発明（請求項３）は、前記小袋部の前記空気流入口側端部は前記一方向及び／又は前記他方向に密封固着されたことを特徴とする。
【００２３】
小袋部の空気流入口側端部は、一方向及び／又は他方向に密封固着する。即ち、請求項１のように、小袋部を一方向に連設した場合には一方向に小袋部の空気流入口側端部を密封固着し、請求項２のように、小袋部を一方向及び他方向に連設した場合には、小袋部の空気流入口側端部を一方向及び他方向に密封固着する。
【００２４】
このことにより、各小袋部はお互いに分離し、ケース内の圧力変動によってそれぞれの小袋部が独立して柔軟に変形し易い。このため、圧力変動に対する耐久力の強いエレメントとすることが出来る。
【００２５】
更に、本発明（請求項４）は、前記エレメント又は前記小袋部は同一形状の２枚のエレメント材を合わせ、所定周端部を密封固着して形成したことを特徴とする。
このことにより、エレメントの製造が簡単に行える。
【００２６】
更に、本発明（請求項５）は、前記エレメント保持板の前記排気口側には、前記エレメントを覆いつつ、該エレメントを案内及び保護する保護ネットが配設されたことを特徴とする。
【００２７】
例えば、排気口の先にエンジン等を連結した場合、エンジンの吸入、圧縮、燃焼、排気の各工程に応じて、ケース内の圧力は大きく変動する。この際にはエレメントも伸縮するため、保護ネットによりエレメントを案内し、エレメントがケースの内壁等に衝突し、損傷を受けることから保護する。
また、保護ネットは、負圧を均等にするため、エレメントの強度を補強可能である。このことにより、エレメントの寿命を延ばすことが出来る。
【００２８】
更に、本発明（請求項６）は、前記保護ネットの前記排気口側端部は、部分球体形状に形成され、前記小袋部の端部は該部分球体形状に沿って加工されたことを特徴とする。
【００２９】
エンジンの吸入等による負圧による影響を少なくするため、保護ネットの排気口側端部は、部分球体形状に形成する。負圧は、この部分球体形状で吸収されるため、負圧による影響がエレメントにまで及ぶことを極力防止出来る。
保護ネットの排気口側端部を部分球体形状に形成したことで、小袋部の端部もこの部分球体形状に合わせ、この形状に沿って加工する。
【００３０】
更に、本発明（請求項７）は、前記ケースの前記排気口側端部は、前記保護ネットに合わせて部分球体形状に形成されたことを特徴とする。
このことにより、ケースの大きさも小さく出来る。
【００３１】
更に、本発明（請求項８）は、前記蓋及び／又は前記ケースの外周には、前記蓋及び前記ケース間を止める掛止手段が配設されたことを特徴とする。
【００３２】
更に、本発明（請求項９）は、請求項１〜請求項８に記載した前記空気濾過装置の前記エレメントは柔軟性を有し、前記エレメント保持板上に折り畳まれて搬送可能であることを特徴とする。
【００３３】
エレメントは例えば、パルプ及びポリプロピレンの混合材で、ポリプロピレンの割合を大きくする。このことにより、エレメントは柔軟性を有するようになり、エレメント保持板上に折り畳み搬送することが可能となる。
【００３４】
このように、エレメントを軽量かつコンパクト化することで、空気濾過装置用エレメントの梱包時の容積を小さく出来る。従って、輸送時に荷積みの積載個数を増量出来、輸送コスト等を下げることが出来る。
【００３５】
更に、本発明（請求項１０）は、請求項１〜請求項８に記載した前記空気濾過装置の前記排気口側にはエンジンが配設され、該エンジンの吸引工程に伴い生ずる負圧により前記エレメントは伸長及び／又は膨張されることを特徴とする。
【００３６】
エンジンの吸引工程に伴い生ずる負圧を利用したことで、使用時にエレメントを伸長及び／又は膨張させることが出来、空気濾過装置の所望の濾過容量を確保出来る。
更に、本発明（請求項１１）は、端部が開口されたケースと、該ケースの所定部に配設された排気口と、前記ケースの前記端部を密封する蓋と、該蓋及び前記ケース間に介装又は前記ケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられたエレメント保持板と、該エレメント保持板の前記排気口側である前記空気流入口の周囲に開口端部が密封固着された袋状のエレメントと、前記蓋に配設又は前記ケースの前記エレメント保持板より前記蓋側に配設された吸入口とを備え、前記エレメントは、前記開口端部より前記排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成され、前記エレメント保持板の前記排気口側には、前記エレメントを覆いつつ、該エレメントを案内及び保護する保護ネットが配設されたことを特徴とする。
更に、本発明（請求項１２）は、端部が開口されたケースと、該ケースの所定部に配設された排気口と、前記ケースの前記端部を密封する蓋と、該蓋及び前記ケース間に介装又は前記ケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられたエレメント保持板と、該エレメント保持板の前記排気口側である前記空気流入口の周囲に開口端部が密封固着された袋状のエレメントと、前記蓋に配設又は前記ケースの前記エレメント保持板より前記蓋側に配設された吸入口とを備え、前記エレメントは、前記開口端部より前記排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成された空気濾過装置の前記排気口側にはエンジンが配設され、該エンジンの吸引工程に伴い生ずる負圧により前記エレメントは伸長及び／又は膨張されることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態の構成図を図１に示す。
図１において、配管５の左端は、ケース５１の右端に設けられた排気口５３と接続されている。ケース５１の左部は円筒状であり、左端は開口されている。そして、ケース５１の右部は、部分球体形状に形成されている。
【００３８】
ケース５１左端からは、保護ネット５７がケース５１内部に挿入され、ケース５１内部の所定位置に止められるようになっている。保護ネット５７の右部も、ケース５１の右部の形状に合わせて、この形状に沿って部分球体形状に形成されている。保護ネット５７の左部は、円筒状であり、保護ネット５７の左端はネット固定板５９に固着されている。
【００３９】
保護ネット５７は、例えばナイロン製であり、ケース５１内部の圧力変動に伴い変形可能なように所定の柔軟性を有している。 このネット固定板５９の左方より、エレメント６１がプラスチック製のエレメント保持板６３上に折り畳まれた状態のエレメント本体６０が、ケース５１内部に挿入され、ネット固定板５９に隣接して止められるようになっている。
【００４０】
蓋６５の中央には、吸入口６７が設けられ、配管６９を経て外気が取り込まれるようになっている。
ケース５１には周状に３つのバックル５５が取り付けられており、蓋６５がこのバックル５５により止められるようになっている。
【００４１】
図２には、エレメント保持板６３の一例を示す。エレメント保持板６３には、例えば幅１０ｍｍ程度で縦に筋状に長く形成された複数個の空気流入口７１が開口されている。空気流入口７１同士の間隔は、５ｍｍ程度である。
【００４２】
図３に、この各空気流入口７１の周囲にエレメント６１が密封固着された様子を示す。空気流入口７１の周囲には、突設部７５が設けられ、この突設部７５の外周にエレメント６１の開口端部７７が密封固着されている。
【００４３】
また、図４（Ａ）に、エレメント６１の横断面図、図４（Ｂ）に、エレメント６１の縦断面図を示す。エレメント６１は、複数個の小袋部７９が縦に連設されて形成されている。小袋部７９の空気流入口側端部８１は縦方向に密封固着されている。
【００４４】
エレメント６１は、図４（Ａ）に示す同一形状の２枚のエレメント材を表と裏から合わせ、小袋部７９を含むエレメント６１の開口端部７７を除く周端部を熱融着することで作られている。エレメント材の材料は、例えばパルプ及びポリプロピレンの混合材で、ポリプロピレンの割合を大きくしたものである。
エレメント６１の右端部は、保護ネット５７の部分球体形状に合わせて、この形状に沿って長さを変更しつつ加工されている。
【００４５】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
配管５の右端に配設されたエンジン１０等がエンジン始動作業により、吸入工程に入ったとき、ケース５１内部は負圧になり、配管６９を経て取り込まれた外気が、空気流入口７１を通過してエレメント６１の各小袋部７９を膨張させる。このとき、折り畳まれていたエレメント６１は、図５のように伸長する。そして、この伸長により、空気濾過のための所定の容積を確保出来る。
【００４６】
この小袋部７９の長さは、保護ネット５７の形状に合わせて加工されているため、小袋部７９は保護ネット５７に案内されて膨張する。従って、小袋部７９の形状変化により、小袋部７９がケース５１内部に直接衝突する等が防止され、小袋部７９が早く損傷するのを防止出来る。
また、保護ネット５７を配設したことにより、負圧を均等に出来、エレメント６１の強度を補強可能である。
【００４７】
このように、エンジン１０等からの負圧等による圧力変動の衝撃は、この保護ネット５７で吸収されるため、直接的に衝撃が小袋部７９に伝わることはなくなる。このエレメント６１は、交換のため蓋６５をバックル５５より開放することでケース５１内部から簡単に取り外せる。
【００４８】
エレメント６１は柔軟であり、エレメント保持板６３上に折り畳み自在である。このため、エレメント本体６０は軽量かつコンパクト化され、エレメント本体６０の梱包時の容積を小さく出来る。従って、輸送時に荷積みの積載個数を増量出来、輸送コスト等を下げることが出来る。エレメント本体６０は、例えば、先に述べた５００ｍｍ×５００ｍｍ×７００ｍｍの箱の場合に、１００本程度入れることが可能となる。
【００４９】
小袋部７９を連設したことで、空気濾過容量が従来にも増して増大可能である。また、従来例では、パンチングメタル３７の内側に所定の空洞が存在していたが、本実施形態では、かかる空間は存在しない。
【００５０】
このため、ケース５１の長さも従来に比べ短縮出来る。先に述べた従来例の場合を例に取ると、ケース５１の長さは半分程度以下に収めることが出来る。
また、エレメント６１の濾過容量を堅固に確保するための構造をもたないため、従来の様にエレメント３９の形状を保持するための部材が不要である。
【００５１】
次に、エレメント本体６０をケース５１内に装着する方法について説明する。
コンパクトに折り畳まれたエレメント本体６０をケース５１内部の保護ネット５７の手前に装着する。ケース５１内部には既に取り外し可能な保護ネット５７がある。蓋６５をバックル５５で止めて、エレメント本体６０の装着作業は簡単に終了する。
【００５２】
なお、図示は省略するが、図３においてエレメント６１をそれぞれ独立させずに、エレメント６１の隣接する各開口端７７側同士を固着するようにしてもよい。この際には、エレメント６１の開口端部は一つとし、この開口端部に対応する空気流入口も一つ配設すればよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エレメントは複数個の小袋部を連設して構成したので、濾過面積を大きく取れる。また、エレメントの濾過容量を確保するため、従来の様に堅固な構造や空間が不要なので、空気濾過装置全体の大きさも小さく出来る。
【００５４】
更に、エレメントは柔軟性を有し、折り畳まれて搬送可能としたため、空気濾過装置用エレメントの梱包時の容積を小さく出来る。従って、輸送時に荷積みの積載個数を増量出来、輸送コスト等を下げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態の構成図
【図２】 エレメント保持板の一例
【図３】 各空気流入口の周囲にエレメントが密封固着された様子を示す図
【図４】 エレメント横断面図及び縦断面図
【図５】 エレメントが伸長したときの様子を示す図
【図６】 従来の空気濾過装置の配設例
【図７】 従来の空気濾過装置の構成図
【図８】 エレメント本体の縦断面図
【図９】 エレメント本体をケース内部に装着した際の横断面図
【符号の説明】
５１ ケース
５３ 排気口
５５ バックル
５７ 保護ネット
５９ ネット固定板
６０ エレメント本体
６１ エレメント
６３ エレメント保持板
６５ 蓋
６７ 吸入口
７１ 空気流入口
７７ 開口端部
７９ 小袋部
８１ 空気流入口側端部

Claims (12)

1. 端部が開口されたケースと、
   該ケースの所定部に配設された排気口と、
   前記ケースの前記端部を密封する蓋と、
   該蓋及び前記ケース間に介装又は前記ケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられたエレメント保持板と、
   該エレメント保持板の前記排気口側である前記空気流入口の周囲に開口端部が密封固着された袋状のエレメントと、
   前記蓋に配設又は前記ケースの前記エレメント保持板より前記蓋側に配設された吸入口とを備え、
   前記エレメントは、前記開口端部より前記排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成され、
   前記空気流入口は一方向に筋状に長く、かつ所定間隔毎に併設され、前記小袋部は該一方向に連設されたことを特徴とする空気濾過装置。
2. 前記小袋部は一方向及び該一方向と直角する他方向に連設されたことを特徴とする請求項１記載の空気濾過装置。
3. 前記小袋部の前記空気流入口側端部は前記一方向及び／又は前記他方向に密封固着されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の空気濾過装置。
4. 前記エレメント又は前記小袋部は同一形状の２枚のエレメント材を合わせ、所定周端部を密封固着して形成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の空気濾過装置。
5. 前記エレメント保持板の前記排気口側には、前記エレメントを覆いつつ、該エレメントを案内及び保護する保護ネットが配設されたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の空気濾過装置。
6. 前記保護ネットの前記排気口側端部は、部分球体形状に形成され、前記小袋部の端部は該部分球体形状に沿って加工されたことを特徴とする請求項５記載の空気濾過装置。
7. 前記ケースの前記排気口側端部は、前記保護ネットに合わせて部分球体形状に形成されたことを特徴とする請求項６記載の空気濾過装置。
8. 前記蓋及び／又は前記ケースの外周には、前記蓋及び前記ケース間を止める掛止手段が配設されたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の空気濾過装置。
9. 請求項１〜請求項８に記載した前記空気濾過装置の前記エレメントは柔軟性を有し、前記エレメント保持板上に折り畳まれて搬送可能であることを特徴とする空気濾過装置用エレメント。
10. 請求項１〜請求項８に記載した前記空気濾過装置の前記排気口側にはエンジンが配設され、該エンジンの吸引工程に伴い生ずる負圧により前記エレメントは伸長及び／又は膨張されることを特徴とするエンジン用空気濾過装置。
11. 端部が開口されたケースと、
    該ケースの所定部に配設された排気口と、
    前記ケースの前記端部を密封する蓋と、
    該蓋及び前記ケース間に介装又は前記ケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられたエレメント保持板と、
    該エレメント保持板の前記排気口側である前記空気流入口の周囲に開口端部が密封固着された袋状のエレメントと、
    前記蓋に配設又は前記ケースの前記エレメント保持板より前記蓋側に配設された吸入口とを備え、
    前記エレメントは、前記開口端部より前記排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成され、
    前記エレメント保持板の前記排気口側には、前記エレメントを覆いつつ、該エレメントを 案内及び保護する保護ネットが配設されたことを特徴とする空気濾過装置。
12. 端部が開口されたケースと、
    該ケースの所定部に配設された排気口と、
    前記ケースの前記端部を密封する蓋と、
    該蓋及び前記ケース間に介装又は前記ケース内の所定位置に着脱自在に挿入され、空気流入口が少なくとも一つ設けられたエレメント保持板と、
    該エレメント保持板の前記排気口側である前記空気流入口の周囲に開口端部が密封固着された袋状のエレメントと、
    前記蓋に配設又は前記ケースの前記エレメント保持板より前記蓋側に配設された吸入口とを備え、
    前記エレメントは、前記開口端部より前記排気口側に向けて、複数個の小袋部が連設されて形成された空気濾過装置の前記排気口側にはエンジンが配設され、該エンジンの吸引工程に伴い生ずる負圧により前記エレメントは伸長及び／又は膨張されることを特徴とするエンジン用空気濾過装置。

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