JP5874077B1 - フィルタ装置、酸素濃縮装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ装置のフィルタを自動的に掃除する。【解決手段】フィルタ装置１では、気体が流れる主流路１８上に円盤状のフィルタ１０を配置し、このフィルタ１０をモータ１４で回転させる。主流路１８におけるフィルタ１０よりも下流側において、分岐流路２２を分岐させて分岐した気体をフィルタ１０の反対方向に通過させる。フィルタ１０の回転によって、フィルタ１０と主流路１８が重なる集塵領域１１Ａで回収した塵埃を、フィルタ１０と分岐流路２２が重なる掃除領域１１Ｂに移動させることで、フィルタ１０から離脱させる【選択図】図５

Description

本発明は、気体を清浄するフィルタ装置、当該フィルタ装置を用いた酸素濃縮装置に関する。

従来、エアコン、酸素濃縮器、サーバー、プロジェクター等の各種機械又は電気機器では、空気等の気体を循環して内部を冷却したり、空気等の気体そのものを利用したりする場合がある。そのような本体機器では、気体に含まれる塵埃を清浄するフィルタ装置が採用されることが多い。このフィルタ装置では、気体の流路の途中にフィルタを配置して、そのフィルタによって塵埃を捕捉する。このフィルタは、一定期間利用すると目詰まりが発生する。

このフィルタの目詰まりを回避するため、フィルタを定期的に自動清掃する清掃機構付のフィルタ装置が存在する（特許文献１参照）。この清掃機構は、塵埃を回収する回転ブラシをフィルタに接触させて、両者を相対運動させる。結果、フィルタに付着する塵埃が、ブラシの回転によって取り除かれる。ブラシ側に回収される塵埃は、回収箱に回収されるようになっている。この清掃作業は、一定期間経過する毎に断続的に自動実行される。

特開２０１１−２４５４６０号公報

しかしながら、従来のフィルタ装置の清掃機構は、フィルタ上の塵埃の全てがブラシによって回収される訳ではなく、一部の塵埃がフィルタに残存しやすいという問題があった。また、清掃作業中はフィルタが機能しなくなるので、本体機器の稼動中ではなく、電源をＯＮ又はＯＦＦのタイミングで清掃を行わなければならないという問題があった。

また、本体機器の動作音をできる限り小さくしたいという要望が多いが、従来のフィルタ装置の場合、内部のファン（ブロア）の音がフィルタを介して外部に漏れやすいという問題があった。

更に近年の各種機器の小型化に伴い、フィルタ装置のコンパクト化が求められている。しかし、従来の清掃機構は、ブラシを配置するスペースや、ブラシとフィルタを相対移動させる空間が必要となるため、コンパクト化が難しいという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、フィルタの塵埃を十分に回収可能で、かつ、省スペース化を実現可能なフィルタ装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明は、気体が流れる主流路と、前記主流路上に配置されて前記気体が一方向に通過する円盤状のフィルタと、前記フィルタを回転させるモータと、前記主流路における前記フィルタよりも下流側に配置され、前記主流路の前記気体の一部を分岐させると共に、分岐した前記気体を、前記フィルタに対して前記一方向と反対となる他方向に通過させる分岐流路と、を備え、前記フィルタを回転させることで、該フィルタと前記主流路が重なる集塵領域で該フィルタが回収した塵埃を、前記フィルタと前記分岐流路が重なる掃除領域に移動させることで、該フィルタから離脱させることを特徴とする、フィルタ装置である。

上記フィルタ装置に関連して、前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側が、前記フィルタの面方向に延びることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記フィルタは、回転軸が水平となるように配置され、
前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側が、鉛直方向に延びることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記主流路における前記集塵領域よりも上流側が、前記フィルタの面方向に延びることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記フィルタは、回転軸が水平となるように配置され、前記主流路における前記集塵領域よりも上流側が、鉛直方向に延びることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記主流路における前記集塵領域よりも上流側が、前記フィルタの面方向に延びており、前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側が、前記フィルタの面方向に延びており、前記フィルタの前記回転軸に対して直角方向から視た場合に、前記フィルタの面方向に延びる前記主流路と前記分岐流路の少なくとも一部が重なることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記分岐流路の下流において前記気体及び塵埃を鉛直下方に放出することを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側には塵埃回収箱が着脱自在に配置されており、前記塵埃回収箱には、前記気体を通過させると共に前記塵埃を集塵する回収フィルタが配置されることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記回収フィルタが、前記塵埃回収箱の底面を構成することを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記主流路の前記フィルタよりも上流側において、該フィルタから距離を空けるようにして、前記集塵領域と対向するように配置される主流路側カバー部を備え、前記主流路側カバー部により、前記主流路の上流側の気体が前記フィルタの面方向に案内されることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記主流路側カバー部が着脱自在に配置され、前記主流路側カバー部を離脱すると、前記フィルタの少なくとも一部が外部に露出することを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記主流路の前記フィルタよりも上流側の前記集塵領域と重ならない場所において、該フィルタと対向するように接近して配置される案内部を備え、前記案内部により、前記主流路の気体が前記集塵領域まで前記フィルタの面方向に案内されることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記分岐流路における前記フィルタよりも下流側において、前記フィルタから距離を空けるようにして、前記掃除領域と対向するように配置される分岐路側カバー部を備え、前記分岐路側カバー部により、前記分岐流路の下流側の気体が前記フィルタの面方向に案内されることを特徴とする。

上記フィルタ装置に関連して、前記主流路における前記フィルタよりも下流側に配置される吸引空間と、前記主流路における前記吸引空間よりも下流側に配置される加圧空間と、前記吸引空間の気体を前記加圧空間に移送する気体移送手段と、を備え、前記分岐流路は、前記加圧空間において分岐形成されることを特徴とする。

上記目的を達成する本発明は、上記のいずれかに記載のフィルタ装置を搭載したことを特徴とする酸素濃縮装置である。

本発明に記載のフィルタ装置等によれば、利用者のメンテナンス負担を軽減しながらも、確実に塵埃を回収することができる。またフィルタ装置の省スペース化を実現できる。

本発明の実施形態に係るフィルタ装置の（Ａ）正面図、（Ｂ）カバー部材を取り外した状態の正面図である。 同フィルタ装置の背面図である。 同フィルタ装置における（Ａ）図１「Ａ−Ａ」矢視側面断面図、（Ｂ）図１「Ｂ−Ｂ」矢視側面断面図、（Ｃ）図１「Ｃ−Ｃ」矢視側面断面図、（Ｄ）図１「Ｄ−Ｄ」矢視平面断面図、（Ｅ）図１「Ｅ−Ｅ」矢視平面断面図である・ 同フィルタ装置の斜視図である。 同フィルタ装置の分解斜視図である。 同フィルタ装置を適用した酸素濃縮器の（Ａ）正面断面図、（Ｂ）側面断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は同フィルタ装置の塵埃回収箱の応用例を示す斜視図である。 同フィルタ装置の塵埃回収箱の応用例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１乃至図５には、本発明の実施の形態に係るフィルタ装置１が示されている。図５の分解図の通り、このフィルタ装置１は、円盤状のフィルタ１０と、このフィルタ１０を回転させるモータ１４と、気体（空気）が流れる主流路１８と、清掃用の気体（空気）が流れる分岐流路２２と、第一流路形成部材３０と、カバー部材５０と、塵埃回収箱６０と、動作検知手段７０と、第二流路形成部材８０を有する。

主流路１８は、塵埃を含む気体が流れる通路であって、フィルタ１０の集塵領域１１Ａに気体を通過させることによって塵埃が収集される。塵埃が除去された気体は、各種目的で利用される。従って、このフィルタ装置１は、主流路１８の下流側に、本フィルタ装置１を必要とする機器本体が配置される。

分岐流路２２は、主流路１８のフィルタ１０よりも下流側において主流路１８から分岐される流路であって、フィルタ１０の掃除領域１１Ｂに気体を通過させて、フィルタ１０に収集された塵埃を除去・回収する。この分岐流路２２には、主流路１８を流れる気体の一部が流れ込む。分岐流路２２において掃除領域１１Ｂを気体が通過する方向は、気体主流路１８において集塵領域１１を気体が通過する方向と反対となる。

フィルタ１０は、放射状のスポークを有するリング状のフレーム材１０Ａと、このフレーム材に固定されるメッシュ材１０Ｂを有する。このメッシュ材１０Ｂに気体を通過させることで、気体に含まれる塵埃を捕捉する。フィルタ１０は、回転軸が水平となるように配置される。即ち、フィルタ１０の平面は、鉛直且つ水平方向に広がっている。フィルタ１０が配置される空間には、主流路１８と重なる集塵領域１１Ａと、分岐流路２２と重なる掃除領域１１Ｂが形成される。フィルタ１０（フレーム材１０Ａ、メッシュ材１０Ｂ）の材料は、鉄やステンレス等の金属の他、樹脂を採用することができる。金属の場合は、表面に絶縁フィルムや絶縁コーティングを施して、筐体への漏電を抑制することが好ましい。

第二流路形成部材８０は、フィルタ１０の内側（ここでは機器本体側を内側と定義する）に接近して配置されるプレート部材であって、フィルタ１０に対向する主流路用開口８０Ａ及び分岐流路用開口８０Ｂを有する。主流路用開口８０Ａの面積は、分岐流路用開口８０Ｂの面積よりも大きい。この主流路用開口８０Ａによってフィルタ１０の集塵領域１１Ａが画定され、分岐流路用開口８０Ｂによってフィルタ１０の掃除領域１１Ｂが画定される。

更に主流路用開口８０Ａは、フィルタ１０の上半分の範囲内において、上下方向（フィルタ１０にとっての半径方向）寸法よりも水平方向（フィルタ１０にとっての周方向）寸法が大きくなる。一方で分岐流路用開口８０Ｂは、フィルタ１０の下半分に範囲内において、水平方向（フィルタ１０にとっての周方向）寸法よりも上下方向（フィルタ１０にとっての半径方向）寸法が大きくなる。また、主流路用開口８０Ａの半径方向寸法と比較して、分岐流路用開口８０Ｂの半径方向寸法が大きく設定される。従って、集塵領域１１Ａを利用してフィルタ１０で回収された塵埃が、フィルタ１０の回転によって掃除領域１１Ｂに移動すると、集塵領域１１Ａの半径方向の範囲全体を、掃除領域１１Ｂがカバーできるようになっており、塵埃の回収不足が生じないようになっている。

第二流路形成部材８０における主流路１８の下流側には、吸引空間８２が形成される。また、主流路１８における吸引空間８２よりも更に下流側には、加圧空間８４が形成される。また、吸引空間８２と加圧空間８４の間には、気体を吸引空間８２から加圧空間８４に移送する気体移送手段８６が配置される。この気体移送手段８６は、例えばファンやブロア、ポンプ等であり、気体を吸引空間８２から加圧空間８４へ強制的に移動させる。結果、吸引空間８２が負圧状態となり、この負圧によって、外部から主流路１８を経由して吸引空間８２に気体が流れ込む。一方、加圧空間８４は正圧状態となる。この正圧によって、加圧空間８４の主流路１８から分岐流路２２が分岐する。従って、この加圧空間８４の正圧により、主流路１８の気体の一部が、分岐流路２２を経てフィルタ１０の外部に放出される。

モータ１４は、回転軸にフィルタ１０が固定されることで、フィルタ１０を直接回転させる。モータ１４は、ブラケット１４Ａを介して第一流路形成部材３０に固定される。

動作検知手段７０は、ここでは光検知機器を利用しており、フィルタ１０のスポーク材１０Ａとメッシュ材１０Ｂの光反射率又は光透過率の違いを利用してフィルタ１０の回転を検知する。具体的には反射型フォトインタラプタを採用しており、第一流路形成部材３０に固定することで、スポーク材１０Ａとメッシュ材１０Ｂの光反射率の違いを検知し、フィルタ１０の回転状態を認識する。特に図示しない制御装置により、フィルタ１０の回転に異常が生じた場合はアラームを出す。なお、動作検知手段７０として、発光部と受光部をフィルタ１０の両外側に配置し、フィルタ１０の光透過率の違いから回転を検知しても良い。また、モータ１４にエンコーダを設置し、モータ軸の回転を直接検知することも可能である。なお、動作検知手段７０の設置場所は、フィルタ１０と対向できる場所であれば他の場所でも良い。

第一流路形成部材３０は、フィルタ１０の外側（主流路１８を基準とした場合に上流側）に配置される。第一流路形成部材３０は、一対の案内プレート（案内部）３２Ａを有する。この案内プレート３２Ａは、フィルタ１０を面垂直方向から視た場合に、集塵領域１１Ａと重ならない場所で、このフィルタ１０と対向するように接近配置される。この案内プレート３２Ａは、ここでは鉛直方向に広がる板状部材であり、フィルタ１０よりも上流側の主流路１８の一部を形成する。結果、この案内プレート３２Ａに沿って気体が平面方向（鉛直上方向）に流れるようになっており、その気体が、フィルタ１０の集塵領域１１Ａまで案内される。各案内プレート３２Ａにおける気体が流れる方向の両サイド（水平方向の両脇）には側壁３２Ｂが形成されており、この側壁３２Ｂによって、気体が、外部に漏れることなく鉛直方向に集塵領域１１Ａまで案内される（図１（Ｂ）、図３（Ｂ）等参照）。

更に第一流路形成部材３０は、フィルタ１０から距離を空けて、掃除領域１１Ｂと対向するように配置される分岐路側カバープレート（分岐路側カバー部）３４Ａを有する。この分岐路側カバープレート３４Ａは、ここでは鉛直方向に広がる板状部材であり、フィルタ１０よりも下流側の分岐流路２２の一部を形成する。フィルタ１０の掃除領域１１Ｂを面垂直方向に通過した気体は、この分岐路側カバープレート３４Ａに衝突して進行方向を面方向に変える（屈曲される）。なお、この分岐路側プレート３４Ａに沿って気体が流れる方向（鉛直下方向）の両サイド（水平方向の両脇）及び気体が流れる方向の反対方向（上端）の縁に、合計３つの側壁３４Ｂが形成される。従って、分岐路側カバープレート３４Ａは、３つの側壁３４Ｂによって取り囲まれるようにして流路を構成し、鉛直下方向に気体を案内する。なお、本実施形態では、分岐路側カバープレート３４Ａによって構成される分岐流路２２の水平方向両脇に、案内プレート３２Ａによって構成される一対の主流路１８が配置される（図１（Ｂ）参照）。従って、分岐路側カバープレート３４Ａの両サイドの側壁３４Ｂと、案内プレート３２Ａにおける内側サイドの側壁３２Ｂは、鉛直方向に延びる一つの板状部材で兼ねている。

従って、第一流路形成材３０を水平方向且つフィルタ１０の回転軸に対して直角方向から視た場合に、主流路１８の上流側（図３（Ｂ）参照）と分岐流路２２の下流側（図３（Ｃ）参照）の一部が重なる。結果、フィルタ装置１を極めて薄型に構成できる。なお、本実施形態では、分岐路側カバープレート３４Ａと３つの側壁３４Ｂによって囲まれる空間の上部にモータ１４が収容される。

図５に示すように、第一流路形成部材３０における分岐路側カバープレート３４Ａの下流端（即ち鉛直下端）には、開口３６Ａが形成されており、この開口３６Ａから分岐流路２２を流れてきた気体が下向きに放出される。なお、この開口３６Ａには柵部材３６Ｂが形成されており、安全面の観点から、内部に指を挿入してフィルタ１０の掃除領域１１Ｂに触れることができないようになっている。

第一流路形成部材３０における開口３６Ａの下流側（即ち鉛直下側）には、塵埃回収箱６０の挿入空間３８Ａが形成される。この挿入空間３８Ａは、フィルタ１０の反対側の面が開口しており、そこから塵埃回収箱６０が着脱自在に挿入される。また、挿入空間３８Ａの底面３８Ｂには、通気性を有する状態の部材又は加工が施されており、具体的には柵または格子が形成される。結果、開口３６Ａから挿入空間３８Ａに放出される気体が、この底面３８Ｂから下方（外部）に通過（放出）できる。

塵埃回収箱６０は、上面に形成される気体取り込み口６０Ａと、底面に形成される回収フィルタ６０Ｂを有する。気体取り込み口６０Ａは、挿入空間３８Ａに配置される状態において開口３６Ａと対向し、開口３６Ａから放出される気体を箱内に取り込む。底面の回収フィルタ６０Ｂは、網目状の材料で構成されており、気体を通過させると共に気体に含まれる塵埃（即ち、フィルタ１０の掃除領域１１Ｂに付着していた塵埃）を集塵する。この回収フィルタ６０Ｂは、挿入空間３８Ａの底面３８Ｂと対向しているので、回収フィルタ６０ Ｂを通過した気体は、挿入空間３８Ａの底面３８Ｂを介して外部に放出される。回収フィルタ６０Ｂは、着脱自在となっており、回収した塵埃を容易に洗浄できる。なお、回収フィルタ６０の面積が小さい場合は、図７（Ａ）に示すように、底面以外にも、前面又は後面、或いは側面にも回収フィルタ６０を配置することができる。また例えば、図７（Ｂ）に示すように、塵埃回収箱６０をフレーム構造とし、その中にメッシュ状の袋を配置して、それ自体を回収フィルタ６０にすることもできる。また例えば、図７（Ｃ）に示すように回収フィルタ６０を波型にしたり、図７（Ｄ）に示すようにラビリンス型にしたりすることで、回収面積を増大させることも好ましい。

カバー部材５０は、フィルタ１０及び第一流路形成部材３０を外側から覆う部材である。カバー部材５０は、鉛直方向且つ水平方向に広がる主流路側カバープレート（主流路側カバー部）５２Ａを有する。この主流路側カバープレート５２Ａは、ここでは水平且つ鉛直方向に広がる板状部材であり、主流路１８におけるフィルタ１０よりも上流側において、フィルタ１０から距離を空けて集塵領域１１Ａと対向するように配置される。主流路側カバープレート５２Ａにおける気体が流れる方向（鉛直下方向）の両サイド（水平方向の両脇）及び気体が流れる方向の一方（上端）の縁には、合計３つの側壁５２Ｂが形成される。この側壁５２Ｂは、吸音性の高いスポンジ、ウレタン等の多孔質材料で構成することもできる。

この主流路側カバープレート５２Ａ及び３つの側壁５２Ｂによって形成される主流路１８内では、気体が鉛直上方に案内されて３つの側壁５２Ｂに衝突し、その気体が水平方向に屈曲されて集塵領域１１Ａ側へ方向転換する。なお、主流路側カバープレート５２Ａ及び３つの側壁５２Ｂによって構成される主流路１８の上流側（鉛直下側）には、第一流路形成部材３０の案内プレート３２Ａ及び側壁３２Ｂが連続する。従って、案内プレート３２Ａ等によって鉛直上方に案内される気体は、主流路側カバープレート５２Ａ側に流れ込む。

カバー部材５０は、主流路側カバープレート５２Ａに連続するようにして、気体取り込みプレート５４Ａを有する。気体取り込みプレート５４Ａは、第一流路形成部材３０の案内プレート３２Ａに対して隙間（流路）を確保した状態で対向する。この気体取り込みプレート５４Ａには、複数の通気用スリット５４Ｂが形成されており、この通気用スリット５４Ｂから気体を取り込む。取り込まれた気体は、既に述べた案内プレート３２Ａ及び主流路側カバープレート５２Ａを経て、フィルタ１０の集塵領域１１Ａまで案内される。

このカバー部材５０は、第一流路形成部材３０又は機器本体に対して着脱自在に配置される。従って、このカバー部材５０を取り外すと、主として、フィルタ１０の集塵領域１１Ａを含む範囲が露出する。従って、フィルタ１０の定期メンテナンス作業時は、このカバー部材５０を取り外すだけで、フィルタ１０を布等で拭くことができる。

次に、このフィルタ装置１の動作及び気体の流れについて説明する。

このフィルタ装置１では、主流路１８に気体を流すと共に、その気体の一部を分岐流路２２に分岐させる。結果、主流路１８とフィルタ１０が重なる集塵領域１１Ａには、主流路１８を流れる気体に含まれる塵埃が集められる。フィルタ１０は、モータ１４によって回転することで、集塵領域１１Ａで集めた塵埃を掃除領域１１Ｂまで搬送する。分岐流路２２の流れ方向は、主流路１８と反対になるので、掃除領域１１Ｂでは、この塵埃が気体によって離脱されて、フィルタ１０が自動清掃される。なお、モータ１４によるフィルタ１０の回転は定速回転でも良く、一定の時間間隔を空けた断続回転でも良い。

フィルタ１０は、回転軸が水平となるように配置されており、フィルタ１０の回転軸方向（水平方向）に通過する分岐流路２２の下流側が、フィルタ１０の平面方向（鉛直下方）に屈曲する。従って、掃除領域１１Ｂにおいて、フィルタ１０に付着した塵埃を回収した気体は、分岐流路２２によって鉛直下方に屈曲して、その下流端の開口３６Ａから、塵埃回収箱６０に放出される。この気体は、更に塵埃回収箱６０の底面の回収フィルタ６０Ｂから下方に放出されるが、その際、この回収フィルタ６０Ｂによって塵埃が再度集塵される。従って、回収フィルタ６０Ｂから外部に放出される気体は、塵埃を含まない清潔な状態となる。なお、この塵埃回収箱６０は着脱自在に設置されているので、定期的に取り外して、回収フィルタ６０Ｂによって集塵される塵埃を廃棄すれば、回収フィルタ６０Ｂも常に清潔に維持できる。勿論、回収フィルタ６０Ｂを水等で定期的に洗浄することも好ましい。

このように、分岐流路２２における掃除領域１１Ｂよりも下流側が、気体の流れ方向に沿って、フィルタ１０の平面方向（鉛直下方）に延びることから、内部の気体移送手段８６の動作音が、仮に掃除領域１１Ｂを通過したとしても、分岐路側カバープレート３４Ａに衝突する。従って、内部の騒音が、フィルタ装置１から外部に漏れだしにくい。塵埃回収箱６０においても、底面側から気体を排出するので、同様に内部の騒音が横方向に漏れ出しにくい構造となっている。

主流路１８におけるフィルタ１０の上流側も、気体の流れ方向に沿って、フィルタ１０の平面方向（鉛直上下方向）に延びている。即ち、気体取り込みプレート５４Ａを水平方向に通過した気体は、鉛直上方に進んで上昇し、更にその上端で、フィルタ１０の回転軸方向（水平方向）に再度屈曲して、フィルタ１０の集塵領域１１Ａを通過する。このようなクランク構造型の流路にすることで、内部の気体移送手段８６の動作音が、集塵領域１１Ａを通過しても、主流路側カバープレート５２Ａに衝突させることができる。従って、内部の騒音が、フィルタ装置１から直接外部に漏れだしにくい。

更に上述のように、主流路１８の上流側及び分岐流路２２の下流側（まとめて表現するとフィルタ１０よりも外側の流路）を、フィルタ１０の平面方向に延在させているが、これらの流路は、側面方向から視た場合に互いに重なるように形成される。従って、フィルタ装置１は、静音設計であるにもかかわらず、極めて薄型に構成できる。

次に、図６を参照して、上述のフィルタ装置１を搭載した本体機器の事例となる酸素濃縮装置１００を説明する。この酸素濃縮装置１００は、フィルタ装置１と、筐体１１０と、外部カバー１２０と、ＨＥＰＡフィルタ１３０と、ブロア１３２と、コンプレッサ１３４と、熱交換器１３６と、サイレンサ１３８と、酸素濃縮機構１４０と、加湿機構１４２と、制御装置１４４を有する。

フィルタ装置１は、酸素濃縮装置１００の背面側において、筐体１１０と外部カバー１２０の隙間に設置される。フィルタ装置１のカバー部材５０は、外部カバー１２０の一部を構成する。また、フィルタ装置１の第二流路形成部材８０は、筐体１１０の一部を兼ねる。

筐体１１０内には、水平方向の仕切り部材１１０Ａによって、上下方向に、吸引空間８２と加圧空間８４に分離される。外部カバー１２０は、筐体１１０の側面及び上面を覆う。

ブロア１３２は、吸引空間８２と加圧空間８４の間に設置され、フィルタ装置１を介して外部から吸引空間８２に気体を取り込んで、加圧空間８４に向かって鉛直下方に気体を強制的に吐出する。加圧空間８４における、ブロア１３２の直下には、コンプレッサ１３４が配置されており、ブロア１３２から吐出される気体がコンプレッサ１３２の周囲を通過することで、コンプレッサ１３２を冷却する。ＨＥＰＡフィルタ１３０は、吸引空間８２に設置されており、吸引空間８２の気体を取り込んで除塵し、浄化した気体を点線で図示する配管を経由してコンプレッサ１３２に供給する。

コンプレッサ１３２は、ＨＥＰＡフィルタ１３０から供給される気体を圧縮して、熱交換器１３６を介して酸素濃縮機構１４０に供給する。酸素濃縮機構１４０は、ここではいわゆるＰＳＡ方式を採用しており、ゼオライトを収容した一対の吸着塔によって、圧縮気体から窒素を除去する。酸素濃縮機構１４０は、窒素を除去して酸素が濃縮された気体を、加湿機構１４２を経由して外部に供給する。なお、サイレンサ１３８は加圧空間８４に配置されており、酸素濃縮機構１４０に接続されて、吸着塔で吸着した窒素を加圧空間８４内に定期的に排出してリフレッシュする。制御装置１４４は、これらの機器全体を制御する。

熱交換器１３６は、筐体１１０の底面側に配置される。ブロア１３２から吐出される気体は、コンプレッサ１３２の外表面を経て、更に熱交換器１３６の外表面を通過する。結果、熱交換器１３６の内部を通過する圧縮気体が冷却される。

筐体１１０の底面には、排気孔１１０Ｂが形成されており、コンプレッサ１３２と熱交換器１３６を冷却した気体が排気される。なお、背面に設置されるフィルタ装置１の底面からも、分岐流路２２及び塵埃回収箱６０を経た気体が下方に放出される。

本酸素濃縮装置１００によれば、背面の極めて狭い空間にフィルタ装置１が収容されているため、装置全体を極めてコンパクトに構成することができる。しかも、フィルタ装置１のフィルタで収集した塵埃は、フィルタの回転によって自動的に掃除されて、塵埃回収箱６０に蓄積される。従って、酸素濃縮装置１００の排気には塵埃を含まない。利用者は、塵埃回収箱６０と定期的に取り外して塵埃を廃棄すれば良いので、日常の作業負担を軽減できる。また、本酸素濃縮装置１００では、全ての排気が底面側で行われるので、利用者側に対して排気が直接的に流れないことから、利用環境を快適化できる。またフィルタ装置１によって、塵埃を一時的に除去した気体を筐体１１０内に供給できるので、内部に設置されるＨＥＰＡフィルタ１３０を長持ちさせることができる。

また、このフィルタ装置１によれば、筐体１１０内のブロア１３２やコンプレッサ１３４の動作音が外部に漏れ出しにくい。結果、酸素濃縮装置１００の静粛性を大幅に高めることができる。

以上、本実施形態のフィルタ装置１は、フィルタ１０の平面が鉛直方向となるように配置する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フィルタ１０の回転軸が鉛直方向となるように配置することもできる。

また、上記実施形態では、塵埃回収箱６０の挿入空間３８Ａにおいて、その底面３８Ｂが（格子状に）開口されており、塵埃回収箱６０を通過する気体の全てが、底面の回収フィルタ６０Ｂを通過して、挿入空間３８Ａの底面３８Ｂから排気される場合を例示したが、本発明これに限定されない。

例えば図８に示すように、挿入空間３８Ａにおいて回収フィルタ６０Ｂに対応する底面３８Ａに加えて、別の場所にも緊急用の排気口３８Ｃを形成しておくことが好ましい。特に、この排気口３８Ｃは、挿入空間３８Ａの上面側、即ち、塵埃回収箱６０の気体取り込み口６０Ａと対応する場所に形成することが好ましい。このようにすると、矢印Ｃに示すようなバイパス路が形成され、万が一、回収フィルタ６０Ｂが塵埃によって目詰まりした場合に、塵埃回収箱６０に進入した気体が、気体取り込み口６０Ａ及び排気口３８Ｃを経由して気体を排気できる。

なお、この場合は、排気口３８Ｃの開口面積を、回収フィルタ６０Ｂ又は底面３８Ｂの面積よりも小さくすることによって、通常は、大半の気体が回収フィルタ６０Ｂ側から積極的に排気されるようにすることが好ましい。

また、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ フィルタ装置
１０ フィルタ
１１Ａ 集塵領域
１１Ｂ 掃除領域
１８ 主流路
２２ 分岐流路
３０ 第一流路形成部材
５０ カバー部材
６０ 塵埃回収箱
７０ 動作検知手段
８０ 第二流路形成部材

Claims (15)

1. 気体が流れる主流路と、
   前記主流路上に配置されて前記気体が一方向に通過する円盤状のフィルタと、
   前記フィルタを回転させるモータと、
   前記主流路における前記フィルタよりも下流側に配置され、前記主流路の前記気体の一部を分岐させると共に、分岐した前記気体を、前記フィルタに対して前記一方向と反対となる他方向に通過させる分岐流路と、を備え、
   前記フィルタを回転させることで、該フィルタと前記主流路が重なる集塵領域で該フィルタが回収した塵埃を、前記フィルタと前記分岐流路が重なる掃除領域に移動させることで、該フィルタから離脱させることを特徴とする、
   フィルタ装置。
2. 前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側が、前記フィルタの面方向に延びることを特徴とする、
   請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 前記フィルタは、回転軸が水平となるように配置され、
   前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側が、鉛直方向に延びることを特徴とする、
   請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記主流路における前記集塵領域よりも上流側が、前記フィルタの面方向に延びることを特徴とする、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
5. 前記フィルタは、回転軸が水平となるように配置され、
   前記主流路における前記集塵領域よりも上流側が、鉛直方向に延びることを特徴とする、
   請求項４に記載のフィルタ装置。
6. 前記主流路における前記集塵領域よりも上流側が、前記フィルタの面方向に延びており、
   前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側が、前記フィルタの面方向に延びており、
   前記フィルタの前記回転軸に対して直角方向から視た場合に、前記フィルタの面方向に延びる前記主流路と前記分岐流路の少なくとも一部が重なることを特徴とする、
   請求項１に記載のフィルタ装置。
7. 前記分岐流路の下流において前記気体及び塵埃を鉛直下方に放出することを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
8. 前記分岐流路における前記掃除領域よりも下流側には塵埃回収箱が着脱自在に配置されており、
   前記塵埃回収箱には、前記気体を通過させると共に前記塵埃を集塵する回収フィルタが配置されることを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
9. 前記回収フィルタが、前記塵埃回収箱の底面を構成することを特徴とする、
   請求項８に記載のフィルタ装置。
10. 前記主流路の前記フィルタよりも上流側において、該フィルタから距離を空けるようにして、前記集塵領域と対向するように配置される主流路側カバー部を備え、
    前記主流路側カバー部により、前記主流路の上流側の気体が前記フィルタの面方向に案内されることを特徴とする、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
11. 前記主流路側カバー部が着脱自在に配置され、
    前記主流路側カバー部を離脱すると、前記フィルタの少なくとも一部が外部に露出することを特徴とする、
    請求項１０に記載のフィルタ装置。
12. 前記主流路の前記フィルタよりも上流側の前記集塵領域と重ならない場所において、該フィルタと対向するように接近して配置される案内部を備え、
    前記案内部により、前記主流路の気体が前記集塵領域まで前記フィルタの面方向に案内されることを特徴とする、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
13. 前記分岐流路における前記フィルタよりも下流側において、前記フィルタから距離を空けるようにして、前記掃除領域と対向するように配置される分岐路側カバー部を備え、
    前記分岐路側カバー部により、前記分岐流路の下流側の気体が前記フィルタの面方向に案内されることを特徴とする、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
14. 前記主流路における前記フィルタよりも下流側に配置される吸引空間と、
    前記主流路における前記吸引空間よりも下流側に配置される加圧空間と、
    前記吸引空間の気体を前記加圧空間に移送する気体移送手段と、を備え、
    前記分岐流路は、前記加圧空間において分岐形成されることを特徴とする、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のフィルタ装置を搭載したことを特徴とする酸素濃縮装置。

Images