JP5026504B2 - エアフィルタユニットのためのガイドを備えたエアフィルタハウジング - Google Patents

Description

本発明は、空気がフィルタチャンバ内に配置されたエアフィルタユニットを通過するように入口端及び出口端を備えた少なくとも１つの前記フィルタチャンバと、前記エアフィルタユニットを前記フィルタチャンバから脱着するために前記フィルタチャンバの側壁に配置された点検用開口部と、前記フィルタチャンバ内に配置された前記エアフィルタユニットを前記フィルタチャンバの前記入口端内の前記フィルタチャンバの端部壁に対して押圧するためのクランプ装置とを有しているエアフィルタハウジングに関する。さらに、本発明は、例えばエアフィルタハウジング内での利用に適合したエアフィルタユニットにも関連する。

導入部におけるフィルタハウジングは、周囲の空気が汚染される危険性がある特定の研究所やこれに類する施設のための濾過装置として知られている。空気がこのような環境から漏出しないように、上述の研究所は減圧された環境下にある場合がある。フィルタの機能は、例えば虫や他の空気伝播による感染体（infectious organism）のような、循環空気内のすべての感染粒子又は他の汚染物を捕捉することである。そうすると、フィルタユニットには、濾過装置の運転後に危険な汚染物質が含まれている危険性が存在する。従って、フィルタユニットを交換する前に確実にフィルタユニット内に捕捉された汚染物質が、人間にとって危険でない状態にしなければならない。このことは、あらゆるバクテリア、他の感染体若しくは伝染体、又はこれらに類するものを殺すために除染気体がフィルタユニットを通過することによって実現される。従って、空気又は気体がフィルタユニットを通過するが、フィルタユニットの外部に漏出しないことが肝要である。濾過すべき空気又は除染気体がエアフィルタユニットのみを確実に通過するように、シール要素はフィルタユニットの各端部とフィルタチャンバ及びクランプ装置それぞれの端部壁との間に配置されている。

しかしながら、使用済みのフィルタユニットを取り外し、取り外されたエアフィルタユニットを新しいエアフィルタユニットに交換する作業員は、防護に不適当な作業着を着ている場合があるので、そのような作業員が移動することは危険であり望ましくない。従って、エアフィルタユニット又はそのシール要素は、エアフィルタユニットをフィルタチャンバ内に導入する際に、特に空気がフィルタハウジング内で垂直方向に流れる場合に損傷する危険性が高い。

本発明に目的は、エアフィルタユニットをフィルタチャンバ内に導入する際にエアフィルタユニットが損傷する危険性を低減することにある。本発明の他の目的は、フィルタハウジングのフィルタチャンバ内におけるエアフィルタユニットの導入及び交換を容易にすることである。
米国特許第３，２４６，４５６号明細書 米国特許第３，４９４，１１３号明細書 米国特許第３，２４７，６５２号明細書

本発明の目的は、空気がフィルタチャンバ内に配置されたエアフィルタユニットを通過するように入口端及び出口端を備えた少なくとも１つの前記フィルタチャンバと、前記エアフィルタユニットを前記フィルタチャンバから脱着するために前記フィルタチャンバの側壁に配置された点検用開口部と、前記フィルタチャンバ内に配置された前記エアフィルタユニットを前記フィルタチャンバの前記入口端内の前記フィルタチャンバの端部壁に対して押圧するためのクランプ装置とを有しているエアフィルタハウジングであって、ガイドが、前記フィルタチャンバから脱着する際に前記エアフィルタユニットを案内することを特徴とするエアフィルタハウジングによって達成される。

好ましい実施例では、前記ガイドが、前記フィルタチャンバ内部における前記エアフィルタユニットの移動を案内しており、前記フィルタチャンバからの脱着の際に前記フィルタチャンバの前記端部壁から離間された前記エアフィルタユニットを保持している。前記ガイドは、前記フィルタチャンバの２つの対向する壁にレールを含み、前記レールは、前記エアフィルタハウジング内で空気が流れる方向、及び前記フィルタチャンバのための前記点検用開口部を横切る平面に対して横方向に延在している。好ましくは、前記レールは、前記フィルタハウジング内で空気が流れる方向において移動可能とされ、且つ前記レール内で案内及び保持される前記エアフィルタユニットの重量よりも大きなバネ力によって第１の位置に向かって付勢されており、前記エアフィルタユニットは、前記レールの前記第１の位置において前記フィルタチャンバの前記端部壁から離間されている。

第２の実施例では、前記フィルタハウジング内で空気が流れる方向は垂直方向であり、前記レールは前記クランプ装置に取り付けられた可撓性を有する要素によって第１の位置に保持され、前記エアフィルタユニットは前記レールの前記第１の位置において前記フィルタチャンバの前記端部壁から離間されている。

本発明は、前記エアフィルタハウジング内で前記ガイド手段と協働するための手段を有していることを特徴とする、上述のエアフィルタハウジング内での利用に適合したエアフィルタユニットにも関連する。

好ましい実施例では、エアフィルタユニットは、前記エアフィルタハウジングの側壁に設けられた前記レールで滑動可能な対向する両側壁の外側にバーを有している。優位には、前記バーの両端部が傾斜している。

本発明は、添付図面を参照して説明される。

図１は、本発明における好ましい実施例のエアフィルタハウジング１の概略的な斜視図である。好ましい実施例のハウジングには、エアフィルタユニットＦが内蔵された２つのフィルタチャンバ２，３が設けられている。点検用開口部４，５を介してフィルタチャンバ２，３にアクセスすることができる。前記点検用開口部４，５は、図１では開位置に位置するドア６，７によって閉鎖可能とされる。

図２は、点検用開口部４，５を含むエアフィルタハウジング１の部分断面図を含む側面図である。図２には、ドア６，７を図示しない。図２に表わすように、各フィルタユニットＦは、濾材（filter media）を囲んでいる周壁を備えている。この周壁によって、フィルタユニットを通過する空気は、横方向においてフィルタユニットから漏出せず、エアフィルタハウジング１の一端から他端に至るまで、すなわち長手方向においてフィルタユニットを通過することが確実になる。図２は、フィルタチャンバ２の内部に配置されたフィルタユニットＦの周壁の上方部分Ｕ及び下方部分Ｌを表わす。フィルタが動作している際には、各フィルタユニットＦは、クランプ装置８，９によってフィルタチャンバ２，３内に保持される。

クランプ装置８は、フィルタユニットＦを通過する空気又は気体の流れ方向において前後に移動可能なフレーム１０を備えている。図示の好ましい実施例では、フレーム１０を移動させるための手段は４つの空圧式シリンダ１１から構成される。図２には、そのうちの２つの空圧式シリンダが表わされる。これら空圧式シリンダは、矩形状のフレーム１０の角部に配置されているか、又はフレームの上側部分、下側部分、又は側方部分に角部から離間して配置されている。５つ以上の空圧式シリンダを利用することも可能ではあるが好ましくなく、３つの空圧式シリンダを三角形状に配置して利用することもできる。図２及び図３は、運転位置に配置されたフレーム１０の拡大図である。運転位置では、フレーム１０は、フィルタチャンバ２の第１の端部壁に対してフィルタユニットＦの遠位端、すなわちフレームから離間した端部を押圧しており、フィルタユニットの近位端に対して押圧されている。フィルタユニットＦは、濾材を囲む周壁の両端に固定された、例えばシールリングやこれに類する物のようなシール要素１２を備えている。フレーム１０は、圧縮バネ１３が各空圧式シリンダ１１のピストン１４に力を作用させることによって運転位置に向かって付勢される。フィルタユニットＦの各端部に設けられたシール要素１２は、圧縮バネ１３が発生させる圧縮力によって僅かに圧縮されている。これによりフィルタハウジングに流入する空気が、フィルタチャンバ２の第１の端部壁と前記フィルタチャンバ内に配置されたフィルタユニットＦの周壁の遠位端との間、又は前記周壁の近位端とフレーム１０との間で漏出することが防止される。各空圧式シリンダ１１は、フィルタチャンバ２内部に配置されたフィルタユニットＦが取り外され、且つ新しいフィルタユニットに交換された場合に、圧縮バネ１３の力に抗してピストンを移動させることによってフレーム１０を図２及び図３の右側に移動させるための圧力源に対する接続部（図示しない）を有している。

周縁フランジ１５は、フィルタチャンバ２の第２の端部内でフィルタハウジング１の外壁から内方に突出している。フレーム１０が運転位置に位置している場合には、フレーム１０の一部分１６は、シール要素１７を介して周縁フランジ１５と当接している。例えばＯリングのようなシール要素１７が、周縁フランジ１５又はフレーム１０に取り付けられている場合がある。このような構成によって、フィルタチャンバ２内部に配置されたフィルタユニットＦを通過する空気又は気体がフィルタユニットの周壁の外側に形成された空隙、すなわち図３における周縁フランジ１５の左側の空隙又は図２におけるフィルタチャンバの第１の端部壁と及び周縁フランジ１５との間の空隙に流入することは阻止される。この空隙には、フィルタチャンバに対する点検用開口部４が含まれている。これによりフィルタが運転している間、又は点検用開口部のシールが気密になっていない場合であっても、汚染空気又は除染気体が点検用開口部から漏出することは阻止される。従って、二重の安全構造を実現することができる。

フィルタチャンバ２の端部壁、すなわち図１〜図３の左側に向かってフィルタユニットＦを押圧可能とするために、フレーム１０は、周縁フランジ１５の内周よりも小さな外周を有している第１の管状部分１８と、周縁フランジ１５の内周よりも大きな外周を有している第２の管状部分１６とを有している。第２の管状部分の長手方向長さは第１の管状部分１８の長手方向長さよりも短く、第２の管状部分は空圧式シリンダ１１近傍でフレーム１０の一部分内に配置されている。これにより、第１の管状部分１８は、周縁フランジ１５によって阻害されることなく長手方向において移動可能とされる。第２の管状部分１６の幅は、フレーム１０がフィルタチャンバ２の第１の端部壁に対してフィルタユニットＦを押圧する運転位置に位置している場合に、Ｏリング１７が圧縮されるように選定される。

第２のフィルタチャンバ３は、フィルタチャンバ２と同様に構成され、上述のクランプ装置１０，１１に類するクランプ装置を含んでいる。

本発明におけるフィルタハウジングは、フィルタチャンバ内でフィルタユニットを案内するための手段も備えている。図２及び図３に表わすように、フィルタチャンバには、フィルタユニットＦ内における空気流に対して横方向、すなわち点検用開口部４の平面に対して垂直方向に延在する上部レール１９及び下部レール２０が設けられている。“上部（upper）”や“下部（lower）”との用語は、図面に表わすようにフィルタハウジングの水平方向位置（horizontal location）、すなわちフィルタユニットを通過する水平な空気流に対する相対的な位置を示すことに留意すべきである。しかしながら、図示のエアフィルタハウジングは、垂直方向位置（vertical position）、すなわちフィルタユニットを通過する垂直な空気流内に配置されており、上部レール１９及び下部レール２０はフィルタチャンバの両側壁に配置されている。上部レール１９及び下部レール２０は、スリーブ２１に取り付けられた各端部に位置している。このスリーブは、長手方向に延在しており、且つ一端が周縁フランジ１５に固定され、他端がフィルタチャンバ２の入口端の端部壁に固定されているロッド２２によって滑動可能に支持されている。圧縮バネ２３は、スリーブ２１とフィルタチャンバ２の入口端の端部壁との間に配置され、スリーブを付勢しているので、上部レール１９及び下部レール２０それぞれが図２及び図３の右側に移動する。ストッパ要素２４は、スリーブ２１が圧縮バネ２３によって図２及び図３の右側に移動しないようにロッド２２に固定されている。フィルタチャンバ２，３内部に配置されたフィルタユニットＦの両側壁には、バーＢ、又は上部レール１９及び下部レール２０内で滑動可能な物が設けられている。上部レール１９及び下部レール２０を保持している各スリーブ２１がストッパ要素２４を付勢している場合には、これらレールはフィルタチャンバの長手方向中央に位置することになる。

ロッド２２の断面は矩形状であることが望ましいが、例えば円状のような他の断面形状であっても良い。前記ロッドは、中実材料から成る場合もあるが、中空材料から成ることが望ましい。図示の実施例では、ロッド２２は、フィルタチャンバの端部壁から周縁フランジ１５に至るまで延在しているが、ロッドはストッパ要素２４よりも長い必要はなく、この場合にはロッドの端部がストッパ要素として機能する。好ましい実施例では、上部レール１９及び下部レール２０の断面はＵ字状断面であるが、任意形状の断面のガイドレールを利用することもできることは言うまでもない。図示の実施例では、各側壁に単一のレールが配置されているが、２本以上のレールが設けられていても良い。しかしながら、新しいフィルタユニットＦをフィルタチャンバ内に容易に導入するためには、１本のレールが設けられていることが望ましい。

フィルタユニットのための案内手段は、以下のように機能する。使用済みのフィルタユニットが取り外され、新しいフィルタユニットに交換された場合に、クランプ装置８の空圧式シリンダ１１が動作し、フレーム１０はクランプ装置の圧縮バネ１３の力に抗して運転位置から外れる、すなわち図面の右側に移動する。これによりスリーブ２１がストッパ要素２４に当接するまで、案内手段の圧縮バネ２３は上部レール１９及び下部レール２０、ひいては使用済みのフィルタユニットＦを図面上の右側に向かって阻害されることなく付勢する。従って、フィルタユニットはフィルタチャンバ２の長手方向中央に配置され、シール要素１２はフレーム１０とフィルタチャンバ２の入口端の端部壁との両方と接触しなくなる。使用済みのフィルタユニットＦは、点検用開口部４を通じてフィルタチャンバから容易に取り外し可能になる。バーＢと上部レール１９及び下部レール２０とが協働することによって、フィルタユニットＦは点検用開口部４の平面に対して垂直方向において確実に移動可能となる。

使用済みのフィルタユニットＦが取り外された後に、新しいフィルタユニットＦがフィルタチャンバ２内に導入される。このことは、上部レール１９及び下部レール２０それぞれに新しいフィルタユニットＦのバーＢの端部を配置し、その後に新しいフィルタユニットＦをフィルタチャンバ２内部に押圧することによって為される。バーＢと上部レール１９及び下部レール２０とが協働することによって、これらレールによって案内される新しいフィルタユニットＦは、点検用開口部４を横切る平面に対して垂直な経路内で移動する。フィルタハウジングが垂直方向位置内に位置している場合であっても、圧縮バネ２３によって上部レール１９及び下部レール０２０が長手方向中央に確実に保持されるように、圧縮バネの力はフィルタユニットＦの重量よりも大きいことが好ましい。バーＢの両端部は、フィルタユニットをフィルタチャンバ内部にさらに導入可能なように傾斜している場合がある。さらに、点検用開口部４に対向する上部レール１９及び下部レール２０の両端部には、点検用開口部が形成された側壁に対向するフィルタチャンバの側壁にエアフィルタユニットが到達する前にバーＢ、ひいてはエアフィルタユニットＦの移動を停止させるストッパ要素が形成されている。

新しいエアフィルタユニットＦがフィルタチャンバの中央に配置された場合には、空圧式シリンダ１１は動作しない。その後に、圧縮バネ１３が空圧式シリンダ１１のピストンを移動させることによって、フレーム１０が図面の左側に移動する。フレーム１０は、フィルタユニットがフィルタチャンバの入口端でフィルタチャンバの端部壁に当接するまで図面に左側にエアフィルタユニットＦを移動させる。フィルタユニットＦは、スリーブ２１がロッド２２上で案内されることによって長手方向のみに正確に移動する。

クランプ装置の圧縮バネ１３の力は、フィルタユニットＦの運転位置においてフィルタユニットＦのシール要素１２を適切且つ確実に圧縮するために案内装置の圧縮バネ２３の力よりも大きい。

運転位置から取り外し位置（discharge position）にフィルタユニットを復帰移動させるために、圧縮バネ２３を設ける代わりに、当該移動がフレーム１０の移動に連動している場合がある。可撓性を有する細長要素の長さは、フレームがクランプ装置の空圧式シリンダ１１によって非運転位置に配置された場合におけるバーＢとフレーム１０との間の距離に対応しており、この細長要素は自身の両端近傍でフレーム及びバーに取り付けられている。フレームが運転位置に位置している場合には、可撓性を有する細長要素は、クランプ装置によってエアフィルタユニットのシール要素を圧縮可能とするために僅かに屈曲している必要がある。フィルタハウジングが垂直方向位置内に配置されている場合には、このようにフレームに結合する。

当業者であれば、本発明の技術的範囲に属する幾つかの方法で上述の実施例を改良することができる。例えば、レールは、レールの端部に配置された上述のロッド同士の間で３本以上の上述のレール、すなわち１本以上のレールによって支持されている場合もある。レールは、摩擦を低減するライニング若しくはこれに類するもの又は他の摩擦低減手段を有している場合がある。従って、本発明は、本願特許請求の範囲の文言のみによって限定される。

２つのフィルタチャンバに対する点検用開口部のためのドアが開口した状態の、本発明における好ましい実施例のフィルタハウジングの斜視概略図である。 図１のフィルタ用エアハウジングの、部分断面図を含む側面概略図である。 図２の部分拡大図である。

符号の説明

１ エアフィルタハウジング
２ フィルタチャンバ
３ フィルタチャンバ
４ 点検用開口部
５ 点検用開口部
６ ドア
７ ドア
８ クランプ装置
９ クランプ装置
１０ フレーム
１１ 空圧式シリンダ
１２ シール要素
１３ 圧縮バネ
１４ ピストン
１５ 周縁フランジ
１６ （フレームの）一部分
１７ シール要素
１８ 第１の管状部分
１９ 上部レール
２０ 下部レール
２１ スリーブ
２２ ロッド
２３ 圧縮バネ
２４ ストッパ要素
Ｂ バー
Ｆ フィルタユニット

Claims (6)

1. 空気がフィルタチャンバ内に配置されたエアフィルタユニット（Ｆ）を通過するように入口端及び出口端を備えた少なくとも１つの前記フィルタチャンバ（２，３）と、前記エアフィルタユニットを前記フィルタチャンバから脱着するために前記フィルタチャンバの側壁に配置された点検用開口部（４，５）と、前記フィルタチャンバ内に配置された前記エアフィルタユニットを前記フィルタチャンバの前記入口端内の前記フィルタチャンバの端部壁に対して押圧するためのクランプ装置とを有しているエアフィルタハウジング（１）であって、
   前記フィルタチャンバ（２、３）には、ガイド手段が設けられており、
   前記ガイド手段が、前記フィルタチャンバ（２，３）から脱着する際に、前記フィルタチャンバ（２，３）内部における前記エアフィルタユニット（Ｆ）の移動を案内し、
   前記ガイド手段は、前記フィルタチャンバからの脱着の際に前記フィルタチャンバ（２）の前記端部壁から離間された前記エアフィルタユニット（Ｆ）を保持しており、
   前記ガイド手段は、前記フィルタチャンバの２つの対向する壁にレール（１９，２０）を含み、
   前記レールは、前記エアフィルタハウジング内で空気が流れる方向、及び前記フィルタチャンバのための前記点検用開口部（４，５）を横切る平面に対して横方向に延在しており、
   前記レール（１９，２０）は、前記フィルタハウジング内で空気が流れる方向において移動可能とされることを特徴とするエアフィルタハウジング（１）。
2. 前記レール（１９，２０）は、前記レール内で案内及び保持される前記エアフィルタユニット（Ｆ）の重量よりも大きな力を発生させるバネによって前記フィルタチャンバの長手方向における中間位置に向かって付勢され、
   前記エアフィルタユニットは、前記レールの前記中間位置において前記フィルタチャンバ（２，３）の前記端部壁から離間されていることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタハウジング（１）。
3. 前記フィルタハウジング内で空気が流れる方向は、前記クランプ装置に対して垂直方向であり、
   前記レールは、前記クランプ装置に取り付けられた可撓性を有する要素によって前記フィルタチャンバの長手方向における中間位置に保持され、
   前記エアフィルタユニットは、前記レールの前記中間位置において前記フィルタチャンバの前記端部壁から離間されていることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタハウジング（１）。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアフィルタハウジング（１）内で使用されるように適合されたエアフィルタユニット（Ｆ）であって、
   前記エアフィルタハウジング内で前記ガイド手段と協働するためのバー（Ｂ）を有していることを特徴とするエアフィルタユニット（Ｆ）。
5. 前記フィルタユニット（Ｆ）の対向する両側壁の外側に配置され、且つ前記エアフィルタハウジング（１）における前記フィルタチャンバ（２，３）の側壁に設けられた前記レール（１９，２０）内で滑動可能であるバー（Ｂ）を有していることを特徴とする請求項４に記載のエアフィルタユニット（Ｆ）。
6. 前記バー（Ｂ）の両端部が傾斜していることを特徴とする請求項５に記載のエアフィルタユニット（Ｆ）。

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