JP2011000495A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【目的】短期間での交換を必要とせず、もって再利用するための短期間での洗浄をも必要とせず、さらにはプレフィルタ、メインフィルタの役目を１枚のフィルタで行え、さらには再利用のために行われる前記洗浄作業にも配慮したフィルタ装置を提供することを目的とする
【構成】横枠部材と縦枠部材とを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有する方形枠体を形成し、開口部内には、山状谷状の繰り返し折り構造に折り曲げて構成したシート状フィルタ材料を繰り返して折った折り方向が横枠部材の長手方向と同一方向となるよう取り付けてなり、シート状フィルタ部材は、繰り返して折った方向に向かい延出し、シート状フィルタ材料の表面側あるいは裏面側に突出する補強直線状凸条が、折り幅より短い長さで、かつ縦枠部材の長手方向に向かい一定の間隔をあけて複数凸設された、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、オフィスビルやマンションさらには一般家庭など空調設備などにも取り付けることが出来、もって外気の塵や埃あるいは花粉などを確実に、かつ短期間の取り替えを必要とせず、しかも長期間の洗浄メンテナンスをも必要とすることなく使用することが可能なフィルタ装置に関するものである。

従来、オフィスビルやマンションなどに設置されるいわゆる大型をなす空調設備、さらには一般家庭で使用される空調設備などにも、通常一般な構造のフィルタ装置は使用され、取り付けられており、このフィルタ装置により、外気の塵や埃あるいは花粉などが確実に捕集され、前記空調設備の安全、快適な運用が企図されている。
ここで、従来のオフィスビルやマンションなどで使用されるフィルタ装置としては、通常、塵や埃など比較的大きな粒子、例えば１０μｍ以上の粒子からなる塵や埃を捕集するフィルタ部材と、車の排気ガスやタバコの煙など比較的小さな粒子からなるもの、例えば０．３μｍ以上の粒子である塵や埃を捕集するフィルタ部材との２種類からなるフィルタ部材を用いたフィルタ装置が一般に知られている。

すなわち、通常、オフィス用のフィルタ装置としては、粗塵用のいわゆるプレフィルタとメインのいわゆる中性能フィルタ（メインフィルタ）とで構成し、前者のフィルタ部材は、例えば２ヶ月に一度洗浄・再使用し、後者のフィルタ部材は、洗浄・再使用することなく、例えば１年毎に新品に取り替えるのが一般的となっていた。
この様に、業界においては、フィルタ部材とは、短期間に使い捨てる部材としての認識で統一されていたのである。

しかるに、環境保護意識が近年急速に、かつ国際的に高まる中、いわゆる地球資源をどれだけ有効活用するかは、企業評価の有力な基準になりつつあり、特に、空調設備では、高効率設備の導入と共に、消耗品であるフィルタ部材の消費量抑制もニーズとして急速に要求されてきている実情がある。
さらに、フィルタ装置に使用されるいわゆる濾材と称呼されるフィルタ部材についても順次開発が進められ、きわめて高性能のフィルター部材が市場に出回るものとなってきている。

上記の事情をも勘案すると、特に、従来から存在するいわゆるプレフィルタといわゆるメインフィルタとからなる一体型をなすフィルタ装置を製造し、使用することなしに、それらを分離し、１個の優良なフィルタ部材をさらに高性能に加工し、これを従来の一体型フィルタ装置と同様の性能を持たせればきわめて有効な製品となる。
さらにこれに使用されるフィルタ部材をも簡単に使い捨てすることなく、簡単な作業で洗浄し、再利用することができれば、大幅な省資源化に繋がる。

また、フィルタ装置に恒常的にかからざるを得ないメンテナンスコストをきわめて効率的に抑えられるものとなる。
しかも、今日のように、禁煙のエリアが広がり、空調設備のフィルタ装置においても、必要以上にたばこの煙を捕集することを要しないとの事情もある。

特開２００１−１７０４２３号公報

かくして、本発明は、上記従来の課題に対処すべく創案されたものであり、短期間での交換を必要とせず、もって再利用するための短期間での洗浄をも必要とせず、さらにはプレフィルタ、メインフィルタの役目を１枚のフィルタで行え、さらには再利用のために行われる前記洗浄作業にも配慮したフィルタ装置を提供することを目的とするものである。

本発明のフィルタ装置は、
所定の幅を有する一対の横枠部材と一対の縦枠部材とを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有する方形枠体を形成し、
該方形枠体の開口部内には、山状谷状の繰り返し折り構造に折り曲げて構成したシート状フィルタ材料を前記方形枠体の幅と略同等の折り幅となし、かつ前記繰り返して折った折り方向が前記横枠部材の長手方向と同一方向となるよう取り付けてなり、
前記シート状フィルタ部材は、前記繰り返して折った方向に向かい延出し、前記シート状フィルタ材料の表面側あるいは裏面側に突出する補強直線状凸条が、前記折り幅より短い長さで、かつ縦枠部材の長手方向に向かい一定の間隔をあけて複数凸設された、
ことを特徴とし、
または、
前記補強直線状凸条は、前記シート状フィルタ部材の表面側に向かい凸設する補強直線状表凸条と、裏面側に向かい凸設する補強直線状裏凸条とを有し、当該補強直線状表凸条と補強直線状裏凸条とは、縦枠部材の長手方向へ向かい、前記シート状フィルタ部材の折り幅内で交互に配置されてなる、
ことを特徴とし、
または、
前記交互に凸設された補強直線状表凸条と補強直線状裏凸条は、隣り合う二つの前記凸条の長さを足した長さが、前記繰り返し折った幅と略同等となるよう凸設され、配置されてなる、
ことを特徴とし、
または、
前記シート状フィルタ材料は、２枚に重ね合わせ可能とされ、２枚のシート状フィルタ材料は、導入側のシート状フィルタ材料を、粒子の大きい粉塵が補集できるタイプに、送出側のシート状フィルタ材料を、導入側と比較して粒子の小さい粉塵をも補集できるタイプに配置した、
ことを特徴とするものである。

本発明によるフィルタ装置であれば、短期間での交換を必要とせず、もって再利用するための短期間での洗浄をも必要とせず、さらにはプレフィルタ、メインフィルタの役目を１枚のフィルタで行え、さらには再利用のために行われる洗浄作業にも配慮できるとの優れた効果を奏する。

以下、本発明に係るフィルタ装置につき図を参照して説明する。
該フィルタ装置１は、まず、枠体３を有する。
枠体３は、所定の幅を有する一対の横枠部材２ａ及び一対の縦枠部材２ｂを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有するよう形成される。

当該横枠部材２ａ及び縦枠部材２ｂの材質は、何ら限定されるものではないが、いわゆる再資源化に対応する部材であることが好ましく、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの再生チップ材等が使用されている。

そして、該枠体３の開口部内には、シート状フィルタ材料を前記枠体３の幅と略同等の折り返し幅として、山状谷状の繰り返し折り構造の状態に折り曲げ、もってジグザグ繰り返し折り構造に構成したフィルタ部材４が取り付けられる。

ここで、当該シート状フィルタ材料について述べると、該シート状フィルタ材料には一般に合成繊維により形成された部材が使用される。そして、かかる合成繊維の材質としては、一般的にポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド（ナイロン）がある。また、その他にビニロン、綿なども使われることがある。

これらについては、それぞれに材質上の特徴があり、その特性に応じて各方面に使用される。そして、その用途を誤るとフィルタ材料としての性能を損なうのみでなく、フィルタ材料の寿命やフィルタ性能に大きな影響を与えるものとなる。
また、本発明によるシート状フィルタ材料は、１０μｍ以上の粒子からなる塵や埃を捕集するタイプや、車の排気ガスやタバコの煙など比較的小さな粒子からなるもの、例えば０．３μｍ以上の粒子である塵や埃を捕集するタイプのいずれのタイプをも選択できる。

次に、該シート状フィルタ材料は、山状谷状のジグザグの繰り返し折り構造の状態に折り畳まれ、全体としては略方形状の形状に構成される。そして、該略方形状をなすフィルタ部材４は水平方向（左右方向）に向かいそのジグザグ繰り返し折り構造が連続するよう、また若干水平方法へ延び縮み出来るようにあらかじめ配置される。

ところで、当該フィルタ部材４には、前記繰り返して折った方向に向かって延出し、前記シート状フィルタ材料の表面側あるいは裏面側に突出する補強直線状凸条５が、前記折り幅より短い長さで、かつ縦枠部材２ｂの長手方向に向かって、一定の間隔をあけて複数凸設されている。
ここで、補強直線状凸条５は二種類設けられる。すなわち、シート状フィルタ材料の表面側に凸部が形成されるよう凸設される補強直線状表凸条５ａと、シート状フィルタ材料の裏面側に凸部が形成されるよう凸設される補強直線状表凸条５ａとである。

しかして、該補強直線状凸条５の形成については、何ら限定されるものではないが、シート状フィルタ材料を平面上に広げ、その状態で裏面から表面に向かって押圧など行い、もって、表面側に凸部を形成し、補強直線状表凸条５ａを形成するがごときである。
次いで、シート状フィルタ材料につき、その表面を上にして平面上に広げ、その状態で表面から裏面に向かって押圧などを行い、もって、裏面側にも凸部を形成し、補強直線状裏凸条５ｂを形成するがごときである。

また、この補強直線状表凸条５ａ及び補強直線状裏凸条５ｂとは、縦枠部材２ｂの長手方向へ向かい、前記シート状フィルタ材料の折り幅内に収まる長さをもって、かつ交互に一定間隔をあけて配置されるものとなる。
この様に、表面側に凸部を形成し、補強直線状表凸条５ａを形成するとともに、裏面側にも凸部を形成し、もって補強直線状裏凸条５ｂを形成し、これらを交互に一定間隔をあけて配置することにより、シート状フィルタ材料につき、かなりの強度を得ることが出来る。

また、該補強直線状凸条５の形成は、フィルタ部材４の強度向上のためであるが、それだけではなく、補強直線状凸条５を大量に形成することにより、シート状フィルタ材料の表面積を広げ、それによりフィルタ処理面積を広くするとのねらいもある。
この様に、前記補強直線状表凸条５ａ及び補強直線状裏凸条５ｂを設けたシート状フィルタ材料を、山状谷状のジグザグの繰り返し折り構造の状態に折り畳み、そして、略方形状をなしたフィルタ部材４を水平方向（左右方向）に向かいそのジグザグ繰り返し折り構造が連続するよう、また若干水平方法へ延び縮み出来るようにして、前記枠体３内に設置すると、特に、ジグザグに折り返した折り返し幅の方向に、強度を向上させることが出来、もって、長期間の使用や洗浄後の再使用に対しても、前記シート状フィルタ材料がへたることがない。

また、前述したごとく交互に凸設された補強直線状表凸条５ａと補強直線状裏凸条５ｂとは、隣り合う二つの前記補強直線状表凸条５ａと補強直線状裏凸条５ｂの長さを足した長さが、前記繰り返し折った幅と略同等となるよう凸設しても構わない。
すなわち、隣り合う二つの前記補強直線状表凸条５ａと補強直線状裏凸条５ｂとが重なる幅を比較的短く構成し、折り返し幅の両端側には、隣り合う二つの前記補強直線状表凸条５ａと補強直線状裏凸条５ｂのいずれか一方側を延出させておくのである。

この様な構成であっても、要求されるシート状フィルタ材料の強度は充分に確保できるものとなる。
ところで、シート状フィルタ材料を２枚使用し、この２枚のシート状フィルタ材料を二重に重ね合わせて、山状谷状の繰り返し折り構造に折り曲げて構成しても構わない。
この場合、同じ素材のシート状フィルタ材料、すなわち、粒子径が１μｍから１０００μｍまでを捕集できるタイプの素材で構成したシート状フィルタ材料を２枚重ねて使用することも考えられる。

しかし、同じ素材を使用したとしても、それらを２枚重ね合わせて使用する結果、１μｍより小さい粒子径の粉塵をも捕集できるものとなる。
さらに、前記二重に重ね合わす２枚のシート状フィルタ材料について、導入側（上流側）のシート状フィルタ材料を、粒子の大きい粉塵が補集できるタイプに、送出側（下流側）のシート状フィルタ材料を、導入側と比較して粒子の小さい粉塵をも補集できるタイプに配置しても構わない。

本発明の場合、シート状フィルタ材料の表面側及び裏面側に凸設する補強直線状表凸部５ａと補強直線状裏凸部５ｂとが設けられているため、重ね合わせた２枚のシート状フィルタ材料間に若干の隙間が生じ、捕集した粉塵などが該隙間に溜まることがある。その場合には、下側の横枠部材２ａに前記隙間に連通する透孔を形成し、後述する洗浄の際に、該透孔から捕集した粉塵などを洗い流すことが出来る。
ここで、本発明により構成されたフィルタ装置１は、その使用により短期間の間に新品に交換しなければならなかったり、短期間にメンテナンスを行わなければならなかったりすることがない。

従来は数ヶ月の間に新品に交換せざるを得なかったり、数ヶ月の間に洗浄メンテナンスを行わなければならなかった。
ちなみに、従来型のフィルタ装置は、その初期圧力損失が１９０パスカルであったのに対し、本発明によるフィルタ装置１は、前述したフィルタ部材４の構造を採用することにより１１０パスカル以下という低数値を実現したものである。

従って、本発明によるフィルタ装置１は、少なくとも１年間に一度の洗浄メンテナンスを行えばよい。しかも３回の洗浄メンテナンスに耐えられるよう設計されているのである。
すなわち、本発明のフィルタ装置１につき、その使用開始からカウントすると一度の購入で、最長４年間（運転時間では１万２千時間）使い続けられることになる。

そして、本発明によるフィルタ装置の洗浄後の圧損回復を試験データでみてみると、２回目の洗浄後に計測した圧力損失値が９０パスカルのものが、その後の１年間の使用によって粉塵負荷後フィルタ圧力損失値が２６５パスカルとなった。
その後、３回目（最終）の洗浄をしたとき、洗浄後は９３パスカルとなり、２回目の洗浄後に計測した圧力損失値が９０パスカルと全く変わらない値となっているのである。この様に、本発明のフィルタ装置１では、複数回の洗浄メンテナンスに充分耐えられることが理解できる。

特に、オフィスや商業店舗と異なり、２４時間空調が稼働するホテルでは、一般よりも早くフィルタ装置の運転時間を消費するので本発明によるフィルタ装置１の使用はきわめて好ましいといえる。しかも従来のようにプレ・メイン一体型のフィルタ装置ではなく、１個のフィルタ部材４を配置したフィルタ装置で充分なのである。

さらに、ホテル側においては、セキュリティー強化のため外注業者の受け入れ回数を減らしたいと考えており、フィルタ部材４の交換や洗浄のために２ヶ月に一度、メンテ業者が建物に入ることはあまり歓迎されないのである。その面からも本発明によるフィルタ装置１の使用はきわめて好ましいものである。

次に、本発明によるフィルタ装置１の洗浄システムにつき説明する。
例えば、１年間の長期に亘って使用されたフィルタ装置１は、メンテナンスのために洗浄される。

まず、本発明の洗浄のシステムとしては、まず、空気洗浄機に投入される。
該空気洗浄機内では、粉塵を捕集しているフィルタ部材の下流面に向かい高圧エアを例えばパルス状に送出しながら、例えば起電器による振動を併用して、粉塵を排出させる。

次に、いわゆる真空脱気システムを通過させる。すなわち、洗浄性を高めるために、フィルタ装置１内のフィルタ部材４に捕集されている粉塵の周囲に残留している空気と洗浄水を置換すべく、真空脱気槽で脱気するのである。
続いて、例えば洗浄が行われる。

超音波によるエアフィルタ洗浄は、これまで１つの周波数を使って、動かしながら洗浄するのが主流だったが、フィルタ部材４を動かさず、ムダ・ムラ・ムリのない洗浄を実現するために、例えば周波数を高速で切り替えるシステムを導入してもかまわない。すなわち、超音波発振子を切り替え、複数種類の周波数によって異なる水流を発生させ、それにより効率的な洗浄を行ってもかまわない。

さらに、シャワーによる洗浄が行われる。高圧ポンプによってシャワーの水流を生じさせ、該シャワーの水流によって、フィルタの上流面あるいは下流面からフィルタ部材の内部を通過させて粉塵を洗い出すのである。

その際、フィルタ部材４の谷折り底部分１４が洗浄水通過路となって、比較的容易に洗浄水が流れだし、もって効率的な洗浄が出来ると共に、フィルタ部材４へのダメージを与えることがない。

本発明に係るフィルタ装置の概略構成を説明する構成説明図である。 本発明に係るフィルタ部材の構成を説明する構成説明図（その１）である。 本発明に係るフィルタ部材の構成を説明する構成説明図（その２）である。 本発明に係るフィルタ部材の構成を説明する構成説明図（その３）である。

１ フィルタ装置
２ａ 横枠部材
２ｂ 縦枠部材
３ 枠体
４ フィルタ部材
５ 補強直線状凸条
５ａ 補強直線状表凸条
５ｂ 補強直線状裏凸条
１４ 谷折り部分

Claims (4)

1. 所定の幅を有する一対の横枠部材と一対の縦枠部材とを略方形状に枠組みして表裏面に貫通する開口部を有する方形枠体を形成し、
   該方形枠体の開口部内には、山状谷状の繰り返し折り構造に折り曲げて構成したシート状フィルタ材料を前記方形枠体の幅と略同等の折り幅となし、かつ前記繰り返して折った折り方向が前記横枠部材の長手方向と同一方向となるよう取り付けてなり、
   前記シート状フィルタ部材は、前記繰り返して折った方向に向かい延出し、前記シート状フィルタ材料の表面側あるいは裏面側に突出する補強直線状凸条が、前記折り幅より短い長さで、かつ縦枠部材の長手方向に向かい一定の間隔をあけて複数凸設された、
   ことを特徴とするフィルタ装置。
   
2. 前記補強直線状凸条は、前記シート状フィルタ部材の表面側に向かい凸設する補強直線状表凸条と、裏面側に向かい凸設する補強直線状裏凸条とを有し、当該補強直線状表凸条と補強直線状裏凸条とは、縦枠部材の長手方向へ向かい、前記シート状フィルタ部材の折り幅内で交互に配置されてなる、
   ことを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
   
3. 前記交互に凸設された補強直線状表凸条と補強直線状裏凸条は、隣り合う二つの前記凸条の長さを足した長さが、前記繰り返し折った幅と略同等となるよう凸設され、配置されてなる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のフィルタ装置。
   
4. 前記シート状フィルタ材料は、２枚に重ね合わせ可能とされ、２枚のシート状フィルタ材料は、導入側のシート状フィルタ材料を、粒子の大きい粉塵が補集できるタイプに、送出側のシート状フィルタ材料を、導入側と比較して粒子の小さい粉塵をも補集できるタイプに配置した、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のフィルタ装置。

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