除塵装置

【課題】給気の際に、空気に含まれる塵埃を捕集・除去する除塵装置に使用されるフィルタにおいて、フィルタに塵埃が詰まるのを抑制することを目的とする。
【解決手段】外気を室内２１へ導く吸気ダクト２と、室内２１の空気を室外２０へ導く排気ダクト４と吸気ダクト２を通る空気に含まれる塵埃を捕集すると同時に排気ダクト４を覆う円盤状のブラシフィルタ６と、ブラシフィルタ６を回転可動にするモータ８と、ブラシフィルタ６の外周縁と摺接するように設けた突起部７をブラシフィルタ６の外周縁と摺接するように排気ダクト４に配設した構成にしたことにより、捕集した塵埃をブラシフィルタ６と突起部７との摺接による反発力により飛散させ、排気動圧により塵埃を室外へと除去することで、塵埃が室内２１へ侵入せず、またブラシフィルタ６を繰り返し掃除して塵埃が詰まり換気風量が低下するのを抑制した除塵装置を得られる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内に外気を取り入れて換気する際に、大気中に含まれる塵埃を捕集し、除去するのに使用される除塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の除塵装置は、吸気の際に塵埃を捕集するためにフィルタを用いるが、このフィルタに塵埃が溜まると圧力損失が大きくなり、換気風量が低下するため定期的にフィルタの交換、あるいは掃除が必要であった。そこで、手間をかけずに塵埃を除去する手段として、ブラシを用いた除塵装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その除塵装置について図８を参照しながら説明する。
【０００４】
図８に示すように、除塵装置１０１はフィルタ１０２の内周側に、外径がフィルタ１０２と摺接するように設けられたブラシ１０３とモータ１０４が接続し、吸込口１０５と吐出口１０６を備えており、ブラシ１０３は回転自在である。大気、もしくは気体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体をフィルタ１０２の内側から外側へ貫流させることで、フィルタ１０２の内周面で塵埃は捕集され、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１０２に付着した塵埃を除去する際は、ブラシ１０３を回転させてフィルタ１０２に摺接させ、掻き出し力を利用することでフィルタ１０２の内周面に付着した塵埃を払い落とすものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１１４２２５号公報（第４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の除塵装置においては、フィルタに押し当てたブラシにより塵埃を掻き出すことで除去するが、ブラシの掻き出し力により塵埃の一部がフィルタの線材の間を通り奥へと入り込み、ブラシの掻き出しでは奥に入り込んだ塵埃を除去できなくなる。このため、繰り返しブラシでフィルタの掃除を行うと、ブラシの掻き出しでは除去できない塵埃がフィルタに溜まり、フィルタが塵埃で詰まるという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、フィルタを繰り返し掃除することで塵埃が詰まり、換気風量が低下するのを抑制する除塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、フィルタをブラシ状に構成し、塵埃除去手段をフィルタと摺接するように排気経路に設けたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フィルタをブラシ状に構成し、塵埃除去手段をフィルタと摺接するように排気経路に設けたことで、摺接する塵埃除去手段との間に発生する反発力を衝撃力に変えて捕集した塵埃を排気経路に飛散させ、同時に排気動圧により室外へと除去できるので、室内に塵埃が侵入せず、またフィルタを繰り返し掃除して塵埃が詰まることで換気風量が低下するのを抑制する効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の除塵装置の側断面を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１のＡ−Ａ’断面を示す構成図
【図３】本発明の実施の形態１の制御部の詳細図
【図４】本発明の実施の形態１のフローチャート
【図５】本発明の実施の形態２の除塵装置の側断面を示す構成図
【図６】本発明の実施の形態２のＢ−Ｂ’断面を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態２のフローチャート
【図８】従来の除塵装置の側断面を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の除塵装置は、外気を室内へ吸気する吸気送風機と、前記吸気送風機により空気を室内へ導く吸気経路と、室内の空気を排気する排気送風機と、前記排気送風機により空気を室外へ導く排気経路と前記吸気経路を通る空気に含まれる塵埃を捕集すると同時に前記排気経路を覆うフィルタと、前記フィルタを回転可動にするモータと、前記フィルタに捕集した塵埃を除去する塵埃除去手段を備え、前記フィルタをブラシ状に構成し、前記塵埃除去手段を前記フィルタと摺接するように前記排気経路に設けたという構成を有する。これにより、前記塵埃除去手段との摺接による反発力を利用してブラシ状のフィルタを振動させることで捕集した塵埃を排気経路に飛散させ、同時に排気動圧により除去するので、塵埃が室内へ侵入せず、また前記フィルタを繰り返し掃除して塵埃が詰まり換気風量が低下するのを抑制するという効果を奏する。
【００１２】
また、前記フィルタを円盤形状とした構成にしてもよい。これにより、フィルタが回転に要する面積が最小となるので、前記除塵装置の寸法を小さくするという効果を奏する。
【００１３】
また、前記フィルタの外周縁を摺接するように前記塵埃除去手段を設けた構成にしてもよい。これにより、容易な構成でブラシに反発力を蓄積できるという効果を奏する。
【００１４】
また、前記吸気経路において、前記フィルタの上流側に対する下流側の圧力損失を測定し、前記フィルタ表面に付着する塵埃による圧力損失の増加を検知する汚れ検出手段を設けた構成にしてもよい。これにより、塵埃の捕集によるフィルタの汚れ具合を検知するという効果を奏する。
【００１５】
また、前記フィルタを一定の角度で回転させる構成にしてもよい。これにより、前記フィルタの掃除が必要なときだけ、塵埃を前記排気経路へ容易に移動できるので、前記モータの消費電力を抑えるという効果を奏する。
【００１６】
また、前記フィルタを連続して回転させる構成にしてもよい。これにより、フィルタを連続して掃除することで、塵埃の捕集性能の低下を抑制できるという効果を奏する。
【００１７】
また、前記排気経路において、前記フィルタの上流に複数の孔が略一様に開いた抵抗板を設けた構成にしてもよい。これにより、前記フィルタを通過する風速を略一様に早くでき、塵埃の除去を促進させるという効果を奏する。
【００１８】
また、前記フィルタの面積を分割して衝撃吸収材を設けた構成にしてもよい。これにより、ブラシの振動が吸気経路に伝わり、捕集した塵埃が飛散するのを抑制できるという効果を奏する。
【００１９】
また、前記汚れ検知手段による圧力損失の増加量が任意の値より大きくなると、前記モータを回転させて前記フィルタを前記排気経路へ移動させる制御部を設けた構成にしてもよい。これにより、自動的にフィルタの掃除を行う構成を容易に実現できるという効果を奏する。
【００２０】
また、前記汚れ検出手段による圧力損失の増加が大きい場合に、前記モータの出力を上げて前記フィルタの回転速度を増加させる制御部を設けた構成にしてもよい。これにより、フィルタの汚れ具合が激しいとき、フィルタの掃除を促すことができるという効果を奏する。
【００２１】
また、前記排気経路は、前記吸気経路に対して重力方向に下側に配設した構成にしてもよい。これにより、塵埃は重力により排気経路に落ちるため、吸気経路へ塵埃が侵入するのを抑制できるという効果を奏する。
【００２２】
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。
【００２３】
（実施の形態１）
図１に示すように除塵装置１は、室外２０の空気を取り入れる吸気ダクト２と、空気を取り入れるための吸気送風機３と、室内２１の空気を排出する排気ダクト４と、空気を排気するための排気送風機５と、吸気ダクト２を通る空気に含まれる塵埃を捕集する円盤状のブラシフィルタ６と、ブラシフィルタ６の外周縁を略一様に摺接するように排気ダクト４に設けられた突起部７と、ブラシフィルタ６を連続的に一定の回転数（例えば、１０ｒｐｍ）で回転させるモータ８と、排気ダクト４においてブラシフィルタ６の上流側に複数の孔が略一様に設けられた抵抗板１９と、ブラシフィルタ６の上流および下流に設けられたピトー管９と、ピトー管９から差圧を計測する差圧計１０と、モータ８の出力を調節する制御部１１を備えた構成となっており、実際に除塵装置１を施工する場合には、建物壁２２に空洞を空け、除塵装置１を埋め込むように取り付ける。
【００２４】
また、図２に示すように、ブラシフィルタ６はリング１２から長さが略均一な刺毛１３が放射状に植毛されたもので、モータ８の中心軸１４とリング１２が接続し、リング１２は金属部材１５と防振ゴム１６から構成されている。
【００２５】
また、図３に示すように、制御部１１は差圧計１０の信号を受けて、モータ８の出力を調節するマイコン１７と、モータ８を駆動するためのモータ駆動ドライバ１８を備えた構成となっている。
【００２６】
このような構成によれば、吸気ダクト２を通る室外２０の空気は、塵埃をブラシフィルタ６で捕集させ、浄化された状態で室内へと給気され、同時に室内２１の空気は排気ダクト４を通過して室外２０へと排気されるので、この給気と排気を繰り返すことで室内２１の空気は換気されることになる。
【００２７】
連続的に回転するブラシフィルタ６は摺接する突起部７により蓄積された反発力を衝撃力に変えて刺毛１３を振動させ、捕集した塵埃を排気ダクト４の中に飛散させ、抵抗板１９により風速が上昇した空気がブラシフィルタ６を略一様に通過することで、塵埃をより効果的に除去することができる。
【００２８】
ここで、従来の線材が複雑に絡み合ったフィルタと比べて、本発明のブラシフィルタ６を構成する刺毛１３がリング１２から放射状に規則的に植毛されているため衝撃力が刺毛１３の全体に伝わりやすく、突起部７はブラシフィルタ６と略等しい幅があるので、突起部７と摺接する刺毛１３すべてに衝撃力が伝わり、捕集した塵埃を容易に再飛散させることができる。
【００２９】
さらに、リング１２は金属部材１５と防振ゴム１６で構成されているので、一方の部材に植毛されている刺毛１３に衝撃力が与えられているとき、他方の部材に植毛されている刺毛１３に伝わる衝撃力を抑制できるので、吸気ダクト２において、捕集した塵埃が再飛散し、室内２１へ侵入することを抑制できる。
【００３０】
また、図４の制御部１１のフローチャートに従い、空気に含まれる塵埃の量が多く、ブラシフィルタ６の上流と下流での圧力損失の値が規定値（たとえば、８０Ｐａ）を超えたとき、制御部１１はモータ８の出力を変えることでブラシフィルタ６の回転数を変化させ（たとえば、２０ｒｐｍ）、掃除を促す。そして、圧力損失が規定値より下がれば、再びモータ８の出力を変えてブラシフィルタ６の回転数を戻す。
【００３１】
これにより、塵埃の室内２１への侵入を防ぎつつブラシフィルタ６は自動的に掃除され、また繰り返しブラシフィルタ６を掃除して塵埃が詰まり換気風量が低下することを抑制できる。
【００３２】
（実施の形態２）
図５および図６において、図１および図２と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図５および図６において、モータ８はブラシフィルタ６を一定の角度（たとえば、実施の形態２では１８０度とする）で回転させ、また突起部７を吸気ダクト２と排気ダクト４が接する壁面のうち、紙面に対して左側に、ブラシフィルタ６の厚みと略同一な幅で設ける構成とした。
【００３４】
このような構成によれば、図７のフローチャートに従い、塵埃がブラシフィルタ６に捕集されることで、差圧計１０の値が規定値（たとえば８０Ｐａ）を超えると制御部１１はモータ８を１８０度回転させることで、ブラシフィルタ６の塵埃を捕集した部分を排気ダクト４へ移動させることができる。このとき、刺毛１３と突起部７が摺接すると、刺毛１３に反発力が蓄積され、そのエネルギーが解放されるとき捕集した塵埃を飛散させるが、実施の形態２に示すように突起部７を設けると、エネルギーが解放されるとき刺毛１３は排気ダクト４の方向に動くため、塵埃が吸気ダクト２へ侵入することなく除去できる。
【００３５】
これにより、除塵装置１はブラシフィルタ６の汚れ具合に応じて必要なときに掃除を行うことで実施の形態１と比べてモータの回転に要する電力が少なく省エネであり、また掃除を繰り返して塵埃が詰まり、換気風量が低下するのを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる除塵装置は、給気の際に空気に含まれる塵埃を捕集するフィルタの詰まりを抑制するものであるので、室外の空気を取り入れ、室内の空気を排気するのに使用される給排気装置等として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１除塵装置
２吸気ダクト
３吸気送風機
４排気ダクト
５排気送風機
６ブラシフィルタ
７突起部
８モータ
９ピトー管
１０差圧計
１１制御部
１２リング
１３刺毛
１４中心軸
１５金属部材
１６防振ゴム
１７マイコン
１８モータ駆動ドライバ
１９抵抗板
２０室外
２１室内
２２建物壁

【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を室内へ吸気する吸気送風機と、
前記吸気送風機により空気を室内へ導く吸気経路と、
室内の空気を排気する排気送風機と、
前記排気送風機により空気を室外へ導く排気経路と
前記吸気経路を通る空気に含まれる塵埃を捕集すると同時に前記排気経路を覆うフィルタと、
前記フィルタを回転可動にするモータと、
前記フィルタに捕集した塵埃を除去する塵埃除去手段を備え、
前記フィルタをブラシ状に構成し、前記塵埃除去手段を前記フィルタと摺接するように前記排気経路に設けた除塵装置。
【請求項２】
前記フィルタを円盤形状とした請求項１に記載の除塵装置。
【請求項３】
前記回転するフィルタの外周縁を摺接するように前記塵埃除去手段を設けた請求項２に記載の除塵装置。
【請求項４】
前記吸気経路において、前記フィルタの上流側に対する下流側の圧力損失を測定し、前記フィルタに捕集する塵埃による圧力損失の増加を検知する汚れ検出手段を設けた請求項１から３のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項５】
前記フィルタを一定の回転角度で回転させる請求項１から４のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項６】
前記フィルタを連続して回転させる請求項１から４のいずれかに記載の除塵装置。
【請求項７】
前記排気経路において、前記フィルタの上流側に複数の孔が略一様に開いた抵抗板を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項８】
前記フィルタを分割して衝撃吸収材を設けた請求項１から７のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項９】
前記汚れ検知手段による圧力損失の増加量が任意の値より大きくなると、前記モータを１８０度回転させて前記フィルタを前記排気経路へ移動させる制御部を設けた請求項５記載の除塵装置。
【請求項１０】
前記汚れ検出手段による圧力損失の増加が大きい場合に、前記モータの出力を上げて前記フィルタの回転速度を増加させる制御部を設けた請求項６に記載の除塵装置。
【請求項１１】
前記排気経路は、前記吸気経路に対して重力方向に下側に配設した請求項１から１０のいずれか１項に記載の除塵装置。

【図１】