JP6868494B2 - エアフィルタユニット - Google Patents

Description

本発明はエアフィルタユニットに係り、建築物に設備される空調機等の機械給気設備に用いられ、内部に収容されたろ材をそのまま洗浄できるようにしたエアフィルタユニットに関する。

従来、建築物に設備される空調機等の機械給気設備では、最初に外気が通過するプレフィルタとして各種のエアフィルタが採用されている。エアフィルタは、外気取り入れ時に通過空気に含まれる比較的粗い塵埃、粉塵等を捕集するために用いられる。一般的なエアフィルタでは、塵埃等を捕集するためのろ材が任意の寸法の枠体で保持されてパネル状となったろ材パネルが空気の流路上にセットされる。ろ材パネルに外気を通過させることで通過空気の塵埃等がろ材の細かい繊維部分に絡まるように付着して捕集される。塵埃等が付着したろ材パネルは水洗浄等を行った後に乾燥させて再利用することができる。

また、ロールフィルタと呼ばれる自動巻取り式のエアフィルタも利用されている（非特許文献１）。この種のロールフィルタでは長尺のロール状に巻かれて装置内に収容されたろ材を、各種の制御方法（差圧式、タイマー式）で駆動する巻取りモータで連続的に巻き取ることができる。これにより、ろ材の頻繁な交換作業をなくすことができる。

東洋空気調和株式会社、"オートロール"、［online］、［平成２９年６月２２日検索］、インターネット＜URL: http://www.toyokucho.co.jp/seihin/autoroll.html＞

上述したエアフィルタのろ材パネルの交換作業では、保管している予備のろ材パネルをエアフィルタの設置されている屋上等の設置位置に搬入し、汚れたろ材パネルを水洗浄、乾燥が可能な作業場所に持って行き、洗浄作業を行う必要がある。また、上述したロールフィルタはロールの巻き取りをモータの制御駆動で行うため設備規模も大きく、屋上等に設置するためには電源設備等、付加的な設備が必要となり、設備コストが増す。このロールフィルタのモータ駆動に代えて手動でロール状のろ材を巻き取るようにした機種もある。巻き取られた使用済みのロール状のろ材は洗浄して再利用することも可能であるが、長尺ロール状のろ材の洗浄は外部の専門業者に作業を依頼しなければ対応できない。

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、エアフィルタを連続して稼動させることができ、ろ材に付着した塵埃等をその場で洗浄、乾燥させることができる、メンテナンスが容易なエアフィルタユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のエアフィルタユニットは、建物の機械給気設備への外気取り入れ経路としてのダクトが、対向する側面に接続されたケーシングと、該ケーシングの内面に取り付けられた支持レールに沿ってスライド可能に支持され、前記ダクトが接続された位置で前記ケーシング内を通過する空気中の塵埃を付着させる、前記支持レールの周方向形状に倣ったループ形状の帯状体をなすろ材パネルとを備え、前記ケーシングの内部は、前記ダクトが接続された位置に形成された前記空気の通過空間と、該通過空間と隣接するように形成されたろ材パネル洗浄部とに区画され、前記通過空間と前記ろ材パネル洗浄部とにわたって配置された前記支持レールに沿って、前記ループ状のろ材パネルの塵埃が付着した範囲が前記通過空間位置から前記ろ材パネル洗浄部へスライドされ、前記ろ材パネル洗浄部で洗浄されるようにしたことを特徴とする。

前記ケーシングは、前記通過空間と前記ろ材パネル洗浄部とを区画する仕切り部材を有することが好ましい。

前記仕切り部材は、前記支持レールと前記ろ材パネルとが貫通するように形成されたスリットを有することが好ましい。

前記ろ材洗浄部は、側面開口が形成され、該側面開口から前記ケーシング内の前記ろ材パネルの塵埃が付着した範囲が洗浄されることが好ましい。

前記ろ材パネルは、複数枚のパネルを前記支持レールの周方向に倣って連続して配列してループ形状の帯状体とすることが好ましい。

前記支持レールは、前記ケーシングの上下面のそれぞれの内面に取り付けられ、前記ろ材パネルの上下端がそれぞれ前記支持レールにスライド可能に支持されることが好ましい。

前記ダクトは、端部にレジューサ状空間が形成され、該端部が前記ケーシングの側面に接続されることが好ましい。

本発明の一実施形態のエアフィルタユニットの全体構成を示した斜視図。 図１に示したエアフィルタユニットのろ材保持状態を拡大して示した部分拡大図。 図１に示したエアフィルタユニット内の仕切り板部分の構成を示した断面図。 図１に示したエアフィルタユニットを通過する空気流とろ材との関係を示した模式説明図。 本発明の他の実施形態によるエアフィルタユニットの全体構成を示した斜視図。

以下、本発明のエアフィルタユニットの構成について添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明のエアフィルタユニット１０が図示しない機械給気設備の外気取り入れダクト１Ａ、１Ｂの流路内に設置された状態を示した斜視図である。同図には、図示しない給気設備の運転により外気を空調機に導く同一断面形状からなるダクト１Ａ、１Ｂが示され、これらダクト１Ａ、１Ｂの経路上にプレフィルタとしてのエアフィルタユニット１０が設置されている。エアフィルタユニット１０は一般に、屋上や建物上階の機械室等に設置されている。

図１に示したように、本発明のエアフィルタユニット１０は、横長直方体形状のケーシング２０と、ケーシング２０内に収容され、支持部材４０を介してケーシング２０に支持されたろ材パネル３０とからなる。ケーシング２０の空気取り入れ口（図示せず）側の側面２１ａにはダクト１Ａの一部が拡径されたダクト端部１ａが接続され、ケーシング２０内に空気の通過空間２２が形成されている。このダクト端部１ａはレジューサ状空間を形成し、これによりダクト１Ａ内を通過する空気（白抜き矢印）は乱れることなくケーシング２０内の通過空間２２に導かれる。また、排気側の側面２１ｂにもダクト端部１ａと同形のダクト端部１ｂが接続されている。このダクト端部１ｂによりケーシング２０内を通過した空気は滑らかな空気流としてダクト１Ｂ内に送気される。

また、ケーシング２０のダクト１Ａ、１Ｂとの接続位置（側面２１ａ、２１ｂ）に隣接したケーシング側面２１ｃ、２１ｄにはケーシング２０の高さにほぼ等しい高さの両開きの開閉戸２３が設けられている。同図ではすべての開閉戸２３が開かれ、ケーシング２０側面に所定寸法の開口２４が示されている。開口２４からは内部に張設されたろ材パネルの一面が露出している。この開口２４が設けられたケーシング２０の範囲はろ材洗浄部２５（後述する。）として機能する。ろ材パネル３０は、図１，図４に示したように、高さがケーシング２０の内のり寸法より小さく、平面視して長円形のループ形状をなす帯状体からなる。ろ材は柔軟性のある素材からなり、このループ形状を保持させるために、帯状体の上下端が所定間隔をあけて支持部材４０としての支持レール４１に支持されている。この帯状形状からなるろ材パネル３０はケーシング２０の内側の上下面に取り付けられている支持レール４１に対してスライド可能な複数個のランナー４２を介して支持レール４１に支持されている。このため、ろ材パネル３０は図１，図４で矢印で示したように、支持レール４１に対しての支持位置を変えるようにスライドさせることができる。すなわちろ材パネル３０は支持レール４１の周方向に倣ったループ形状であるため、ろ材パネル３０は支持レール４１に対して周回するようにスライドすることができる。

ここで、ろ材パネル３０を支持レール４１に支持させる支持部材４０について、図２，図３を参照して説明する。同図に示したように、ケーシング２０の内面の上下面には支持レール４１がビス留めされている。この支持レール４１は表面が樹脂コーティングされた、断面が角形Ｃ字形状からなるリップ溝形鋼からなり、全体形状は上述したように平面視して、ケーシング２０内の大部分が直線状で、ケーシング２０の両端部で半円形曲線となる長円形状をなす。支持レール４１の溝部分には複数個のランナー４２がスライド可能に取り付けられている。さらに各ランナー４２の取り付け孔４２ａにはろ材パネル３０との接続のためのフック部材４３が係止されている。ろ材パネル３０は、この複数個のランナー４２を介して長円形状の支持レール４１の周方向形状に倣って、支持レール４１のレール全長に等しい長さのループ状をなすように、その上下端が支持レール４１に支持される。なお、支持レール４１にろ材パネル３０を支持させる支持部材４０は、上述した部材に限らず、ろ材パネル３０を張った状態でケーシング２０上下面に配置された支持レール４１に支持させることが可能な部材であれば、公知の部材を適宜選択して利用できる。

全体形状としてループ状をなすろ材パネル３０は、複数枚の長方形のパネルを連ねてなる連続体であり、本実施形態では６枚のろ材パネル３０が支持レール４１の周方向に倣って連続して配列されループ状の帯状体となっている。隣り合うろ材パネル３０間は、図２に示したように、隙間のないように取り付けられており、これによりろ材パネル３０は全体として一体的なループ状となる。さらに各ろ材パネル３０の上下縁位置には細帯状の合成ゴム製の保形ベルト４５がランナー４２で保持されている。この保形ベルト４５に延長方向に所定間隔でクリップ４４を用いてろ材パネル３０とを一体的に把持させることで保形ベルト４５にろ材パネル３０を挟んで固定するようになっている。この保形ベルト４５をろ材パネル３０に配置することにより、柔軟性のあるろ材パネル３０は平面形状を保形される。また、なお、ループ状を構成するろ材パネル３０の割り付け数は６枚に限られず、６〜１０枚程度に適宜設定できることは言うまでもない。

本発明で使用されるろ材としては、ポリエステル不織布、ポリオレフィン不織布、グラスファイバーを素材として柔軟な薄板パネルに加工された製品が使用されている。これらのろ材は細繊維が細かく絡まった構造からなり、この繊維間に付着した粉塵等は水洗浄で簡単に除去することができる。

このろ材パネル３０が本発明のエアフィルタユニット１０のフィルタ部材として利用される態様について、図３，図４を参照して説明する。図４には、ろ材パネル３０がケーシング２０内に平面視して長円形のループ状をなしてセットされた状態が示されている。同図では、エアフィルタユニット１０に接続されたダクト１Ａから複数本の白抜き矢印で示したように、外気が取り入れられ、エアフィルタユニット１０内を通過して他方のダクト１Ｂから図示しない空調機等に送られる状態が示されている。このときケーシング２０内には、空気の通過空間２２の両側面を区画するように２枚の仕切り板２６が取り付けられている。仕切り板２６の両側辺の近傍には、図３に示したように。縦長形状のスリット２７がそれぞれ形成されている。これらのスリット２７は、上述した支持レール４１と、支持レール４１に支持されてスライドするろ材パネル３０とが貫通できるようになっている。そしてろ材パネル３０が貫通する範囲以外の部分はモヘア等の柔軟なシール手段２８で閉塞されている。これにより、ダクト１Ａからエアフィルタユニット１０内を通過する空気がエアフィルタユニット１０の通過空間２２以外、たとえばろ材パネル洗浄部２５に漏気するのを防止できる（図４）。

ケーシング２０内の通過空間２２を外気が通過する際、通過空気は図４に示したように、１次側フィルタ、２次側フィルタとして機能する、ろ材パネル３０の一部である２箇所のろ材フィルタ部３１Ａ、３１Ｂを通過することになる。これにより、通過空間２２内に配置された、これら２段階のフィルタ機能を発揮するろ材パネル３０によって粗い塵埃が捕集される。すなわち、プレフィルタとして機能するエアフィルタユニット１０において、粗い塵埃の大部分は１次側フィルタとしてのろ材フィルタ部３１Ａで捕集され、２次側フィルタとしてのろ材フィルタ部３１Ｂも補足的なフィルタとして機能する。

このエアフィルタユニット１０を所定時間稼動させると、ろ材パネル３０の一部である１次側のろ材フィルタ部３１Ａに塵埃が付着するため、ろ材パネル３０はフィルタ効率が低下する。そこで、ループ状のろ材パネル３０の一部を、手動で図４中の矢印方向（時計回り方向）に所定長さ分（ダクト１拡径部の横幅にほぼ等しい長さ）だけろ材洗浄部２５位置までスライドさせる。このろ材洗浄部２５は、ケーシング２０のうち、上述した開閉戸２３が側面２１ｃに設けられた範囲に相当し、塵埃が付着して汚れたろ材フィルタ部３１Ａがろ材洗浄部２５の開口２４から露出する。このため、この開口２４に現れたろ材フィルタ部３１Ａの外周面を容易に水洗浄することができる。

ところで、ろ材パネル３０の外周面は１次側フィルタとしてのろ材フィルタ部３１Ａとして使用されるが、内周面は２次側フィルタとしてのろ材フィルタ部３１Ｂとして利用されている。よって、ろ材パネル３０ではほとんどの量の塵埃が外周面のろ材フィルタ部３１Ａに付着するが、内周面のろ材フィルタ部３１Ｂにもわずかな量の塵埃が付着している。このため、ろ材パネル３０の洗浄は外周面を重点的に行うとともに、同時に内周面も行うことが好ましい。

洗浄水には、エアフィルタユニット１０の近傍の水栓から供給される水道水を利用することができる。そして洗浄用ヘッド等を利用して洗浄水を加圧しシャワー洗浄等を行うことでケーシング２０内に収容した状態のろ材パネル３０に付着した塵埃を効率よく除去できる。ろ材パネル３０を洗浄する際、ケーシング２０の底部に図示しない排水パイプ等を連結し、パンとして機能するケーシング２０の底部に溜まった洗浄水と塵埃とをまとめて回収することが好ましい。また洗浄後は、図１，図４に示したように、ケーシング２０の両側面２１ｃ、２１ｄの開閉戸２３を開放しておくことで、水分を含んだろ材パネル３０は外気に曝されて効率よく乾燥させることができる。

図５は、本発明のエアフィルタユニット１０の他の実施形態を示した斜視図である。この実施形態は、図１に示したエアフィルタユニット１０とほぼ同一の部材構成からなるが、図から明らかなように、支持レール４１が縦長のケーシング２０の側面に取り付けられ、支持レール４１に支持されたろ材パネル３０が上下方向（昇降方向）にスライドするようになっている。このような構成とすることにより、ダクト１Ａ、１Ｂの配管位置は高くなるが、エアフィルタユニット１０が占有する床面積を小さくすることができる。また、ろ材パネル３０は、自重によりフィルタ部３１Ａ、３１Ｂの平面状態を保持しやすくなるという利点もある。

上述した各実施形態において、ケーシング２０内に収容されたろ材パネル３０の平面性を保持するために、図示しない各種のテンショナーをろ材パネル３０に付加させたり、支持レール４１の曲線位置で曲面となるろ材パネル３０の形状に追従可能な樹脂製のブレス材等でパネル面を保形することも好ましい。

［適用例］
上述したエアフィルタユニット１０は、機械給気設備としての空調機等に外気を取り入れる際のプレフィルタとして用いられるが、具体的な適用分野として、たとえば自動車部品の組み立て工場や、荷物の入出荷の際頻繁に扉を開閉する必要がある流通倉庫等がある。これらの工場や倉庫内おいて、建屋内への塵埃や昆虫の侵入を防ぐために、建屋内を加圧し外気より高圧の状態にすることが好ましい。このような建屋を対象とした給気設備等において利用することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１Ａ、１Ｂ ダクト
１０ エアフィルタユニット
２０ ケーシング
２２ 通過空間
２４ 開口
２５ ろ材洗浄部
２６ 仕切り板
３０ ろ材パネル
３１Ａ、３１Ｂ フィルタ部
４０ 支持部材
４１ 支持レール

Claims (7)

1. 建物の機械給気設備への外気取り入れ経路としてのダクトに接続され、
   前記ダクトが、対向する側面に接続されたケーシングと、
   該ケーシングの内面に取り付けられた支持レールに沿ってスライド可能に支持され、前記ダクトの接続された位置で前記ケーシング内を通過する空気中の塵埃を付着させる、前記支持レールの周方向形状に倣ったループ形状の帯状体をなすろ材パネルと、
   を備え、
   前記ケーシングの内部は、前記ダクトが接続された位置に形成された前記空気の通過空間と、該通過空間と隣接するように形成されたろ材パネル洗浄部とからなり、前記通過空間と前記ろ材パネル洗浄部とにわたって配置された前記支持レールに沿って、前記ループ状のろ材パネルの塵埃が付着した範囲が前記通過空間位置から前記ろ材パネル洗浄部へスライドされ、前記ろ材パネル洗浄部で洗浄されるようにしたことを特徴とするエアフィルタユニット。
2. 前記ケーシングは、前記通過空間と前記ろ材パネル洗浄部とを区画する仕切り部材を有する請求項１に記載のエアフィルタユニット。
3. 前記仕切り部材は、前記支持レールと前記ろ材パネルとが貫通するように形成されたスリットを有する請求項２に記載のエアフィルタユニット。
4. 前記ろ材洗浄部は、側面開口が形成され、該側面開口から前記ケーシング内の前記ろ材パネルの塵埃が付着した範囲が洗浄される請求項１に記載のエアフィルタユニット。
5. 前記ろ材パネルは、複数枚のパネルを前記支持レールの周方向に倣って連続して配列してループ形状の帯状体をなす請求項１に記載のエアフィルタユニット。
6. 前記支持レールは、前記ケーシングの上下面のそれぞれの内面に取り付けられ、前記ろ材パネルの上下端がそれぞれ前記支持レールにスライド可能に支持された請求項１に記載のエアフィルタユニット。
7. 前記ダクトは、端部にレジューサ状空間が形成され、該端部が前記ケーシングの側面に接続された請求項１に記載のエアフィルタユニット。

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