JPS6012886B2 - 逆向き噴流清掃手段を備えた空気清掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、脈動噴流清掃式空気ろ過器、すなわち通常は
空気がろ過器を通過して一方向に流れるが、ろ過器を清
掃しようとするときは、フィルタェレメントの大部分を
通過して空気を前記一方向に流し続けるが、フィルタェ
レメントの一部分に対して逆方向の空気噴流を加えるよ
うにしたろ過器に関する。

空気の汚染を避けることに対して、現在は関心が持たれ
るようになったので、商業的に価値のあることが多い粒
状物の周囲の大気への多量の放出を防ごうとする傾向が
、ある程度だけは強調されるようになった。

用途が広範囲にわたって変化する場合にも或程度は適す
る多くの種類の空気ろ過器が知られている。大きい容積
の空気を連続的に処理しなければならない多くの場合が
ある。

数千ｎ３′ｍｉｎの空気を取扱うには広いフィルタ面積
を利用しなければならない。その場合でさえもきわめて
著しい圧力降下がフィル夕を横切って生ずる。実際上の
見地からすれば、１対の装置を設けて、一方の装置を清
掃のために停止できるようにすることは、１対の装置に
要する費用及び１対の装置の占める空間の両面で非常に
高価になると共に、ろ過器にたまった異物により、ろ過
器の効率が許容できない程度まで低下するまでのフィル
タュニットの作動時限が長くないから、１台の装置のフ
ィルタ媒体を、なんらかの形式で連続して清掃すること
が必要である。空気ろ過器の標準の構成方式では、複数
の穴を持つ仕切により入口室および清掃空気室に分割し
たハウジングを設ける。

針金わくに取付けることの多い適当な布製の袋を各穴内
につり下げ、適当なポンプまたは送風器によりこれ等の
袋を経て空気を流し、望ましくない粒状物が各袋の外面
にたまるようにする。各袋内に空気の短い噴流を１度に
数回所定の順序で差向けて袋を逸る流れを逆にし、これ
等の袋をわずかに物理的に震動させることによって清掃
を行う。このようにして付着物を除く。この付着物の大
部分は入口室の底部に落下し、ロータリー・エヤー・ロ
ックにより間欠的にまたは連続的に除去する。媒体面積
ｌＭ当たり８なし、しＩＭｔ３の流速で、約８００ｍｔ
３／ｍｉｎの空気を取扱うこの種のフィル夕は、７７肌
２の袋表面と直径４裏ｉｎ長さがｔの全部で８１個の袋
とを必要とする。すなわち連続的清掃部片であることは
ごて置いても、各フィルタェレメントだけがきわめて大
きい寸法を持つハウジングを占める。また各フィルタバ
ッグとその支わくとはか丸まり、扱いにくく、取付けお
よび交換がむずかしく迅速に摩耗しやすいことが以前か
ら明らかである。

各フィルタバッグの代替品を見付けようとする提案が行
われている。

またこれ等の提案の若干は実験室の立場で或る程度は有
効であった。すなわち多孔質の金属およびセラミック媒
体は能力が低すぎるようになり、また織った金属媒体は
採算的に使えないほど高価である。紙から成るひだ付き
フィル夕は若干の見込みがあるが寿命が実用上短かすぎ
た。本発明によれば、寿命の延びるように特殊な構造を
持つひだ付きの紙製フィルタェレメントを使用すること
により、またこれ等のフィルタェレメントをデイレート
した（ｄｅｒａｔｅｄ）流速で作用させることにより、
またこれ等のフィルタェレメントを容易に交換できるよ
うに取付ける新規な取付部片を設けることにより、空気
ろ過器の寸法を著しく減少させ、その便宜性および効率
を増加することができる。

問題のフィルタェレメントは、トラックや道路外車両の
ような自動車の機関を、道路のじんあいおよびその他の
粒状物から保護する全く異る分野に対し開発され、した
がってこの用途に対し適当な丈夫な構造を持っている。
しかしこれ等のフィルタェレメントはその所期の用途で
逆向き噴流の激しい作用を受けない。本発明を、添付図
面に基づいて詳細に説明する前に、「ディレートする」
と言う用語の定義をしておくことが必要である。

このようなる過器の設計課題においても、ろ過しようと
する空気の単位時間当りの体積は既知の量である。既知
の汚染物で汚染されたガスを操作するときに、考慮され
なければならないろ過媒体の有効な多孔度は、汚染物の
性質、細かさ、濃度と、ろ過媒体を通過する空気の温度
と、特定の用途に固有の特性とによって、幾分か実地に
おいて定められる。多孔度は既知である。多孔度を大に
すれば、空気抵抗は減少するがろ過効率も又減少する。
逆に多孔度を小にすれば、ろ過効率は増加するが空気抵
抗も又増加する。従ってろ過効率と、空気抵抗と、ろ過
媒体のライフ（ｌ雌）すなわち寿命との３つの要件を考
慮して、ろ過媒体を通過する空気流の速度が定められる
。この空気流の速度がろ過器のる過媒体すなわちフィル
タェレメントを通過する空気流の通常の速度、すなわち
「レーティング（ｒａｔｉｎｇ）」すなわち「レートし
た速度」（ｆｔ／ｍｉｎ）である。

このレートした速度は８ないし１批ｔ／ｍｉｎである。
フィルタエレメントは、このレートした速度で作動させ
られるときに通常のろ過機能を果すことができるのであ
る。ろ過しようとする空気の単位時間当りの体積（ｈ３
／ｍｉｎ）（既知である）を、レートした速度で割るこ
とによって必要とする通常のろ過面積（Ｒ２）が得られ
る。次にろ過器の運転中は、空気流はすべてのフィルタ
ェレメントを通過して一方向に流れているから、空気流
が通常の速度すなわちレートした速度で流れているとき
は、逆向き噴流清掃を行なってもダストすなわち汚染物
である粒状物をフィルタェレメントから払い落すことは
不充分である（すなわち払い出してもすぐに再び付着す
る）。したがって空気流が通常の速度で流れている場合
には、早目、早目に脈動空気の逆噴射を行なっても、空
気流の通常の速度による流れの影響がまさるために清掃
の効果が得られない。「ろ過器のひだ付きの紙製フィル
タェレメントを通過する空気流の速度をディレートする
」と言うことは、前記レートした速度すなわち８なし、
し１肌′ｍｉｎを、逆向き噴流清掃によってダストすな
わち汚染物である粒状物をひだ付きの紙製フィルタェレ
メントから払い落すことができる空気流の速度すなわち
１ないし３ｎ／ｍｉｎに減少させることである。

このディレートした速度で空気流が流れているときに、
脈動空気の逆噴射を行なえば、ひだ付き紙製のフィルタ
ェレメントから汚染物である粒状物を、このフィルタェ
レメントからどさっと落下させることができる。空気流
の速度をディレートすると言うことは、実際上は、ろ過
しようとする全体の空気体積を減少させることはできな
いから、前記した計算により必要とされるより大きいろ
過面積を使用することを意味する。数値例を挙げて説明
すれば次のとおりである。ろ過しようとする空気の単位
時間当りの体積が９０血３／ｍｉｎである場合に、一例
としてろ過器のひだ付き紙製のフィルタェレメントを通
過する空気流の通常の速度すなわちレートした速度が９
ｆｔ′ｍｉｎ（前記したようにろ過効率と空気抵抗と、
ろ過媒体の寿命とを考慮して定められる）であるときに
は、必要なる過面積は１０の講である。

かりにろ過面積を３０肌２に増加すれば、ろ過器のひだ
付き紙製のフィルタェレメントを通過する空気流の速度
は３ｆｔ／ｍｉｎとなり、この空気流の速度３ｆｔ′ｍ
ｉｎでろ過器を作動させるときに、逆向き噴流清掃を行
なって、汚染物である粒状物をひだ付き紙製のフィルタ
ヱレメントから払い落すことができるから、この場合は
空気流のディレートした速度は３ｈ／ｍｉｎである。こ
れ等のひだ付き紙製フィルタェレメントがろ過面積ｌｆ
ｔ２当たり１なし、し３ｆぜ′ｍｉｎの低下した流速を
受けたときに、取扱う空気の容積の点で布袋に匹敵し、
これ等のフィルタェレメントが逆向き噴流による連続清
掃の応力に耐えることができ、これ等のフィルタェレメ
ントがフィルタュニットの全寸法をいよいよ２つの要因
によって著しく減らすことができるのが、本発明の利点
である。

１６枚のこのようなフィルタェレメントは、幻ｔでなく
て２８ｉｎの高さで３０６位ｔのろ過表面を生じ前記し
た８１個の袋の代りになる。

ひだ付き紙製フィルタェレメントはまた布袋より安価で
ある。したがって本発明の目的は、大きい容積の空気を
取扱えると共に従釆のる過器より占める空間の４・さし
、新規な空気ろ過器を提供しようとするにある。

本発明の他の目的は、新規な構造を持つひだ付き紙製フ
ィルタェレメントを使うことのできる前記のようなろ過
器を提供しようとするにある。本発明のなお別の目的は
、前記のフィルタェレメントを容易に交換できるように
取付ける新規な取付部片を備えた前記のようなろ過器を
提供しようとするにある。以下本発明によるろ過器の実
施例を添付図面について詳細に説明する。

第１図、第２図および第３図に示すように本発明ろ過器
は、適当な脚１１に取付けられ、操作ドア１２を設けた
ハウジング１０を備えている。

ハウジング１０を、水平の仕切すなわち管板１３により
、入口室すなわち入口空間１４と、清掃空気室すなわち
清浄空気空間１５とに分割する。入口室１４の下部部分
は、適当な原動機により駆動できる普通の形式の放出弁
１７を持つホッパ１６として形成してある。粒状物を含
む空気は、入口室１４に入口２０から送入される。入口
２０の軸線に関係的に約７７ｏの角度を挟んで配置する
のを好適とする、穴なしの金属材から成る円板２３を、
端部に取付けた穴付きの金属材から成る半円筒体２２に
より構成したそらせ部片２１を、入口２０は備えている
。半円筒体２２の各穴は、直径を適宜に１／２ｎとし、
約５０％の面積を占める。仕切１３は、図示のように入
口室１４から清浄空気室１５内に空気を通す穴２４（第
４図）の配列を備えている。清浄空気室１５からの空気
は、清浄空気室１５へのじんあいの処理にも役立つ出口
２５を経て除去する。本ろ過器を通る空気の流れは、使
用者の選択で出口２５から空気を吸引するがまたは空気
を入口２０‘こ押込む送風機またはポンプにより生ずる
。本発明の１実施例においては、入口２０は１８ｉｎの
直径を持ち、また出口２５は２０ｉｎの直径を備えてい
る。６６００ｆぜ／ｍｉｎの流れに対して、この場合流
入速度は３７３０れ／ｍｉｎになり、排出速度は３０２
靴／ｍｊｎ‘こなった。

入口室１４内には、仕切１３の穴の下方に第２図、第４
図および第５図に明らかなようにひだ付き紙製フィルタ
ヱレメント２６の配列を取付けてある。各フィルタェレ
メント２６は、図示のように実際のフィルタ媒体である
ひだ付きの多孔質の紙から成る中空円筒体２７から成っ
ている。各ひだの折り目は、円筒体の軸線に平行に走っ
ている。そして最初および最後の折り目は、部分３０で
接着またはその他の方法で相互に固着されている。円筒
体２７は、共に穴あきの金属材から成る内側スクリーン
３１および外側スクリーン３２の間に納めてある。各ひ
だの内側の折り副ま、内側スクリーン３１に円筒体２７
に沿い数ｉｎの間隔で接着剤ビード３３により固着され
ている。また外側の折り目は、外側スクリーン３２にビ
ード３４により同様に固着されている。フィルタェレメ
ント２６の一端部においては、各スクリーン３１，３２
および各ひだは、穴なしの材料から成る環状部片３５に
接着剤３６により固着され、また池端部においては、各
スクリーン３１，３２および各ひだは、円板３７に接着
剤４０１こより固着されている。円板３７は、中心くぼ
み４１を備えている。くぼみ４１は、円板３７に１対の
ナット４３，４４と適当な止め座金４５とにより固定し
た控え棒４２を通す穴を形成してある。控え棒４２の自
由端部は、筒形ナット４６にねじ込んである。

ナット４６は、仕切１３の下面に取付けられ、穴２４に
心合わせした３脚の星形部片５０の切欠き４７に納めて
ある。第５図に示すように星形部片５川ま、相互に点溶
接した２個の都片５１，５２の組合わせであり、縁部を
仕切１３に溶接した３脚を持つ大体Ｙ字形の単位を形成
している。星形部片５０の中心の付近に筒形ナット４６
用の切欠き４７を位置させた場所に各部片５１，５２を
新曲げて小さなＵ字形の関口を形成してある。この関口
の各脚は、控え榛４２の直径よりわずかに大きい間隔を
互に隔てている。星形部片５０の各脚は、その外端部に
切欠き５３を形成しフィルタェレメント２６の内蓬部を
受入れるようにしてある。各穴には、ゴムのような圧縮
材料から成る環状体５４を協働させてある。環状体５４
は、フィルタェレメント２６、したがって控え棒４２を
筒形ナット４６に緊密にねじ込んだときに仕切１３とフ
ィルタェレメント２６の隣接端部との間を密封する。入
口室１４から清浄空気室１５への空気流に対する径路は
、半径方向内向きに各フィルタェレメント２６のスクリ
ーン３３、円筒体２７およびスクリーン３１を通り、次
いで各フィルタヱレメント２６の内側を通り、星形部片
５０を通過する経路であるのは明らかである。

じんあいおよびその他の粒状物は、各フィルタェレメン
ト２６の外面にたまり、各フィルタェレメント２６を清
掃し、その効率を回復するように周期的に取除かなけれ
ばならない。清掃は、仕切１３の各穴に協働するベンチ
ュリ５５のようなェゼクタポンプを備えた装置によって
できる。

各ベンチュリ５５は、室１５内に位置し、リベット５６
により各穴に対し心合わせした関係に仕切に取付けてあ
る。ベンチュリ５６から間隔を隔て、これと同軸にノズ
ル５７を設けてある。ノズル５７を経て清浄な圧縮空気
の噴流の短い破裂的な流れがベンチュリ５５を通り、各
フィルタェレメント内に所定の調時した順序で噴出する
。各ノズル５７は、ベンチュリ５５の上方に横方向に延
びる警部片の適正に位置させた半径方向の穴よりは通常
多くはない。第３図に示すように１舷固のフィルタェレ
メント２６を使うときは、２個のフィルタェレメント２
６を１度に清掃し、１４個のフィルタヱレメント２６は
正常な働きをしている場合に有効な装置作動が得られる
。

したがって各清掃管６０，６１は清浄空気室１５内に同
数のソレノィド弁６２から延びている。ソレノィド弁６
２は、付勢されて各清掃管６０，６１を、９０なし、し
ｌｏｗｓｉｇの空気を供給するマニホルド６３に連通さ
せる。清掃管６０は短くてまつすぐであり、マニホルド
６３に一層近いベンチュリの中心の直上を通る。また清
掃管６１は一層長くて片寄り、マニホルド６３から隔た
ったベンチュリの中心の直上を通る。各清掃管６０，６
１は、協働するベンチュリに噴流を供ｖ給するように適
正に位置させた２個のノズルを備えている。各ソレノィ
ド弁６２は、適当な電線６４により接続箱６５に接続さ
れている。

接続箱６５は、各弁６２を所定の順序で付勢するタイマ
を備え、またはこのタイマに適当に接続してある。５伽
ｓｅｃの長さの電気パルスにより約１／Ｉｏｓｅｃの間
弁６２が開き、またたとえば３／４ＳＣＭＦの生ずる脈
動空気は、２個のフィルタェレメント２６に所望の清掃
効果を持つのに充分短くまた充分に急激であることが分
った。

各弁６２は所定の順序で反復して作動する。８個の弁全
部の作動サイクルがどの位生ずるかは使用者の定める選
択事項である。これ等の弁は等しい間隔で作動するのが
よい。サイクル長さは半分間ないし８分間またはそれ以
上の間で変る。脈動空気の逆噴射の時期については、汚
染物すなわち汚染空気中に含まれる粒状物の性質、細か
さ、濃度等によって異なるが、フィルタェレメントを通
過する空気の空気抵抗が設計基準に達するときにセンサ
によって検知される自動的な間隔で逆噴射が行なわれる
か又は、濃度が濃厚な場合は、過去の経験によって定め
られるタイマーによる一定の間隔で逆噴射が行なわれる
。

要するにセンサによるか又はタイマーにより定まる所定
の間隔で逆噴射が行なわれる。たとえば１針固のひだ付
き紙製のフィルタェレメントを使用するときに、２個の
ひだ付き紙製フィルタェレメントに対して前記所定の間
隔で逆噴射が行なわれるのである。

以上本発明の好適な実施例を詳細に説明したが、本発明
の構成の具体例を要約すれば次のとおりである。

‘１｝ 総計のろ過面積を、各フィルタェレメントを通
過する空気流の速度が、ろ過面積解当り約１ないし３ｆ
ｔ３／ｍｉｎになるように定めた前記特許請求の範囲に
記載の空気清掃装置。

■ 総計のろ過面積を、通常のレートした速度に対して
使用される総計のろ過面積を越えて約４の係数によって
増加させた前記特許請求の範囲に記載の空気清掃装置。

【３１ 総計のろ過面積を、各フィルタェレメントを通
過する空気流の速度が約２ｎ／ｍｉｎｉこなるように定
めた前記特許請求の範囲に記載の空気清掃装置。｛４｝
各フィルタェレメントの寸法を、空気流の速度が通常
のレートした速度の約１／４に減少するように定めた前
記特許請求の範囲に記載の空気清掃装置。

なお本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を
行うことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ろ過器の一実施例の正面図、第２図は第
１図の側面図、第３図は第１図を一部を切欠いて示す拡
大平面図、第４図は第１図のる過器のフィルタヱレメン
トの拡大軸断面図、第５図は第４図の５一５線に沿う拡
大断面図である。 １０・・・・・・ハウジング、１３・・・・・・仕切、
１４…・・・入口室、１５・・…・清浄空気室、２０・
・・・・・入口、２５……出口、２６……フィルタヱレ
メント、２７・・・・・・中空円筒体、３１・・…・内
側スクリーン、３２・・・・・・外側スクリーン、３５
・・・・・・環状部片、３７・・・…円板、５５……ベ
ンチュリ、５７……ノズル。 ＦＩＧ．ｌＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）空気を室内へ入れるように複数個の穴を持つ
   仕切を備えた室を形成する室形成手段と、（ロ）それぞ
   れ多孔質のひだ付き紙製フイルタから成り、閉じた端部
   と開いた端部とを持ち、それぞれ通常のろ過機能を果す
   ことができる、前記穴の数と同じ複数個の中空のフイル
   タエレメントと、（ハ）これ等のフイルタエレメントの
   前記開いた端部を前記穴と連通させるように前記フイル
   タエレメントを取付ける取付け手段と、（ニ）空気が、
   単位時間当りの体積で表わされる所定の割合で、前記フ
   イルタエレメントを通過して半径方向に流れ、この空気
   によって運ばれる粒状物が前記フイルタエレメントの表
   面上に集まるように、空気を前記室から排出する排出手
   段と、（ホ）短時間の脈動空気を、所定の間隔で前記の
   空気の流れとは反対の方向に高圧で前記フイルタエレメ
   ント内へ差し向けることによって、前記フイルタエレメ
   ントの表面に集められた粒状物を周期的に除去するよう
   に、前記室内に設けた逆向き噴流清掃手段と、を備え、 前記各フイルタエレメントを通過する空気流の速度を、
   デイレートした速度に減少させるのに充分な総計のろ過
   面積を前記複数個のフイルタエレメントに持たせ、前記
   逆向き噴流清掃の間に粒状物を周期的に除去することが
   でき、しかも前記ひだ付き紙製フイルタが、前記逆向き
   噴流清掃によってこれに加わる応力に耐えることができ
   るようにした、単位時間当りの体積で表わされる所定の
   割合で空気を清掃する空気清掃装置。