JP4976102B2

JP4976102B2 - 通気ダクト内設置フィルター装置

Info

Publication number: JP4976102B2
Application number: JP2006285852A
Authority: JP
Inventors: 啓吉越智
Original assignee: Dai Dan Co Ltd
Current assignee: Dai Dan Co Ltd
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2026-10-20
Also published as: JP2008101861A

Description

本発明は、通気ダクト内設置フィルター装置に関し、さらに詳細には、例えば、外気を導入するダクトなどのような通気ダクト内に設置された塵埃除去用のフィルター本体を通気ダクト内に設置した状態で洗浄するフィルター装置に関する。

従来、比較的に規模の大きな建造物、例えば工場、数階建てのビルディングなどにおける空気調和設備でいることから外気を取り込み、取り込んだ外気を所定温度及び所定湿度に調整して室内に供給すると同時に室内の空気を室外に排気している。このような空気調和設備では、ガラリを設けた建造物外壁の開口部内側に吸い込み口を嵌合した外気導入ダクトが空気調和設備へ向かって延びている。外気導入ダクトを介して外気を建造物内に取り込む際には、ガラリを通過した外気に混入している塵埃などをフィルターで取り除く必要がある。そのために、ガラリの近傍における外気導入ダクト内に網状（メッシュ状）のフィルターが配置されていることがある。

外気導入ダクト内に設置されたフィルターは、その使用中に次第に塵埃が付着して成長し、これによりフィルターのメッシュは目詰まりを起こして通気を阻害する。そのためフィルターは、定期的に或いはフィルターへの塵埃の付着程度に応じてそれを除去する必要がある。従来、外気導入ダクト内に設置されたフィルターは、メインテナンス作業として作業者が外気導入ダクト内から取り外し、専用のブラシなどを使用しながら水を掛けて洗浄するのが一般的であった。しかし、作業者が、フィルターを手仕事として洗浄する作業は、非常に労力と時間が掛かることから、これを解消すべく特許文献１や特許文献２に開示されたフィルター自動洗浄装置が開発されている。
特開２００１−１２９３３２号公報実用新案登録第３０２２８２８号公報

しかしながら、例えば、家庭用の空気調和装置のように個別空調機に設置されているフィルターであれば、空調機本体から容易にこれを取り外すことができるので、特許文献１，２に開示されたフィルター自動洗浄装置を用いることにより作業者が手洗いをすることなく容易に洗浄をすることができる。ところが、上述したような外気導入ダクト内に設置されたフィルターを洗浄する場合には、これを外気導入ダクト内から取り外すこと自体が非常に面倒であり、そのため該ダクト内でフィルターを洗浄できるようにすることが長い間望まれていた。

本発明の目的は、例えば、外気導入ダクトのような通気ダクト内に設置された塵埃除去用のフィルター本体を、ダクト内部から取り出すことなく洗浄する通気ダクト内設置フィルター装置を提供することにある。

本発明の通気ダクト内設置フィルター装置は、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明に係る通気ダクト内設置フィルター装置は、通気ダクトを通過する通気中の塵埃を付着させて除去すべく前記通気ダクト内に設置されたフィルター本体と、前記フィルター本体より前記通気ダクト内の上流側に配置され、前記フィルター本体の前記上流側表面に付着した塵埃を該上流側表面から洗い流す洗浄水を吹き付ける第１洗浄装置と、前記フィルター本体の前記上流側表面とは反対側の下流側表面に洗浄流体を吹き付けて前記フィルター本体に詰まった塵埃を前記上流側表面に押し出す、前記フィルター本体より前記通気ダクト内の下流側に配置された第２洗浄装置とを備え、前記第１洗浄装置が、前記フィルター本体の前記上流側表面に向かって前記洗浄水を吹き付ける複数の第１ノズルと、これら第１ノズルに送水管を介して接続され、前記各第１ノズルに洗浄水を送水する洗浄水供給装置とから構成され、これら第１ノズルは、該第１ノズルから噴出する前記洗浄水を少なくとも前記フィルター本体の前記上流側表面に対して斜めに吹き付けるように洗浄水噴射口を通る中心軸線が、前記フィルター本体の前記上流側表面に対して斜めに交差する位置に設置され、前記第２洗浄装置が、前記フィルター本体の前記下流側表面に向かって前記洗浄流体を吹き付ける複数の第２ノズルと、これら第２ノズルに洗浄流体供給管を介して接続され、前記各第２ノズルに前記洗浄流体を供給する洗浄流体供給装置とから構成され、これら第２ノズルは、それらの洗浄流体噴射口を通る中心軸線が、前記フィルター本体の前記下流側表面に対して直交する位置に設置されていると共に、前記第２ノズルから噴出する前記洗浄流体が前記フィルター本体のほぼすべの表面領域に吹き付けるように設置され、更に前記フィルター本体が、前記通気ダクト内に、該通気ダクトの上流側に向いた前記上流側表面が斜め下方に向くように傾斜して設置されていることを特徴とする。

本発明の通気ダクト内設置フィルター装置は、前述した必須の構成要素からなるが、本発明の一実施形態としては、前記第２洗浄装置から吹き出される前記洗浄流体が、洗浄空気又は洗浄水のいずれかである。

さらに、本発明の通気ダクト内設置フィルター装置の他の実施形態としては、前記通気ダクト内設置フィルター装置が、制御装置をさらに備え、該制御装置が、前記第１洗浄装置と前記第２洗浄装置とを同時に又は選択的に作動させて前記各第２ノズルから洗浄流体を前記フィルター本体の前記下流側表面に吹き付け、かつ前記各第１ノズルから洗浄水を前記フィルター本体の前記上流側表面に吹き付けようにされている。

本発明の通気ダクト内設置フィルター装置によると、フィルター本体に塵埃などが目詰まりを起こすほどに付着した場合、ダクト内に設置された状態のままでフィルター本体の上流側表面に洗浄水を吹き付けて洗浄するようにしたので、通気ダクト内からフィルター本体を取り出すことなくフィルター本体を洗浄できると共に高い洗浄効果即ち塵埃除去効果を得ることができ、フィルター本体のメインテナンス容易性と、洗浄作業時間の節約及び洗浄労力の軽減化を図ることができる。

また、本発明の通気ダクト内設置フィルター装置によると、フィルター本体において主に塵埃が付着する上流側表面とは反対側の下流側表面に洗浄空気などの流体を吹き付けてフィルター本体に詰まった塵埃を上流側表面に押し出し、上流側表面に押し出された塵埃を洗浄水で洗い流すようにしたので、フィルター本体に詰まった塵埃の除去効果が高められ、その結果、上流側表面への洗浄水の吹き付けと相まって通気ダクト内でのフィルター本体の洗浄による塵埃のほぼ完全な除去を行うことができる。

さらに、本発明の通気ダクト内設置フィルター装置では、制御装置により第１洗浄装置と第２洗浄装置とを同時に又は選択的に作動させて洗浄空気噴射用のノズルから洗浄空気をフィルター本体の下流側表面に吹き付け、かつ第１用のノズルから洗浄水をフィルター本体の上流側表面に吹き付けるようにしたので、フィルター本体の定期的な洗浄動作を自動的に行わせることができ、その結果、所謂、メインテナンスフリーを図ることができる。

以下、本発明の通気ダクト内設置フィルター装置を添付の図に示された好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る通気ダクト内設置フィルター装置（以下、フィルター装置と称する）として、外気導入ダクト１１内に設置した場合を例として示す外気導入ダクトの概略的な断面図であり、図２は、外気導入ダクト内に設置されたフィルター装置の全体構成を斜視的に示す概念図である。

図１に示される実施形態のフィルター装置１０は、外気導入ダクト１１を通過する通気中の塵埃を付着させて除去すべく該ダクト１１内に設置されたメッシュ状のフィルター本体１２を備えている。外気導入ダクト１１は、ガラリ２１を設けた建造物の外壁２０における開口部２２の内側に一端部を嵌合して取り付けられている。外気導入ダクト１１は、ガラリ２１を介して外気を建造物内の所定箇所（例えば、空気調和設備など）へ吸気する通気ダクトであり、前述したフィルター本体１２は、ガラリ２１の近傍においてほぼ水平方向に延びるダクト部分１１ａの内部に設置されている。フィルター本体１２は、それよりガラリ２１側である上流側に向いた表面（上流側表面）１２ａが斜め下方向へ向くように傾斜して設置され、ダクト部分１１ａの底部にはフィルター本体１２を受けるようにドレンパン（受水排出皿）１３が配置されている。ドレンパン１３に一端が接続された排水管１４は、ダクト部分１１ａの壁部を貫通してその外部に導出され、他端が外部排水設備（図示せず）に接続されている。

フィルター装置１０は、フィルター本体１２を洗浄するための第１洗浄装置１５と第２洗浄装置１６とを備え、第１洗浄装置１５は、フィルター本体１２の上流側表面１２ａに対向するように配置された複数の第１ノズル１５ａを備えている。図１及び図２に示される実施形態では、第１ノズル１５ａが、３つ横方向に並んで１列をなし、この列が上下２段配置されて全部で６つの第１ノズル１５ａがフィルター本体１２の上流側表面１２ａに向かって洗浄水を吹き付け得るように配置されている。他方、第２洗浄装置１６は、フィルター本体１２の下流側表面１２ｂに対向するように配置された複数の第２ノズル１６ａを備えている。図１及び図２に示される実施形態では、第２ノズル１６ａが、３つ横方向に並んで１列をなし、この列が上下３段に配置されて全部で９つの第２ノズル１６ａがフィルター本体１２の下流側表面１２ｂに向かって洗浄空気を吹き付け得るように配置されている。

各第１ノズル１５ａは、これらに洗浄水を供給する送水管１５ｂを介して洗浄水供給装置である加圧送水ポンプ１５ｃに接続されている。この加圧送水ポンプ１５ｃには、該ポンプ１５ｃに洗浄水を供給源（図示せず）から供給する洗浄水供給管１５ｄが接続され、該加圧送水ポンプ１５ｃの作動により供給源から洗浄水を吸水し、送水管１５ｂを介して各第１ノズル１５ａに送水する。また、各第２ノズル１６ａは、これらに洗浄空気を送気する給気管１６ｂを介して洗浄空気供給装置である加圧送気ポンプ１６ｃに接続されている。この加圧送気ポンプ１６ｃには、周囲の空気を吸引する吸気口（図示せず）が設けられており、該加圧送気ポンプ１６ｃの作動により周囲の空気を吸引し、給気管１６ｂを介して各洗浄空気ノズル１６ａに送気する。加圧送水ポンプ１５ｃ及び加圧送気ポンプ１６ｃは、制御装置１７に電気的に接続され、この制御装置１７からの信号によりそれらの作動が制御される。

洗浄水を噴出する上段１列の第１ノズル１５ａは、フィルター本体１２の上部近傍位置にあり、斜め下向きに傾斜している上流側表面１２ａに対してその上部から下部に向かって斜めに洗浄水を吹き付ける。言い換えると、上段１列の第１ノズル１５ａの洗浄水噴射口を通る中心軸線は、フィルター本体１２の上流側表面１２ａに対して直交するのではなく斜めに交差するような位置に設置されている。従って、各第１ノズル１５ａの洗浄水噴射口から所定範囲に拡散噴射される洗浄水のどの部分でも上流側表面１２ａに対して直角に衝突することはなく、斜め下向きに傾斜している上流側表面１２ａの上部から下方部分に向かって斜めに衝突する。上段１列の第１ノズル１５ａがフィルター本体１２の上流側表面１２ａに洗浄水を吹き付ける範囲は、上流側表面１２ａの最上部から上下方向中間部までの横方向全域である。また、下段１列の第１ノズル１５ａは、フィルター本体１２の上流側表面１２ａにおける上下方向中間部から最下部付近までの横方向全域に渡って洗浄水を吹き付け、上段１列の第第１ノズル１５ａと同様に斜め下向きに傾斜している上流側表面１２ａに対してその上部から下部に向かって斜めに洗浄水を吹き付ける。

他方、洗浄空気を噴出する上段１列、中段１列、及び下段１列の各第２ノズル１６ａは、洗浄水を噴出する各第１ノズル１５ａとは異なり、各第２ノズル１６ａの洗浄空気噴射口を通る中心軸線１６ｄ（図３参照）が、フィルター本体１２の下流側表面１２ｂに対して直交する位置に設置されている。従って、各第２ノズル１６ａの洗浄空気噴射口から所定範囲に拡散噴射される洗浄空気のどの部分でも下流側表面１２ｂに対してほぼ直角及び直角に近い角度で衝突する。上段１列の第２ノズル１６ａがフィルター本体１２の下流側表面１２ｂに洗浄空気を吹き付ける範囲は、上流側表面１２ａの最上部からほぼ上下方向高さの三分の一程度の位置までの範囲における横方向全域である。また、中段１列の第２ノズル１６ａは、フィルター本体１２の下流側表面１２ｂにおける上下方向高さ三分の一の位置からほぼ上下方向高さ三分の二程度の位置までの範囲における横方向全域である。さらに、下段１列の第２ノズル１６ａは、フィルター本体１２の下流側表面１２ｂにおける上下方向高さ三分の二の位置から最下部までの範囲における横方向全域である。

次に、フィルター装置１０の動作について説明する。その前に、フィルター本体１２の典型的な構成は、その一部を拡大した図３に示されるように縦方向と横方向とに延びる多数のワイヤー線１２ｃ，１２ｄとが平織り状態に絡み合わされて無数の網目（メッシュ）１２ｅが形成されている。このようなフィルター本体１２が外気導入ダクト１１内にその内部通路を横断するように設置され、外気が、ガラリ２１から外気導入ダクト１１を介して所定期間吸気され続けると、外気に含まれる塵埃などがフィルター本体１２の上流側表面１２ａに付着し、その一部は、フィルター本体１２の網目（メッシュ）１２e内に入り込む。図３は、このような状態を示しており、参照符号１８はフィルター本体１２に付着した塵埃を示している。

フィルター本体１２への塵埃１８の付着量が多くなると、制御装置１７からの信号を受けて、加圧送気ポンプ１６ｃが作動し、加圧された洗浄空気が、配管１６ｂを介して各第２ノズル１６ａに送気され、各第２ノズル１６ａからフィルター本体１２の下流側表面１２ｂにおける全面に吹き付けられる。フィルター装置１０のこのような動作開始は、フィルター本体１２を挟んで上流側及び下流側のダクト内に設置した圧力センサーによるダクト内差圧力を検知することにより自動的に行うことができる。また、送風機の運転時間によるフィルター本体への塵埃付着量変化をあらかじめ調べておき、その変化特性を参考にして、送風機の運転が所定時間経過したことを検出することにより自動的にフィルター装置１０の動作を開始させることもできる。さらに、フィルター装置１０の動作は、そのダクト系に係る送風機の運転中でもよいが、送風機を停止した状態で行うことが、より安定した洗浄効果を得ることができることから好ましい。

各第２ノズル１６ａから加圧された洗浄空気がフィルター本体１２の下流側表面１２ｂに吹き付けられると、図４に示されるように、メッシュ１２ｅに入り込んだ塵埃１８は上流側表面１２ａに押し出され、その一部は洗浄空気により吹き飛ばされて除去される。しかし、塵埃１８の大部分はワイヤー線１２ｃ，１２ｄに付着した状態にある。そこで、制御装置１７は、加圧送気ポンプ１６ｃの作動を停止するように信号を出し、同時に加圧送水ポンプ１５ｃを作動させる信号を出す。この信号により加圧送水ポンプ１５ｃが作動され、該加圧送水ポンプ１５ｃに洗浄水供給管１５ｄを介して供給源から送られてくる洗浄水を所定圧に加圧して各第１ノズル１５ａに送水管１５ｂを介して供給する。

各第１ノズル１５ａから噴出する洗浄水は、すでに説明したように斜め下向きに傾斜したフィルター本体１２の上流側表面１２ａに対してその上部から下方へ向かって該上流側表面１２ａに斜めに吹き付けられる。上流側表面１２ａに斜めに吹き付けられた洗浄水は、該メッシュ１２ｅから上流側表面１２ａに押し出されて付着している塵埃１８をそぎ落とすように該上流側表面１２ａに衝突する。その結果、上流側表面１２ａに付着している塵埃１８は、フィルター本体１２の上流側表面１２ａが斜め下向きに傾斜していることから、洗浄水の衝突力により表面１２ａから剥がされてほぼ真下に落下し、また、洗浄水を含んで重くなることにより付着位置からほぼ真下に落下し、或いは上流側表面１２ａに沿って下方へ流し落とされる。

このように、フィルター本体１２がその上流側表面１２ａを斜め下向きに傾斜して配置されていること、このフィルター本体１２の下流側表面１２ｂに対して真正面から洗浄空気が吹き付けられてメッシュ１２ｅに詰まった塵埃１８が上流側表面１２ａに押し出されること、及び斜め下向きに傾斜した上流側表面１２ａに上部から斜めに洗浄水が吹き付けられること等の要素によりフィルター本体１２に付着していた塵埃１８は極めて効率的に洗い落とされる。なお、図示されてはいないが、フィルター本体１２の上流側表面１２ａに洗浄水を吹き付ける第１ノズル１５ａは、上段１列だけでもよい。すなわち、第１ノズル１５ａから噴出する洗浄水は、斜め下向きに傾斜した上流側表面１２ａに上部から斜めに吹き付けるようにしたことにより、上段１列の第１ノズル１５ａからフィルター本体１２における上流側表面１２ａの上部に吹き付けられた洗浄水は、上流側表面１２ａを伝わって下方へ流れ落ちるので、その流れ落ちる洗浄水により第１ノズル１５ａから直接洗浄水の及ばない中間部から下方部分に付着している塵埃１８も洗い落とすことができる。

フィルター本体１２から洗い落とされた塵埃１８は、真下に位置しているドレンパン１３で受けられ、その上方から落ちてくる洗浄水と共に排水管１４を通って外気導入ダクト１１の外に排出される。制御装置１７は、加圧送水ポンプ１５ｃを所定時間だけ作動させると停止の信号を出し、該加圧送水ポンプ１５ｃの作動を停止させ、フィルター本体１２の自動洗浄が終了する。

この発明に係る通気ダクト内設置フィルター装置について、前述した実施の形態では、制御装置１７が、最初に加圧送気ポンプ１６ｃを所定時間作動させて洗浄空気を各第２ノズル１６ａから噴出させた後に停止させ、次いで、加圧送水ポンプ１５ｃを所定時間作動させて洗浄水を各第１ノズル１５ａから噴出させて塵埃１８を洗い流すものであったが、この発明はこのような動作態様に限定されるものではなく、加圧送気ポンプ１６ｃと加圧送水ポンプ１５ｃとの動作を断続的に繰り返したり、加圧送気ポンプ１６ｃの動作中に加圧送水ポンプ１５ｃを断続的に動作させたり、或いは、洗浄終了後に加圧送水ポンプ１５ｃを再度作動させてフィルター本体１２に付着している洗浄水の水滴を除去して乾燥させたり、種々の動作パターンでフィルター本体の洗浄を実施することができる。なお、洗浄水を加圧して送水する加圧送水ポンプ１５ｃは、空気調和設備の加湿器用の加圧ポンプを利用することができる。また、洗浄水は、単なる水道水或いは汲み上げられた地下水などでよいが、専用の加圧送水ポンプ１５ｃを使用する場合には、洗浄液を混入した洗浄水をタンクなどに収容し、ここから第１ノズル１５ａへ圧送してもよい。

さらに、前述した実施の形態では、フィルター本体１２のメッシュ１２ｅに詰まっている塵埃１８を下流側表面１２ｂから洗浄空気を吹き付けて上流側表面１２ａに押し出すようにしたが、洗浄空気に代えて洗浄水を用いてもよい。この場合には、第２ノズル１６ａに供給する塵埃押出し用の水供給手段と塵埃洗い流し用の洗浄水供給手段に空気調和設備の加湿器用の加圧ポンプを共用し、配管に切り替えバルブを設けて適宜に選択して加圧水を第１ノズル１５ａ又は／および第２ノズル１６ａに供給することができるので、設備コストをより下げることができる。

前述した実施の形態では、空気調和装置に接続される外気導入ダクト内に設置したフィルター本体を洗浄するフィルター装置を例にしたが、本発明の通気ダクト内設置フィルター装置では、このような外気導入ダクト内に設置されたフィルター本体を洗浄する場合に限定されるものではなく、建造物内で発生する塵埃を外部に排出して換気する装置などの換気ダクト内に設置するフィルター本体を洗浄する場合などにも適用することができる。また、前述した実施の形態では、フィルター本体としてメッシュ状のものを例にしたが、本発明はこのようなフィルター本体に限定されるものではなく、種々のフィルターに適用できることはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係る通気ダクト内設置フィルター装置として、外気導入ダクト内に設置した場合を例として示す外気導入ダクトの概略的な断面図である。外気導入ダクト内に設置されたフィルター装置の全体構成を斜視的に示す概念図である。図１及び図１に示されるフィルター本体に塵埃が付着してメッシュに目詰まりしている状態を示す模式的にフィルター本体の一部を拡大した断面図である。図３に示されるフィルター本体の下流側表面から洗浄空気を吹き付けてメッシュに詰まっている塵埃を上流側表面に押し出した状態を模式的に示すフィルター本体の一部を拡大した断面図である。

１０通気ダクト内設置フィルター装置
１１外気導入ダクト（通気ダクト）
１２フィルター本体
１２ａ上流側表面
１２ｂ下流側表面
１２ｅ網目（メッシュ）
１３ドレンパン
１４排水管
１５第１洗浄装置
１５ａ第１ノズル
１５ｂ送水管
１５ｃ加圧送水ポンプ（洗浄水供給装置）
１６第２洗浄装置
１６ａ第２ノズル
１６ｂ給気管
１６ｃ加圧送気ポンプ（洗浄空気供給装置）
１７制御装置
１８塵埃
２０外壁
２１ガラリ
２２開口部

Claims

通気ダクトを通過する通気中の塵埃を付着させて除去すべく前記通気ダクト内に設置されたフィルター本体と、前記フィルター本体より前記通気ダクト内の上流側に配置され、前記フィルター本体の前記上流側表面に付着した塵埃を該上流側表面から洗い流す洗浄水を吹き付ける第１洗浄装置と、前記フィルター本体の前記上流側表面とは反対側の下流側表面に洗浄流体を吹き付けて前記フィルター本体に詰まった塵埃を前記上流側表面に押し出す、前記フィルター本体より前記通気ダクト内の下流側に配置された第２洗浄装置とを備え、
前記第１洗浄装置が、前記フィルター本体の前記上流側表面に向かって前記洗浄水を吹き付ける複数の第１ノズルと、これら第１ノズルに送水管を介して接続され、前記各第１ノズルに洗浄水を送水する洗浄水供給装置とから構成され、これら第１ノズルは、該第１ノズルから噴出する前記洗浄水を少なくとも前記フィルター本体の前記上流側表面に対して斜めに吹き付けるように洗浄水噴射口を通る中心軸線が、前記フィルター本体の前記上流側表面に対して斜めに交差する位置に設置され、
前記第２洗浄装置が、前記フィルター本体の前記下流側表面に向かって前記洗浄流体を吹き付ける複数の第２ノズルと、これら第２ノズルに洗浄流体供給管を介して接続され、前記各第２ノズルに前記洗浄流体を供給する洗浄流体供給装置とから構成され、これら第２ノズルは、それらの洗浄流体噴射口を通る中心軸線が、前記フィルター本体の前記下流側表面に対して直交する位置に設置されていると共に、前記第２ノズルから噴出する前記洗浄流体が前記フィルター本体のほぼすべの表面領域に吹き付けるように設置され、更に前記フィルター本体が、前記通気ダクト内に、該通気ダクトの上流側に向いた前記上流側表面が斜め下方に向くように傾斜して設置されていることを特徴とする通気ダクト内設置フィルター装置。
前記第２洗浄装置から吹き出される前記洗浄流体が、洗浄空気又は洗浄水のいずれかである請求項１に記載の通気ダクト内設置フィルター装置。
前記通気ダクト内設置フィルター装置が、制御装置をさらに備え、該制御装置が、前記第１洗浄装置と前記第２洗浄装置とを同時に又は選択的に作動させて前記各第２ノズルから洗浄流体を前記フィルター本体の前記下流側表面に吹き付け、かつ前記各第１ノズルから洗浄水を前記フィルター本体の前記上流側表面に吹き付ける請求項１又は２に記載の通気ダクト内設置フィルター装置。