JP2007203252A

JP2007203252A - 換気口用フィルタ

Info

Publication number: JP2007203252A
Application number: JP2006027389A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Niiya; 範一新舎; Takeshi Yamaguchi; 健山口; Chikao Wada; 慎生和田
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】塵埃を捕集するろ材を用いる換気口用フィルタであって、換気稼働時においてもシャッタを閉めた場合と同等のレベルの遮音性を有する換気口用フィルタを提供する。
【解決手段】本発明の換気口用フィルタＡは、塵埃除去部１と防音部２とを間隔を設けてフィルタ枠１０〜１２内に配置してなる換気口用フィルタＡであって、防音部２は、多数の貫通孔６、７が設けられた複数の多孔吸音体４、５から構成され、間隔を設けてこれら複数の多孔吸音体４、５を配置した多段構造からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、防音又は遮音性能を有する換気口用フィルタに関するものである。

従来、換気口用フィルタとしては、平板状のろ材を換気口内に内蔵したもの、平板状のろ材を換気口外側に貼着したもの、ろ材をプリーツしてろ化面積を大きくしたもの等が一般的に使用されている。
ところが、換気口の外に設けられたシャッタを開けておくと外騒音がそのまま室内へ届いてしまうため、住宅等では換気口のシャッタを閉めていることが常である。
現在マンション等の集合住宅では２４時間換気が推奨されているため、換気口のシャッタを閉めてしまうと換気を行うことができないという問題が発生する。
そこで、シャッタを閉めた場合の遮音性能（例えば、２１ｄＢ程度）と同等の遮音レベルを満足する換気口用フィルタが望まれている。ちなみに、１，０００Ｈｚの音は人にとって耳障りな音域のため指標とされ、騒音の基礎的評価方法で用いるラウドネス（ｌｏｕｄｎｅｓｓ）では、周波数補正回路のあるＡ特性の基準補正値を用いて騒音レベルを表している。

出願人等は、先に出願した特許文献１に開示される通り、室内と室外との間に設けられる換気口用フィルタであって、前記ろ材の室内側に、室外側から室内側に向けて開口する有底孔群を設けるとともに、前記ろ材の室外側に、室内側から室外側に向けて開口する有底孔群を、前記室内側の有底孔群に対して互い違いに且つ隔壁を存して設けた換気口用フィルタを提案しており、この吸音兼用ろ材を換気口用フィルタに用いることを試みた。

特開２００５−３１３１３１号公報

ところが、特許文献１のように、複数の吸音兼用ろ材を密着させて積層し、有底孔群を備えている換気口用フィルタろ材を換気口用フィルタに用いた場合には、上流側部材の開口を通った空気が下流側部材に直接衝突するため、すなわち、有底孔の底部に直接衝突するため、ろ材全面で（すなわち、有底孔の表面積等を利用して）捕集することができないという問題がある。
また、特許文献１に用いた多孔吸音体単体と別のろ材とを、間隔を開けて設けた場合には、換気口用フィルタの通気抵抗が少なくなるものの、空気が吸音体に衝突することで得られる吸音効果が小さくなるため、所望の遮音効果が得られないという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、塵埃を捕集するろ材を用いる換気口用フィルタであって、換気稼働時においてもシャッタを閉めた場合と同等のレベルの遮音性を有する換気口用フィルタを提供することにある。

かかる課題を解決すべく、本発明者らは鋭意検討の結果、以下の構成を見出した。すなわち、本発明の換気口用フィルタは、請求項１に記載の通り、
塵埃除去部と防音部とを間隔を設けてフィルタ枠内に配置してなる換気口用フィルタであって、
前記防音部は、多数の貫通孔が設けられた複数の多孔吸音体から構成されており、前記複数の多孔吸音体を間隔を設けて多段に配置した多段構造からなることを特徴とする。
また、別の実施形態において、本発明の換気口用フィルタは、請求項２に記載の通り、
塵埃除去部を挟むように２つの防音部を配置するとともに、前記各防音部と前記塵埃除去部との間に間隔を設けてフィルタ枠内に配置してなる換気口用フィルタであって、
前記防音部は、多数の貫通孔が設けられた複数の多孔吸音体から構成されることを特徴とする。
また、請求項３に記載の換気口用フィルタは、請求項１又は２に記載の換気口用フィルタにおいて、前記多段構造の隣り合う多孔吸音体同士の複数の貫通孔が流れ方向に対して互いに重ならないように、前記複数の多孔吸音体を配置したことを特徴とする。
また、請求項４に記載の換気口用フィルタは、請求項１乃至３のいずれかに記載の換気口用フィルタにおいて、前記塵埃除去部と前記防音部が分離可能な一体構造であることを特徴とする。
また、請求項５に記載の換気口用フィルタは、請求項１乃至４のいずれかに記載の換気口用フィルタにおいて、前記塵埃除去部は、濾紙をプリーツしたフィルタパックあるいは平状濾材からなることを特徴とする。

本発明の請求項１の換気口用フィルタによれば、防音部を構成する複数の多孔吸音体を間隔を設けて多段に配置した多段構造としたことにより、優れた遮音性能を得ることができ、換気口のシャッタ等を閉めた場合と同等の遮音レベル（例えば、外騒音を２１ｄＢ（Ａ）程度に遮音）とすることができる。また、このような構成において、塵埃除去部と防音部とを間隔を設けてフィルタ枠内に配置することにより、従来と同等レベルの塵埃捕集効果を得ることができる。さらに、例えば、多孔吸音体がガラス繊維製であったとしても、多孔吸音体の表面を飛散防止材で被覆することにより繊維発塵の問題を未然に防止することができる。
本発明の請求項２の換気口用フィルタによれば、各防音部と塵埃除去部との間に間隔を設けて、塵埃除去部を挟むように２つの防音部を配置することにより、上記と同様の効果を奏することができる。
本発明の請求項３の換気口用フィルタによれば、多段構造の隣り合う多孔吸音体同士の複数の貫通孔が流れ方向に対して互いに重ならないように、複数の多孔吸音体を配置したことにより、隣り合う多孔吸音体の貫通孔を連続して通過する音を遮断することができるので、更に優れた遮音性能を得ることができ、換気口のシャッタ等を閉めた場合と同等レベル以上の遮音レベル（外騒音を２１ｄＢ（Ａ）以下に遮音）とすることができる。
本発明の請求項４の換気口用フィルタによれば、塵埃除去部材と防音部材とを一体構造としているので、取り付け交換時に取り扱い易いという利点がある。また、塵埃除去部材と防音部材とを簡易に分離できる構造としたことで、塵埃除去部材が寿命となった場合においても塵埃除去部材だけを容易に交換することができる。
本発明の請求項５の換気口用フィルタによれば、塵埃除去部は、従来から用いられているような濾紙をプリーツしたフィルタパックあるいは平状濾材から構成されるものであってもよい。したがって、本発明の換気口用フィルタは汎用性が高いものとなる。

以下、本発明の換気口用フィルタを添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の換気口用フィルタの断面図を示している。
図１に示すように、本発明の換気口用フィルタＡは、塵埃除去部１と、防音部２とから構成され、塵埃除去部１と防音部２とを間隔を設けてフィルタ枠内に配置してなるものである。以下、各部について詳細に説明する。

塵埃除去部１は、塵埃除去部材３と、この塵埃除去部材３を収容したフィルタ枠１０から構成される。塵埃除去部材３としては、合成繊維・無機質繊維等からなるフェルト、不織布、織布等の繊維体をプリーツ化したフィルタパック、あるいは、平状ろ材を使用することができる。
特に、塵埃除去部材３をプレフィルタとして使用する場合には、重量法で４５〜９８％のろ材を使用可能であり、また、中性能フィルタとして使用する場合には、比色法で５０〜９５％のろ材を使用可能である。
ここで、ろ材の厚さは、７〜２８ｍｍであるのが好ましい。ろ材の厚さが７ｍｍ未満の場合には、捕集能力が不足するという問題があり、ろ材の厚さが２８ｍｍ超の場合には、換気口用フィルタが大型化してしまうため、換気口用フィルタが換気口内に納まらないという問題があるためである。
また、フィルタ枠１０は、フランジ状接合凸部１０ａと、接合凹部１０ｂと、塵埃除去部材３を支持する支持板１０ｃとから構成される。

塵埃除去部１と防音部２との間には、塵埃除去部１と、塵埃除去部１のフィルタ枠１０と、後述する防音部材（多孔吸音体）４のフィルタ枠１１（１１ｃ）とで画定された空間９が存在する。本実施形態では、空気の流れ方向に対する空間９の厚さを５〜１５ｍｍとすることが好ましい。その厚さが５ｍｍ未満の場合には、後述する多孔吸音体４の貫通孔６を通過した空気が十分に拡散されずに塵埃除去部材３に衝突してしまい塵埃除去部材３全面で捕集できないため捕集能力に偏りがでることにより、寿命が短くなるという問題があり、その厚さが１５ｍｍ超の場合には、換気口用フィルタが大型化して換気口内に納まらないという問題があるためである。

防音部２は、図１に示すように、２つの防音部材４、５と、これらの防音部材をそれぞれ収容する２つのフィルタ枠１１、１２とから構成され、これら２つの防音部材４、５が間隔を設けて多段に配置された多段構造からなるものである。
防音部材４は、塵埃除去部１に対して上流側の多孔吸音体（以下、「多孔吸音体４」ともいう）であり、防音部材５は、下流側の多孔吸音体（以下、「多孔吸音体５」ともいう）である。これらの多孔吸音体４、５には、それぞれ多数の貫通孔６、７が設けられている。
多孔吸音体４、５に設ける貫通孔６、７としては、その孔径が数ｍｍ〜５０ｍｍである円孔が好ましい。しかしながら、本実施形態では、貫通孔６、７は、このような形状に限定されることなく、三角形、四角形等の多角形の孔であってもよい。
また、多孔吸音体４、５に設ける貫通孔６，７の個数は、多孔吸音体５の端面（主面）の面積を基準として、１００〜５００個／ｍ²程度設けることが好ましい。各多孔吸音体４、５に設ける貫通孔６、７の個数を上記範囲にすることにより、ろ材全面で捕集することができるとともに、所望の遮音効果を得ることができる。

多孔吸音体４、５としては、合成繊維・無機質繊維等の繊維体、合成樹脂・無機質の発泡体、無機質の押出成形体等を使用することができる。
例えば、多孔吸音体４、５が繊維体である場合には、その平均繊維径は０．２〜５０μｍであることが好ましい。平均繊維径が０．２μｍ未満の場合には、その製造が困難であるために非常に高価になるという問題があり、平均繊維径が５０μｍ超の場合には、換気口用フィルタの捕集効率が悪くなるという問題があるためである。
また同様に、多孔吸音体４、５が繊維体である場合には、その密度は４０〜１２０ｋｇ／ｍ³とすることが好ましい。その密度が４０ｋｇ／ｍ³未満の場合には、吸音部２の吸音性能が悪くなるという問題があり、その密度が１２０ｋｇ／ｍ³超の場合には、換気口用フィルタの通気抵抗が高くなるという問題があるためである。
さらに同様に、多孔吸音体４、５が繊維体である場合、その厚さは１０〜２５ｍｍとすることが好ましい。その厚さが１０ｍｍ未満の場合には、防音部２の吸音性能が悪くなるという問題があり、その厚さが２５ｍｍ超の場合には、換気口用フィルタが大型化して換気口内に納まらない問題があるためである。

ここで、防音部２は、多孔吸音体４、５の多層構造として、多段構造の隣り合う多孔吸音体４、５同士の複数の貫通孔６、７が空気の流れ方向に対して互いに重ならないように、複数の多孔吸音体４、５を配置することが好ましい。
多孔吸音体４、５がいずれかの単一層である場合には、換気口用フィルタの通気抵抗は低いものの、空気衝突による吸音効果が不足する（すなわち、貫通孔を抜けた音が吸音されることなく室内に入ってくる）という問題があるためである。

多孔吸音体４と多孔吸音体５との間には、多孔吸音体４と、多孔吸音体４のフィルタ枠１１（１１ｂ）と、多孔吸音体５のフィルタ枠１２（１２ｃ）とで画定された空間８が存在する。本実施形態では、空気の流れ方向に対する空間８の厚さと５〜１５ｍｍとすることが好ましい。その厚さが５ｍｍ未満の場合には、多孔吸音体５の貫通孔７を通過した空気が多孔吸音体４に直ぐに衝突してしまい多孔吸音体４全面に空気が拡がらないため換気口用フィルタの通気抵抗が高くなるという問題があり、その厚さが１５ｍｍ超の場合には、換気口用フィルタが大型化して換気口内に納まらないという問題があるためである。

各多孔吸音体４、５のフィルタ枠１１、１２は、それぞれ、フランジ状接合凸部１１ａ、１２ａと、接合凹部１１ｂ、１２ｂと、多孔吸音体４及び多孔吸音体５をそれぞれ支持する支持板１１ｃ、１２ｃとから構成される。
ここで、上述の各フィルタ枠１０、１１、１２の材質は、特に限定されないが、フィルタ枠１０、１１、１２としては、例えば、合成樹脂製、金属製等のものを使用することができる。

本実施形態の換気口用フィルタＡを組み立てる（取り付ける）際には、多孔吸音体５のフィルタ枠１２のフランジ状接合凸部１２ａと多孔吸音体４のフィルタ枠１１の接合凹部１１ｂとを噛み合わせるとともに、多孔吸音体４のフィルタ枠１１のフランジ状接合凸部１２ａとフィルタ枠１０の接合凹部１０ｂとを噛み合わせることにより、容易に換気口用フィルタＡを取り付けることができ、逆に、それらの噛み合わせを外すことにより、容易に各部材として取り外すことができる。このように、本実施形態の換気口用フィルタＡでは、塵埃除去部１と防音部２、すなわち、複数の多孔吸音体４、５とがそれぞれ分離可能な一体構造となっている。
なお、各支持板１０ｃ、１１ｃ、１２ｃは、各部材を支持固定するためだけに用いられるので、換気口用フィルタの通気抵抗とならないように、５〜１５ｍｍ角の開口を有するものが好ましい。あるいは、各支持板１０ｃ、１１ｃ、１２ｃとして、金属線を織り、又は編む等したものを使用することもできる。金属線としては、例えば、金網、ラス網等があるが、本実施形態では、金属線は、特にこれらに限定されるものではない。

次に、本発明の換気口用フィルタのバリエーションについて説明する。図２は、本発明の換気口用フィルタの他実施形態を示す断面簡略図である。
本発明の塵埃除去部と防音部の組み合わせ構造としては、空気の流れ方向に対して、上述のような図１に示す多孔吸音体５／多孔吸音体４／塵埃除去部１の配置パターンであって、隣り合う多孔吸音体４、５同士の複数の貫通孔６、７が互いに重ならない基本パターンの他に、図２（ａ）に示すように、多孔吸音体５／多孔吸音体４／塵埃除去部１であって、隣り合う多孔吸音体４、５同士の複数の貫通孔６、７が互いに重なっているもの、図２（ｂ）に示すように、多孔吸音体５'／多孔吸音体５／多孔吸音体４／塵埃除去部１の配置パターンのもの、図２（ｃ）に示すように、多孔吸音体５／塵埃除去部１／多孔吸音体４の配置パターンのもの（ここでは、多孔吸音体４、５同士の複数の貫通孔６、７が互いに重ならないもの（図２（ｃ１））と重なるもの（図２（ｃ２））を示している。）、図２（ｄ）に示すように、塵埃除去部１／多孔吸音体５／多孔吸音体４の配置パターンのもの等が挙げられる。
図２に示すような他の実施形態においても、「塵埃除去部１と防音部２が間隔を設けて配置されていること」、「防音部２が複数の多孔吸音体４、５から構成され、それらが間隔を設けて多段に配置されていること」の要件を満足すれば、特にこれらの構造に限定されるものではない。

下記の通り、実施例１、２及び比較例１〜３に係る換気口用フィルタ（以下、各実施例において、「フィルタ」と略す場合もある）を作製し、その圧力損失（フィルタの換気量）、捕集効率及び遮音効果を評価することとした。なお、図３は、比較例１〜３のフィルタの断面簡略図を示すものである。

（実施例１）
実施例１のフィルタを作製するために、塵埃除去部材３として、平均繊度１５デニール（平均繊維径４８μｍ）のポリプロピレン樹脂繊維製で、厚さ７ｍｍ、目付１５０ｇ／ｍ²として直径１３０ｍｍφのプレフィルタろ材３を用意し、多孔吸音体４及び多孔吸音体５として平均繊維径６μｍのＣガラス繊維で構成され、直径１３０ｍｍφ、厚さ２０ｍｍ、密度９６ｋｇ／ｍ³のグラスウール成形板を二枚用意した。
上流側、下流側の各多孔吸音体４及び５には、図１に示すように、直径１０ｍｍの円形状の貫通孔６、７をそれぞれ多数形成し、その貫通孔６、７の中心間距離を１７．５ｍｍとした。
次に、塵埃除去部１として、上記塵埃除去部材３を開口１０ｍｍ角の金網製支持板１０ｃとともにＡＢＳ樹脂製の長さ４２ｍｍのフィルタ枠１０（凸部高さ５ｍｍ、凹部高さ（＝空間９の厚さ）６ｍｍ）内に収容した。
また、上流側の防音部２として、多孔吸音体４を開口１０ｍｍ角の金網製支持板１１ｃとともにＡＢＳ樹脂製の長さ４２ｍｍのフィルタ枠１１（凸部高さ５ｍｍ、凹部高さ（＝空間８の厚さ）６ｍｍ）内に収容した。
また、下流側の防音部２として、多孔吸音体５を開口１０ｍｍ角の金網製支持板１２ｃとともにＡＢＳ樹脂製の長さ４２ｍｍのフィルタ枠１２（凸部高さ５ｍｍ、凹部高さ６ｍｍ）内に収容した。
そして、上述のように用意した塵埃除去部１、上流側の防音部２及び下流側の防音部２をそれぞれ繋ぎ合わせて長さ１２６ｍｍ、直径１３０ｍｍφの換気口用フィルタを作製した。

（実施例２）
図２（ａ）に示すように、貫通孔６、７の配置パターンとして、多段構造の隣り合う上流側の多孔吸音体４と下流側の多孔吸音体５とを、多孔吸音体４、５同士の貫通孔６、７が、空気の流れ方向に対して重なるよう配置したこと以外は、実施例１と同様にして、換気口用フィルタを作製した。

（比較例１）
図３（ａ）に示すように、上流側の多孔吸音体４と塵埃除去部１（塵埃除去部材３）との空間９とともに、上流側の多孔吸音体４と下流側の多孔吸音体５との空間８をなくすようにして（本実施例では、空間８の代わりに塵埃除去部１（塵埃除去部材３）が配置されていると考えられる）、各部材同士を密着して設けたこと以外は、実施例１と同様にして、換気口用フィルタを作製した。

（比較例２）
図３（ｂ）に示すように、上流側の多孔吸音体４と下流側の多孔吸音体５との空間８をなくして、多孔吸音体４及び５を密着して設けたこと以外は、実施例１と同様にして、換気口用フィルタを作製した。

（比較例３）
図３（ｃ）に示すように、上流側の多孔吸音体４と下流側の多孔吸音体５とをなくして、塵埃除去部１（塵埃除去部材３）だけとしたこと以外は、実施例１と同様にして、換気口用フィルタを作製した。

（換気口用フィルタの評価）
平成１５年７月１日施行された改正建築基準法第２８条の２とその施行令第２０条の５第４項の表において、住宅等には「換気回数が０．５回以上（１時間当たりの換気量＝０．５×室容量）」の換気設備の設置が義務付けられた。比較例３（特許文献１に記載のエアフィルタろ材を用いていない従来のものと同様）のフィルタはこの基準を満足するとともに、フィルタの換気量とフィルタの圧力損失とには相関関係がみられるので、フィルタの換気量の評価としては、指標として比較例３の圧力損失を１００とし、これとの相対評価により１００以下を○、１００超を×とした。
また、フィルタの捕集効率の評価としては、ＪＩＳＢ９９０８の試験方法により、比較例３のフィルタの捕集効率を１００として、相対評価により１００以下を○、１００超を×とした。
また、フィルタの遮音効果の評価としては、比較例３のフィルタを換気口に設置して換気口のシャッタを閉めた際の実機での遮音性能が２１ｄＢ（Ａ）であり、その場合において簡易遮音測定装置で測定したところ１０００Ｈｚで７ｄＢであったことから、絶対評価により２１ｄＢ以上を◎、２０〜１５ｄＢを○、１５ｄＢ未満を×とした。
総合評価として、フィルタの圧力損失、捕集効率及び遮音効果のすべてが○以上でかつ遮音効果が◎の場合は◎、フィルタの圧力損失、捕集効率及び遮音効果のすべてが○以上の場合は○、フィルタの圧力損失、捕集効率及び遮音効果のいずれか一つでも×の場合は×として評価した。
以上の評価及びフィルタの構成等をまとめて、以下の表１に示す。

表１に示すように、本発明の実施例１及び２のフィルタは、比較例３のフィルタを換気口に設置してシャッタを閉めた場合と同等以上の遮音効果を有していることがわかった。特に、実施例１のフィルタでは、並列して設けた多孔吸音板を通過した空気の衝突作用を利用していることにより、更に優れた遮音効果があることがわかった。
また、本発明の実施例１及び２のフィルタでは、並列して設けた２つの多孔吸音板を間隔を設けて配置するとともに、多孔吸音板と塵埃除去部とを間隔を開けて設けたので、多孔吸音板及び塵埃除去部（塵埃除去部材）の局部的な圧力損失の上昇がなく、また局部的な空気の流れによる塵埃除去部材（ろ材）の寿命低下の問題がないことがわかった。
このため、本発明の実施例１及び２の換気口用フィルタは、２４時間換気を行うマンション・戸建住宅における換気口用フィルタとして適用することができる。
これに対して、比較例１のフィルタでは、一方の多孔吸音板の貫通孔を通過した空気が拡散することなく塵埃除去部材及び他方の多孔吸音板のほぼ同位置において局部的な空気の流れとなることにより、塵埃除去部材（ろ材）の局部的な圧力損失の上昇と、塵埃除去部材（ろ材）の寿命低下という問題があることがわかった。
また、比較例２のフィルタでは、並列して設けた多孔吸音板を通過した空気の衝突作用を利用することができないため、遮音効果が不足するという問題があることがわかった。

本発明の換気口用フィルタの一実施形態を示す断面図本発明の換気口用フィルタの他実施形態を示す断面簡略図本発明の換気口用フィルタと比較する実施形態を示す断面簡略図

符号の説明

１塵埃除去部
２防音部
３塵埃除去部材
４、５防音部材（多孔吸音体）
６、６貫通孔
７貫通孔
８、９空間
１０〜１２フィルタ枠
１０ａ〜１２ａフランジ状接合凸部
１０ｂ〜１２ｂ接合凹部
１０ｃ〜１２ｃ支持板
Ａ換気口用フィルタ

Claims

塵埃除去部と防音部とを間隔を設けてフィルタ枠内に配置してなる換気口用フィルタであって、
前記防音部は、多数の貫通孔が設けられた複数の多孔吸音体から構成されており、前記複数の多孔吸音体を間隔を設けて多段に配置した多段構造からなることを特徴とする換気口用フィルタ。
塵埃除去部を挟むように２つの防音部を配置するとともに、前記各防音部と前記塵埃除去部との間に間隔を設けてフィルタ枠内に配置してなる換気口用フィルタであって、
前記防音部は、多数の貫通孔が設けられた複数の多孔吸音体から構成されることを特徴とする換気口用フィルタ。
前記多段構造の隣り合う多孔吸音体同士の複数の貫通孔が流れ方向に対して互いに重ならないように、前記複数の多孔吸音体を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の換気口用フィルタ。
前記塵埃除去部と前記防音部が分離可能な一体構造であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の換気口用フィルタ。
前記塵埃除去部は、濾紙をプリーツしたフィルタパックあるいは平状濾材からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の換気口用フィルタ。