説明

除塵装置

【課題】従来の遠心力によるフィルター目詰まり除去手段を用いた除塵装置では、遠心力だけではフィルターの塵埃を払い落とす力が弱く、除去しきれずに塵埃がフィルターに残留するため、目詰まりの発生頻度が高い。また、気流が通る風路が複雑であり除塵装置としての圧力損失が高い。
【解決手段】図4に示すように、フィルター4に遠心送風用羽根5を具備し、気流を内側から外側に発生させながらフィルター4を直線ブラシ17で掃出することで塵埃を払い落とす力が強くなるため、目詰まりの発生頻度が低い。また、フィルター4を略円錐に形成する構成により、気流が通る風路の圧力損失を低減できる。さらに、フィルター4を吸込口3からダクト下流側に引き出せる形態にしたことにより、除塵装置1の室内からのメンテナンス作業が簡便となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主としてフィルターを用いた除塵装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
住宅、事務所や工場などで外気を吸引して屋内に導入する換気ユニットにおいては、外気に浮遊している砂塵や粉塵などの塵埃を捕集し除去するためにフィルターを用いた除塵装置を設けられているものがある。
【0003】
従来、この種の換気ユニットに用いられる除塵装置は、砂塵や粉塵などの塵埃がフィルターに付着して堆積すると目詰まりを発生して換気風量低下の原因となるため、フィルターの掃除や新品への交換などのメンテナンス作業が頻繁に必要である。このメンテナンス作業を簡便にしてフィルターの交換サイクルを長くするためにフィルターの目詰まりを除去する手段に遠心力を用いた方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
以下、その除去方法について図8の除塵装置を参照しながら説明する。図8の除塵装置101は略円筒形の外周面にフィルターを設けたフィルターユニット102とモータ103がカップリング104で軸同士が接続し、吸込口105と吐出口106を備えたケーシング107に内装されており、吐出口106はフィルターユニット102内部に繋がり、ケーシング107とは軸受108によって接続される構成のためフィルターユニット102は回転自在である。気流中の塵埃を捕集する際は、吸込口105から流入した塵埃を含んだ気流をフィルターユニット102の外側から内側に貫流させることで、フィルターユニット102の外周面で塵埃が捕集され、浄化された気体は吐出口106から流出される。そして、フィルターの目詰まりを除去する際は、フィルターユニット102を回転させて遠心力を利用することで外周面に付着した塵埃を払い落とすものである。
【特許文献1】特開平11−057365号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このような従来の遠心力によるフィルター目詰まり除去手段を用いた除塵装置では、遠心力だけではフィルターの塵埃を払い落とす力が弱く、除去しきれずに塵埃がフィルターに残留する。さらにフィルターに積層材を使用している場合はいったん除去された塵埃がフィルターに再付着して残留量が多くなり、フィルターの目詰まり発生頻度が増加する。また、気流が通る風路が複雑であり除塵装置としての圧力損失が高く、メンテナンス作業も困難であるという課題がある。
【0006】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、フィルターへの塵埃の残留を低減してフィルターの目詰まり発生頻度を低減でき、また、気流が通る風路の圧力損失を低減でき、室内からのメンテナンス作業が簡便となる除塵装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の除塵装置は気流が通るダクトの吸込口に、塵埃を捕集する円筒に形成されたフィルターと、前記フィルターを回転させる回転手段と、前記回転手段をダクトの吸込口に固定する固定手段で構成され、前記フィルターは吸込口から外部に配置されており、前記フィルターの円筒内には複数枚の遠心送風用羽根が均等に配置され、前記フィルターの上流側軸方向端面は閉口し、下流側軸方向端面は開口し、前記下流側軸方向端面の外径は前記上流側軸方向端面の外径と同等以上かつダクト内径よりも小さくなっており、気流がダクト内を通ると前記フィルターの外側から内側に向けて気流が貫流され、浮遊する塵埃を捕集し、フィルターの目詰まりを除去するときは、前記フィルターと前記遠心送風用羽根を回転して遠心力と同時に内側から外側に気流を発生させることを特徴としたものである。この手段により、遠心力に加えて遠心送風用羽根によりフィルターの内側から外側に気流が発生し塵埃に抗力が作用することで塵埃を払い落とす力が強くなると同時にフィルターの空隙に気流が通ることで塵埃が再付着しにくくなるため、フィルターへの塵埃の残留を低減してフィルターの目詰まり発生頻度を低減できる。
【0008】
また、上流側軸方向端面の外径より下流側軸方向端面が大きいことから吸込口からダクト内に流入する気流がスムーズになり圧力損失を低減できる。また、ダクト径よりもフィルター外径が小さいため、ダクト下流側にフィルターを引き出すことが可能となり、室内からのメンテナンス作業が簡単となる。
【0009】
また、フィルターが円錐面を形成しており、円錐の頂点側が上流側となることにより、フィルターの面積を増加させながらダクト内に流入する気流をスムーズにできるため圧力損失を低減できる。
【0010】
また、フィルターの周りを覆い垂直下方に開口部を有するフードを、ダクトの吸込口に設けたことにより、気流を下方から吸込むことにより、浮遊している塵埃のうち比較的質量の大きなものは重力で落下して除去できる。また、フィルターを雨や外風から守ることができる。
【0011】
また、固定手段がフードを介してダクト吸込口に固定されていることにより、固定手段を別にダクト吸込口に固定する必要がなくなるため設置作業が簡単になる。
【0012】
また、固定手段の軸方向端面がフードと滑らかにつながる形状を有していることにより、風路内での気流をスムーズにできるため圧力損失を低減できる。
【0013】
また、固定手段が筒形状であり、前記固定手段と回転手段の間の空間が風路として形成され、フィルターの下流側軸方向端面の外周と前記固定手段との隙間を遮蔽する遮蔽手段を設けたことにより、除塵装置が一体化するため、ダクトの吸込み口への設置作業が簡単になる。
【0014】
また、遮蔽手段としてラビリンス構造を用いたことにより、フィルター下流側軸方向端面と固定手段に加工を施すことで簡単に遮蔽手段として実現でき、従来例の軸受等の高価な部品を追加しなくとも遮蔽することができる。
【0015】
また、遮蔽手段として円筒に形成したブラシを用いたことにより、部品への複雑な加工や精度の高い軸心合わせが不要となり簡単に遮蔽手段として実現できる。
【0016】
また、フード内にフィルター円筒を囲むように遠心送風機の舌部を有する渦巻きケーシングを形成したことにより、遠心送風用羽根が回転して発生する気流が増加するため、塵埃を払い落とす力が強くなる。
【0017】
また、フード内のフィルター円筒と相対する位置に前記フィルターに振動を与える加振手段を設けたことにより、フィルターに振動が加わり遠心力と抗力と合わせて塵埃を払い落とす力が強くなる。
【0018】
また、渦巻きケーシングの舌部からフィルターの逆回転方向に加振手段を配置したことにより、遠心羽根が発生する気流が大きいときにフィルターに振動が加わり塵埃が払い落とされる量が増加する。さらに舌部が遠心送風機としての風路をさえぎるため、払い落とされた塵埃が舌部に衝突し下方に落下するため、フィルターへの再付着が防止できる。
【0019】
また、加振手段が弾性復元力のあるバネ材とフィルター外周面に複数個設けられた突起部で構成され、前記フィルターが回転すると突起部とバネ材が衝突を繰り返すことで振動が発生するようにしたことにより、フィルターの回転を加振源として利用することができるため、フィルターを加振するために別の加振動力を備える必要がない。
【0020】
また、フード内のフィルター円筒と相対する位置に前記フィルターに摺接する掃出手段を設けたことにより、フィルター面の塵埃を直接拭い去る作用が加わり遠心力と抗力と合わせて塵埃を払い落とす力が強くなる。
【0021】
また、渦巻きケーシングの舌部からフィルターの逆回転方向に掃出手段を配置したことにより、遠心羽根が発生する気流が大きいときにフィルターに振動が加わり塵埃が払い落とされる量が増加する。さらに舌部が遠心送風機としての風路をさえぎるため、払い落とされた塵埃が舌部に衝突し下方に落下するため、フィルターへの再付着が防止できる。
【0022】
また、掃出手段を直線ブラシとし、前記直線ブラシをダクト軸方向に配置し、前記ブラシの毛先がフィルターに均等に摺接するようにしたことにより、フィルターを回転するときの摺接による負荷を小さくすることができるため、目詰まり除去運転の消費電力を低減できる。
【0023】
また、フィルターの下流側に前記フィルターよりも除塵効率のよい高性能フィルターを配置したことにより、高性能フィルターには1段目のフィルターを通過した微細な塵埃しか付着しなくなるため、目詰まりの発生頻度を低く抑えることができ、除塵装置全体として除塵効率を高めながらメンテナンス作業も減らすことができる。
【0024】
また、除塵装置がダクト内で移動できるようにハンドルが設けられていることにより、メンテナンスや交換作業など除塵装置をダクト内から取り外すときに、ダクト径が小さくても簡単に引き出すことができる。
【0025】
また、ハンドルは折りたたんで固定することができ、通常は風路内で空気抵抗とならないことにより、ダクト内の気流をスムーズにできるため圧力損失を低減できる。
【0026】
また、ハンドルを折りたたんで固定することで集塵ボックスの移動ができないことにより、集塵ボックスが運転時の振動などで勝手に移動して集塵できなくなることを防止できる。
【0027】
また、フィルターを回転させて行う目詰まり除去運転をダクト内に気流が通っていないことを検知して行うことにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても日常の運転動作の中でフィルターの目詰まりを除去することが可能であることと、都度、除去運転を行うためフィルターへの塵埃付着を最小限に抑えることができる。
【0028】
また、前回のフィルター目詰まり除去運転より一定時間が経過すると、フィルター目詰まり除去運転を行うことにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても定期的にフィルターの目詰まりを除去することができる。
【0029】
また、ダクト内を気流が通っている時間を積算して一定時間が経過すると、フィルター目詰まり除去運転を行うことにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても効率的にフィルターの目詰まりを除去することができる。
【0030】
また、フィルターの目詰まり状態を検知して一定以上の目詰まり状態となったとき、フィルター目詰まり除去運転を行うことを特徴としにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても効率的にフィルターの目詰まりを除去することができる。目詰まり状態を検知しているので、不必要に除去運転が行われないため、除去に必要な消費電力を最低限に抑えることができる。
【発明の効果】
【0031】
本発明によれば、円筒や円錐形のフィルターに遠心送風用羽根を具備して回転させる構成により、遠心力に加えてフィルターの内側から外側に気流が発生し塵埃に抗力が作用することで塵埃を払い落とす力が強くなると同時にフィルターの空隙に気流が通ることで塵埃が再付着しにくくなるため、フィルターへの塵埃の残留を低減してフィルターの目詰まり発生頻度を低減できる。また、フィルターを円錐に形成しフード吸込口からダクト下流側に引き出せる形態にしたことにより、気流が通る風路の圧力損失を低減でき、室内からのメンテナンス作業が簡便となる除塵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
本発明の請求項1記載の除塵装置は、気流が通るダクトの吸込口に、塵埃を捕集する円筒に形成されたフィルターと、前記フィルターを回転させる回転手段と、前記回転手段をダクトの吸込口に固定する固定手段で構成され、前記フィルターは吸込口から外部に配置されており、前記フィルターの円筒内には複数枚の遠心送風用羽根が均等に配置され、前記フィルターの上流側軸方向端面は閉口し、下流側軸方向端面は開口し、前記下流側軸方向端面の外径は前記上流側軸方向端面の外径と同等以上かつダクト内径よりも小さくなっており、気流がダクト内を通ると前記フィルターの外側から内側に向けて気流が貫流され、浮遊する塵埃を捕集し、フィルターの目詰まりを除去するときは、前記フィルターと前記遠心送風用羽根を回転して遠心力と同時に内側から外側に気流を発生させることを特徴としたものであり、遠心力に加えて遠心送風用羽根によりフィルターの内側から外側に気流が発生し塵埃に抗力が作用することで塵埃を払い落とす力が強くなると同時にフィルターの空隙に気流が通ることで塵埃が再付着しにくくなるため、フィルターへの塵埃の残留を低減してフィルターの目詰まり発生頻度を低減できる。また、上流側軸方向端面の外径より下流側軸方向端面が大きいことから吸込口からダクト内に流入する気流がスムーズになり圧力損失を低減できる。また、ダクト径よりもフィルター外径が小さいため、ダクト下流側にフィルターを引き出すことが可能となり、室内からのメンテナンス作業が簡単となるという作用を有する。
【0033】
本発明の請求項2記載の除塵装置は、請求項1記載の除塵装置において、フィルターが円錐面を形成しており、円錐の頂点側が上流側となることにより、フィルターの面積を増加させながらダクト内に流入する気流をスムーズにできるため圧力損失を低減できるという作用を有する。
【0034】
本発明の請求項3記載の除塵装置は、請求項1または2記載の除塵装置において、フィルターの周りを覆い垂直下方に開口部を有するフードを、ダクトの吸込口に設けたことにより、気流を下方から吸込むことにより、浮遊している塵埃のうち比較的質量の大きなものは重力で落下して除去できる。また、フィルターを雨や外風から守ることができるという作用を有する。
【0035】
本発明の請求項4記載の除塵装置は、請求項3記載の除塵装置において、固定手段がフードを介してダクト吸込口に固定されていることにより、固定手段を別にダクト吸込口に固定する必要がなくなるため設置作業が簡単になるという作用を有する。
【0036】
本発明の請求項5記載の除塵装置は、請求項3または4いずれか記載の除塵装置において、固定手段の軸方向端面がフードと滑らかにつながる形状を有していることにより、風路内での気流をスムーズにできるため圧力損失を低減できるという作用を有する。
【0037】
本発明の請求項6記載の除塵装置は、請求項1から5いずれか記載の除塵装置において、固定手段が筒形状であり、前記固定手段と回転手段の間の空間が風路として形成され、フィルターの下流側軸方向端面の外周と前記固定手段との隙間を遮蔽する遮蔽手段を設けたことにより、除塵装置が一体化するため、ダクトの吸込み口への設置作業が簡単になるという作用を有する。
【0038】
本発明の請求項7記載の除塵装置は、請求項6記載の除塵装置において、遮蔽手段としてラビリンス構造を用いたことにより、フィルター下流側軸方向端面と固定手段に加工を施すことで簡単に遮蔽手段として実現でき、従来例の軸受等の高価な部品を追加しなくとも遮蔽することができるという作用を有する。
【0039】
本発明の請求項8記載の除塵装置は、請求項6記載の除塵装置において、遮蔽手段として円筒に形成したブラシを用いたことにより、部品への複雑な加工や精度の高い軸心合わせが不要となり簡単に遮蔽手段として実現できるという作用を有する。
【0040】
本発明の請求項9記載の除塵装置は、請求項3から8いずれか記載の除塵装置において、フード内にフィルター円筒を囲むように遠心送風機の舌部を有する渦巻きケーシングを形成したことにより、遠心送風用羽根が回転して発生する気流が増加するため、塵埃を払い落とす力が強くなるという作用を有する。
【0041】
本発明の請求項10記載の除塵装置は、請求項3から9いずれか記載の除塵装置において、フード内のフィルター円筒と相対する位置に前記フィルターに振動を与える加振手段を設けたことにより、フィルターに振動が加わり遠心力と抗力と合わせて塵埃を払い落とす力が強くなるという作用を有する。
【0042】
本発明の請求項11記載の除塵装置は、請求項10記載の除塵装置において、渦巻きケーシングの舌部からフィルターの逆回転方向に加振手段を配置したことにより、遠心羽根が発生する気流が大きいときにフィルターに振動が加わり塵埃が払い落とされる量が増加する。さらに舌部が遠心送風機としての風路をさえぎるため、払い落とされた塵埃が舌部に衝突し下方に落下するため、フィルターへの再付着が防止できるという作用を有する。
【0043】
本発明の請求項12記載の除塵装置は、請求項10または11いずれか記載の除塵装置において、加振手段が弾性復元力のあるバネ材とフィルター外周面に複数個設けられた突起部で構成され、前記フィルターが回転すると突起部とバネ材が衝突を繰り返すことで振動が発生するようにしたことにより、フィルターの回転を加振源として利用することができるため、フィルターを加振するために別の加振動力を備える必要がないという作用を有する。
【0044】
本発明の請求項13記載の除塵装置は、請求項3から9いずれか記載の除塵装置において、フード内のフィルター円筒と相対する位置に前記フィルターに摺接する掃出手段を設けたことにより、フィルター面の塵埃を直接拭い去る作用が加わり遠心力と抗力と合わせて塵埃を払い落とす力が強くなるという作用を有する。
【0045】
本発明の請求項14記載の除塵装置は、請求項13記載の除塵装置において、渦巻きケーシングの舌部からフィルターの逆回転方向に掃出手段を配置したことにより、遠心羽根が発生する気流が大きいときにフィルターに振動が加わり塵埃が払い落とされる量が増加する。さらに舌部が遠心送風機としての風路をさえぎるため、払い落とされた塵埃が舌部に衝突し下方に落下するため、フィルターへの再付着が防止できるという作用を有する。
【0046】
本発明の請求項15記載の除塵装置は、請求項13または14いずれか記載の除塵装置において、掃出手段を直線ブラシとし、前記直線ブラシをダクト軸方向に配置し、前記ブラシの毛先がフィルターに均等に摺接するようにしたことにより、フィルターを回転するときの摺接による負荷を小さくすることができるため、目詰まり除去運転の消費電力を低減できるという作用を有する。
【0047】
本発明の請求項16記載の除塵装置は、請求項1から15いずれか記載の除塵装置において、フィルターの下流側に前記フィルターよりも除塵効率のよい高性能フィルターを配置したことにより、高性能フィルターには1段目のフィルターを通過した微細な塵埃しか付着しなくなるため、目詰まりの発生頻度を低く抑えることができ、除塵装置全体として除塵効率を高めながらメンテナンス作業も減らすことができるという作用を有する。
【0048】
本発明の請求項17記載の除塵装置は、請求項1から16いずれか記載の除塵装置において、除塵装置がダクト内で移動できるようにハンドルが設けられていることにより、メンテナンスや交換作業など除塵装置をダクト内から取り外すときに、ダクト径が小さくても簡単に引き出すことができるという作用を有する。
【0049】
本発明の請求項18記載の除塵装置は、請求項17記載の除塵装置において、ハンドルは折りたたんで固定することができ、通常は風路内で空気抵抗とならないことにより、ダクト内の気流をスムーズにできるため圧力損失を低減できるという作用を有する。
【0050】
本発明の請求項19記載の除塵装置は、請求項1から18記載の除塵装置において、フィルターを回転させて行う目詰まり除去運転をダクト内に気流が通っていないことを検知して行うことにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても日常の運転動作の中でフィルターの目詰まりを除去することが可能であることと、都度、除去運転を行うためフィルターへの塵埃付着を最小限に抑えることができるという作用を有する。
【0051】
本発明の請求項20記載の除塵装置は、請求項19記載の除塵装置において、前回のフィルター目詰まり除去運転より一定時間が経過すると、フィルター目詰まり除去運転を行うことにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても定期的にフィルターの目詰まりを除去することができるという作用を有する。
【0052】
本発明の請求項21記載の除塵装置は、請求項19記載の除塵装置において、ダクト内を気流が通っている時間を積算して一定時間が経過すると、フィルター目詰まり除去運転を行うことにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても効率的にフィルターの目詰まりを除去することができるという作用を有する。
【0053】
本発明の請求項22記載の除塵装置は、請求項19記載の除塵装置において、フィルターの目詰まり状態を検知して一定以上の目詰まり状態となったとき、フィルター目詰まり除去運転を行うことを特徴としにより、使用者はメンテナンスを意識しなくても効率的にフィルターの目詰まりを除去することができる。目詰まり状態を検知しているので、不必要に除去運転が行われないため、除去に必要な消費電力を最低限に抑えることができるという作用を有する。
【0054】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0055】
(実施の形態1)
図1は実施の形態1の側面断面図、図2は本発明の実施の形態1の除塵装置の正面断面図、図3(a)は本発明の実施の形態1の除塵装置の気流の塵埃捕集時を示す側面断面図、図3(b)は本発明の実施の形態例1のフィルター目詰まり除去運転時を示す側面断面図である。図1ならびに図2に示すように、除塵装置1は建物の外壁などに配設されている換気用の気流が流れるダクト2の吸込口3に設置されている。フィルター4は円筒に形成され円筒内には複数枚の遠心送風用羽根5が均等に配置されている。遠心送風用羽根5はシロッコファンの羽根形状を有しておりフィルター4の目詰まり除去のために回転するときに円筒の内側から外側に風が流れるような向きに配置されている。遠心送風用羽根5はターボファンの羽根形状でもかまわない。フィルター4の上流側軸方向端面6は閉口しその直径をD1、下流側軸方向端面7は開口しその直径をD2、ダクト2の内径をDdとすると寸法は例えばD1=50mm、D2=140mm、Dd=150mmとしており、その関係はDd>D2>D1となっている。
【0056】
フィルター4は回転中心を回転手段である電動機8に接続されており、電動機8はダクト2の内部、フィルター4は吸込口3から出た位置となるように固定手段である円筒フレーム9によってダクト2内面に固定されている。フィルター4の下流側軸方向端面7には、円筒フレーム9の内面との隙間を遮蔽する遮蔽手段として円筒に形成されたブラシ10が取り付けられている。ブラシ10はその外径が円筒フレーム9の内径と同等であり、毛材はナイロンで直径0.3mmを使用している。毛材は細くて腰が弱いものを、密度を高く植えたものが隙間を遮蔽する効果にすぐれており、フィルター4が回転するときの抵抗負荷も少なくなる。吸込口3の外側にはフィルター4を覆い、垂直下方に開口部11を有するフード12が設けられており、フード12の内部には、フィルター4円筒面を囲むように遠心送風機の舌部13を有する渦巻きケーシング14が形成されている。
【0057】
フード12の材質は長期間風雨に耐えられるものであることが望ましく、例えば鋼板製の溶接構造で製作されており木ねじによって吸込口3周囲の建物外壁に固定されている。
【0058】
上記構成において、塵埃を含んだ気流が開口部11から吸込口3を経てダクト2内を通るとき、図3(a)に示すようにフィルター4の外側から内側に向けて気流が貫流され、浮遊する塵埃がフィルター4に付着して捕集され、浄化された気流が下流側に流れる。このとき、フィルター4の上流側軸方向端面6の外径D1より下流側軸方向端面7の外径D2が大きいため、フィルター4を貫流した気流がダクト2に流入する際に渦の発生が抑えられ気流がスムーズになることから圧力損失を低減できる。次にフィルター4に付着した塵埃を払い落とし目詰まりを除去する際には図3(b)に示すように、気流がダクト2内を通っていないときに電動機8を駆動してフィルター4を回転させると、遠心力が発生して塵埃が外周側に飛散する。遠心力に加えて遠心送風用羽根5によりフィルター4の内側から外側に気流が発生し塵埃に抗力が作用することで塵埃を払い落とす力が強くなると同時にフィルター4の空隙に気流が通ることで塵埃が再付着しにくくなる。
【0059】
その結果、塵埃の残留が低減してフィルター4の目詰まり発生を抑制できるため、目詰まりの発生頻度を低減することができる。フィルター4を回転する時間は例えば30秒から3分以内であり、フィルター4に付着している塵埃はこの時間内で払い落とすことができる。
【0060】
なお、フィルター目詰まり除去運転を行う制御手段として、ダクト2に気流が通っていないことをセンサーで検知し、電動機8を駆動することでフィルター4を回転させるものである。センサーには例えばダクト2内の風量を検知する熱線式などの風速センサーを用いるが、圧力差を検知する静電容量式などの圧力センサーでもかまわない。この制御手段によって使用者はメンテナンスを意識しなくても日常の運転動作の中でフィルター4の目詰まりを除去することが可能であることと、都度、除去運転を行うためフィルター4への塵埃付着を最小限に抑えることができる。
【0061】
また、他のフィルター目詰まり除去運転を行う制御手段として、前回のフィルター目詰まり除去運転より一定時間が経過すると、電動機8を駆動することでフィルター4を回転させるものである。一定時間を検知するためには例えばタイマーカウンターを用いている。るこの制御手段によって使用者はメンテナンスを意識しなくても定期的にフィルター4の目詰まりを除去することができる。
【0062】
また、他のフィルター目詰まり除去運転を行う制御手段として、ダクト2内を気流が通っている時間を積算して一定時間が経過すると、電動機8を駆動することでフィルター4を回転させるものである。一定時間を検知するためには例えばタイマーカウンターと風速センサーを組み合わせて用いている。この制御手段によって使用者はメンテナンスを意識しなくても効率的にフィルター4の目詰まりを除去することができる。
【0063】
なお、一定時間とは設置する地域の大気汚染度によっても異なるが、例えば従来の除塵装置に設けられたフィルター4の掃除期間である2カ月間に相当する時間が挙げられる。
【0064】
また、他のフィルター目詰まり除去運転を行う制御手段として、フィルター4の目詰まり状態を検知して一定以上の目詰まり状態となったとき、電動機8を駆動することでフィルター4を回転させるものである。目詰まり状態を検知するためには例えばLEDとフォトカプラを組み合わせてフィルターの光透過度を計測する方式を用いているが、フィルター4前後の差圧を検知する方式でもかまわない。この制御手段によって使用者はメンテナンスを意識しなくても効率的にフィルター4の目詰まりを除去することができる。目詰まり状態を検知しているので、不必要に除去運転が行われないため、除去に必要な消費電力を最低限に抑えることができる。目詰まり状態の設定は接続されている送風手段や必要な風量によっても異なるが、例えば初期の風量に対し80%まで風量が低下した状態が挙げられる。
【0065】
(実施の形態2)
前記実施の形態1と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明を省略する。図4は実施の形態2の側面断面図、図5(a)は実施の形態2の正面図、図5(b)は実施の形態2の後面図である。図4、図5(a)ならびに図5(b)に示すように、フィルター4は円錐状に形成され円錐内には複数枚の遠心送風用羽根5が複数枚均等に配置されている。固定手段は樹脂で成型された円筒フレーム9であり、吸込口3に取り付けられたフード12に下流側からはめ込んで固定されており、フード12との接続部分は渦などを発生しないように段差のないように形成されている。フィルター4の下流側軸方向端面7の外周と円筒フレーム9との間は遮蔽手段としてのラビリンス構造15が設けられている。ラビリンス構造15はフィルター4の下流側軸方向端面7と円筒フレーム9に加工を施すことで簡単に遮蔽手段を実現できるため、軸受等の高価な部品を追加しなくともよくコスト低減が可能となる。
【0066】
また、電動機8の下流側には高性能フィルター16が配置されている。フィルター4は例えばポリプロピレンや金属の網であり、除塵効率30%以上を有するものである。高性能フィルター16は例えば不織布をプリーツ加工したものであり、除塵効率60%以上を有するものである。なお、フィルター4は積層することで除塵効率を向上させ、例えば除塵効率を50%以上とする場合がある。フード12の内部にはフィルター4に摺接する掃出手段としての直線ブラシ17が設けられており、舌部13からフィルター4の逆回転転方向に配置されている。直線ブラシ17はダクト2軸方向に配置され毛先はフィルター4に均等に摺接している。毛材はナイロンで直径0.3mmを使用している。毛材は細くて毛足の長いものが塵埃を払い落とす効果にすぐれており、フィルター4が回転するときの抵抗負荷も少なくなる。円筒フレーム9にはハンドル18が設けられており、、通常使用時には垂直下方に折りたたまれて円筒フレーム9の端面に固定されている。
【0067】
上記構成において、塵埃を含んだ気流が開口部11から吸込口3を経てダクト2内を通るとき、フィルター4が円錐であることからフィルター4の面積が増えるため、圧力損失を低減できるだけでなく、塵埃の保持量も増加するため目詰まりしにくい。フィルター4を貫流した気流は塵埃を捕集され下流側の高性能フィルター16を貫流する。その結果、高性能フィルター16にはフィルター4で捕集しきれなかった微細な塵埃だけが捕集されるため、除塵装置1としての集塵効率を高めながら目詰まりの発生頻度を減らすことができる。次にフィルター4に付着した塵埃を払い落とし目詰まりを除去する際には、気流がダクト2内を通っていないときに電動機8を駆動してフィルター4を回転させると、遠心力に加えて遠心送風用羽根5によりフィルター4の内側から外側に気流が発生するが、舌部13を有する渦巻きケーシング14の作用によって気流が増加する。
【0068】
さらに直線ブラシ17がフィルター4の表面に付着している塵埃を払い落とすため、塵埃を除去する力が強くなる。次に長期間の使用によってフィルター4や高性能フィルター16の交換や電動機8などの点検を行う際には、折りたたまれたハンドル18の固定を解除して上方にはねあげて引っ張れば、フード12に固定された円筒フィルター9が抜けて電動機8、フィルター4が一体化された状態でダクト2の下流側に取り出すことができるため、交換や点検作業が楽に行える。特に高層住宅の屋外からの給気口などに設置された場合、室内から作業ができることは安全面においても点検費用においても有益である。
【0069】
(実施の形態3)
前記実施の形態1または2と同一部分は同一番号を付し、詳細な説明を省略する。図6は実施の形態3の側面断面図、図7は実施の形態3の正面断面図である。図6ならびに図7に示すように、フード12の内部にはフィルター4に振動を与える加振手段として弾性復元力のあるバネ材19とフィルター4外周面に複数個設けられた突起部20で構成され、フィルター4が回転するとバネ材19と突起部20とが衝突を繰り返すことで振動が発生する。バネ材としては、弾性復元力があればよく、例えば、樹脂や金属の薄板平板で板厚は0.3mm〜0.5mm程度のものを使用すれば、弾性復元力があり、良い。フィルターの回転数は例えば1200min-1以上である。
【0070】
上記構成において、フィルター4に付着した塵埃を払い落とし目詰まりを除去する際に、気流がダクト2内を通っていないときに電動機8を駆動してフィルター4を回転させると、遠心力に加えて遠心送風用羽根5によりフィルター4の内側から外側に気流が発生するが、舌部13を有する渦巻きケーシング14の作用によって気流が増加する。さらにフィルター4に振動が加わることで塵埃を払い落とす力が強くなる。フィルター4の回転を加振源として利用しているため、フィルター4を加振するために別の動力を備える必要がないという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本発明の除塵装置は、建物の換気・空調用として屋外の空気を給気する際に浮遊している塵埃を捕集し、浄化する用途として有用である。また、室内の空気を循環させながら使用するエアコンや空気清浄機としての用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【図1】本発明の実施の形態1の除塵装置の側面断面図
【図2】同正面断面図
【図3】同気流の塵埃捕集時を示す側面断面図とフィルター目詰まり除去運転時を示す側面断面図((a)同気流の塵埃捕集時を示す側面断面図、(b)同フィルター目詰まり除去運転時を示す側面断面図)
【図4】本発明の実施の形態2の除塵装置の側面断面図
【図5】同正面断面図と後面図((a)同正面断面図、(b)同後面図)
【図6】本発明の実施の形態3の除塵装置の側面断面図
【図7】同正面断面図
【図8】従来の発明のフィルターユニットを示す断面図
【符号の説明】
【0073】
1 除塵装置
2 ダクト
3 吸込口
4 フィルター
5 遠心送風用羽根
6 上流側軸方向端面
7 下流側軸方向端面
8 電動機
9 円筒フレーム
10 ブラシ
11 開口部
12 フード
13 舌部
14 渦巻きケーシング
15 ラビリンス構造
16 高性能フィルター
17 直線ブラシ
18 ハンドル
19 バネ材
20 突起部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
気流が通るダクトの吸込口に、塵埃を捕集する円筒に形成されたフィルターと、前記フィルターを回転させる回転手段と、前記回転手段をダクトの吸込口に固定する固定手段で構成され、前記フィルターは吸込口から外部に配置されており、前記フィルターの円筒内には複数枚の遠心送風用羽根が均等に配置され、前記フィルターの上流側軸方向端面は閉口し、下流側軸方向端面は開口し、前記下流側軸方向端面の外径は前記上流側軸方向端面の外径と同等以上かつダクト内径よりも小さくなっており、気流がダクト内を通ると前記フィルターの外側から内側に向けて気流が貫流され、浮遊する塵埃を捕集し、フィルターの目詰まりを除去するときは、前記フィルターと前記遠心送風用羽根を回転して遠心力と同時に内側から外側に気流を発生させることを特徴とする除塵装置。
【請求項2】
フィルターが円錐面を形成しており、円錐の頂点側が上流側となることを特徴とする請求項1記載の除塵装置。
【請求項3】
フィルターの周りを覆い垂直下方に開口部を有するフードを、ダクトの吸込口に設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の除塵装置。
【請求項4】
固定手段がフードを介してダクト吸込口に固定されていることを特徴とする請求項3記載の除塵装置。
【請求項5】
固定手段の軸方向端面がフードと滑らかにつながる形状を有していることを特徴とする請求項3または4に記載の除塵装置。
【請求項6】
固定手段が筒形状であり、前記固定手段と回転手段の間の空間が風路として形成され、フィルターの下流側軸方向端面の外周と前記固定手段との隙間を遮蔽する遮蔽手段を設けたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項7】
遮蔽手段としてラビリンス構造を用いたことを特徴とする請求項6記載の除塵装置。
【請求項8】
遮蔽手段として円筒に形成したブラシを用いたことを特徴とする請求項6記載の除塵装置。
【請求項9】
フード内にフィルター円筒を囲むように遠心送風機の舌部を有する渦巻きケーシングを形成したことを特徴とする請求項3から8のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項10】
フード内のフィルター円筒と相対する位置に前記フィルターに振動を与える加振手段を設けたことを特徴とする請求項3から9のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項11】
渦巻きケーシングの舌部からフィルターの逆回転方向に加振手段を配置したことを特徴とする請求項10記載の除塵装置。
【請求項12】
加振手段が弾性復元力のあるバネ材とフィルター外周面に複数個設けられた突起部で構成され、前記フィルターが回転すると突起部とバネ材が衝突を繰り返すことで振動が発生するようにしたことを特徴とする請求項10または11に記載の除塵装置。
【請求項13】
フード内のフィルター円筒と相対する位置に前記フィルターに摺接する掃出手段を設けたことを特徴とする請求項3から9のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項14】
渦巻きケーシングの舌部からフィルターの逆回転方向に掃出手段を配置したことを特徴とする請求項13記載の除塵装置。
【請求項15】
掃出手段を直線ブラシとし、前記直線ブラシをダクト軸方向に配置し、前記ブラシの毛先がフィルターに均等に摺接するようにしたことを特徴とする請求項13または14に記載の除塵装置。
【請求項16】
フィルターの下流側に前記フィルターよりも除塵効率のよい高性能フィルターを配置したことを特徴とした請求項1から15のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項17】
除塵装置がダクト内で移動できるようにハンドルが設けられていることを特徴とする請求項1から16のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項18】
ハンドルは折りたたんで固定することができ、通常は風路内で空気抵抗とならないことを特徴とする請求項17記載の除塵装置。
【請求項19】
フィルターを回転させて行う目詰まり除去運転をダクト内に気流が通っていないことを検知して行うことを特徴とした請求項1から18のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項20】
前回のフィルター目詰まり除去運転より一定時間が経過すると、フィルター目詰まり除去運転を行うことを特徴とした請求項19記載の除塵装置。
【請求項21】
ダクト内を気流が通っている時間を積算して一定時間が経過すると、フィルター目詰まり除去運転を行うことを特徴とした請求項19記載の除塵装置。
【請求項22】
フィルターの目詰まり状態を検知して一定以上の目詰まり状態となったとき、フィルター目詰まり除去運転を行うことを特徴とした請求項19記載の除塵装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−18244(P2009−18244A)
【公開日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−181934(P2007−181934)
【出願日】平成19年7月11日(2007.7.11)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】