(57)【要約】【課題】  本発明は、大気中等に存在する粉塵を捕集したフィルタユニットから、粉塵のみを効果的に剥離させ、フィルタユニットの目詰まりを防止することで、その寿命を飛躍的に向上させた自己再生型フィルタユニットに関するものである。【解決手段】  矩形、円筒形など、袋状に形成されたフィルタユニット（１）は、ポリエステル繊維などからなるフィルタユニット素材（２）に収縮性の高い樹脂繊維、または、樹脂織物からなる収縮素材（３）をフィルタユニット素材（２）と一体化することで捕集した塵埃を強制的に払い落とし、再生を図ることのできる構造を有する自己再生型フィルタユニット。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形、円筒形など、袋状に形成されたフィルタユニット（１）は、ポリエステル繊維などからなるフィルタユニット素材（２）に収縮性の高い樹脂繊維、または、樹脂織物からなる収縮素材（３）をフィルタユニット素材（２）と一体化することで捕集した塵埃を強制的に、かつ確実に払い落とし、自己再生を図ることのできる構造を有する自己再生型フィルタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、大気中等に存在する粉塵を捕集したフィルタユニットから、粉塵のみを効果的に剥離させ、フィルタユニットの目詰まりを防止することで、その寿命を飛躍的に向上させた自己再生型フィルタユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、フィルタユニットは、大気中等に浮遊する粉塵を捕集する際に、フィルタ繊維素材の繊維径、繊維密度、密度勾配などの構造仕様により、フィルタ繊維の上流側のみで捕集される表面ろ過型とフィルタ繊維厚さ方向に粒子径別に、ろ過捕集される、立体ろ過型に大別される。
前者の場合には、大気中の粉塵濃度により、短時間で目詰まりを起こし通気抵抗であるフィルタ圧力損失が急激に上昇し、必要な通気量を確保できなくなる。
この場合の粉塵捕集量は、少なくなるため、頻繁にフィルタユニットを交換、または洗浄再生を行わなければならない。
後者の場合には、フィルタ繊維厚さ方向全体で粉塵を捕集するために、前者と比較して急激な圧力損失上昇は起こらず多くの粉塵捕集量が得られる。
しかしながら、高濃度粉塵の場合には、前者の表面ろ過と類似する現象により、短時間でフィルタ繊維内が塵埃で満たされてしまい、フィルタ圧力損失が上昇し、必要な通気量を確保できなくなるため、同様にフィルタユニットの交換、または、洗浄再生を行わなければならない。
フィルタユニットの交換、洗浄作業は、多くの時間を要し、産業廃棄物も増加させることにもなる。
また、作業者に対する作業負荷環境を悪化させる一要因でもあるため、圧縮空気や加振による自動払い落とし機構を有する集塵機もあるが装置コスト、圧縮空気供給のためのユーティリティ配管などが必要となるため、装置移設の際に旧部材の廃棄や配管工事費用などが膨大に掛るなどの問題があった。
さらに、油分を多く含む粉塵の場合には、捕集粉塵が凝集しやすくなり圧縮空気や加振程度では、自動払い落とし機構も機能しないなどの多くの問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従来は、次のような欠点があった。
大気中の粉塵を捕集するフィルタユニットは、捕集対象とする粉塵の粒径、濃度、凝集性、含有する油分、湿分等々により捕集効率、粉塵保持量、通気抵抗などの性能に大きく影響する。
たとえば、高濃度粉塵を対象とする場合、捕集効率の高い素材を使用すると極短時間で目詰まりを起こし通気抵抗増大による通気風量不足に陥る。
そのため、フィルタユニットは、プレ処理用としての粗塵用フィルタユニットを前段に設けることが必要になり、粉塵濃度、粒径によっては、さらに処理段数を増やす必要がある。
これは、設備スペースは、勿論のこと全体の設備コスト、ランニングコストを大幅に増大させることになる。
最終段に設置されたフィルタユニットの下流側に流出する粉塵濃度によっては、工場内に循環不可能なケースも多く、工場外へ排気せざるを得ないことにもなり空調熱負荷の増大は、勿論のこと、大気汚染防止上も大きな問題となっている。
また、低濃度であっても微小粒子が多いと粗大粒子を捕捉する場合と異なり、フィルタ繊維に捕捉された粒子とフィルタ繊維間を通る通気抵抗が急激に上昇するため、最良のフィルタユニットの組合せが必要になる。
このように、フィルタユニットは、各種性質を有する粉塵の状況に対応するために粗塵用プレフィルタ、微塵用中性能フィルタ、サブミクロン用超高性能フィルタなど、種々のフィルタユニットを単独、または、複数段にて設置し、除去する必要があるため設備費用が膨大なものとなる。
さらに、これらフィルタユニットの寿命による交換、廃棄費用は、膨大な時間と費用を必要とすることになる。
交換のためのフィルタ製作には、繊維加工工程に膨大なエネルギーを必要とし、かつ廃棄に際しては、産業廃棄物量が膨大となり、廃棄処理設備の限界を迎えている現在では、深刻な問題となっている。
さらに、原子力施設等で使用される場合には、密封埋設処理が必要なものもあるので、その保管、管理に要する費用は、一般産業廃棄物と比較にならないほどの時間と費用が必要となる。
これらの粉塵除去用フィルタは、洗浄再利用することが可能なものもあるが、超音波洗浄・水洗・乾燥等の洗浄工程が必要となるため、フィルタユニットへのダメージを与え、かつ排水処理費用を含む、洗浄装置コストが膨大となり費用対効果が得にくい状況にあった。
本発明は、上記欠点を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記欠点を解消するため本発明は、図１並びに図２に示すように、矩形、または、円筒状に形成したポリエステル樹脂繊維等からなる袋状等のフィルタユニット（１）からなる。
フィルタユニット素材（２）は、ある程度の柔軟性を有しているが捕集した粉塵は、そのままでは、剥離し難いため、例えば、フィルタユニットの縦、横、斜め等に収縮素材（３）を任意に縫製または、溶着し、その収縮性を利用し、フィルタユニット素材（２）を強制的に収縮させフィルタユニット（１）の内面に付着した粉塵を効果的に、はく離することを可能としたものである。
収縮素材（３）は、ポリエステル、ウレタン等の樹脂素材からなる。
たとえば、ラッセル構造を含む織物または、不織布である。
フィルタユニット（１）は、粉塵を含む空気を流した際に、その通気抵抗により膨張し、粉塵の、ろ過捕集を行うが、そのままでは時間の経過と共に通気抵抗である圧力損失が上昇し、送風機動力の限界に至り、通風することが出来なくなる。
通常は、この時点でフィルタユニット（１）の交換、廃棄となるが、本発明では、一時的に送風を停止させることでフィルタユニット（１）と一体となる収縮素材（３）の収縮力を利用して、フィルタユニット（１）のフィルタユニット素材（２）を収縮させることで付着した粉塵層に亀裂を生じさせ、広範囲な性質、濃度を有する粉塵に対しても、フィルタユニット素材（２）の繊維から、強制的に、はく離させることができる。
このため、フィルタユニット素材（２）の内面に付着した粉塵は、フィルタユニット素材（２）を構成する繊維への凝集・付着力を超える力により、はく離し、通気に必要な気道を再び確保することができ、通風抵抗を低下させることができる。
この原理を応用することで、フィルタユニット素材（２）の繊維径は、細く、繊維密度は、高密度のものを使用しても収縮素材（３）により、フィルタ素材繊維より粉塵層をはく離させることができるので高効率、高寿命のフィルタユニット化を可能とした。
【発明を実施するための形態】
【０００５】  以下、本発明を実施するための形態を図面について説明する。
大気環境中に存在する塵埃を高効率で捕集でき、かつ長寿命化のフィルタを実現することが、限りある資源を有効に利用することとなる。
したがい、図１にあるように収縮素材（３）をフィルタユニット素材（２）と一体化させたフィルタユニット（１）を構成することで飛躍的に種々粉塵環境に対して、フィルタユニットの長寿命化を可能とする。
収縮素材（３）は、フィルタユニット素材（２）の片面のみならず、サンドイッチ構造として使用しても良い。
要求される性能によっては、フィルタユニット素材（２）にもなり得る収縮素材（３）のみで構成したフィルタユニット（１）でも良い。
たとえば、ポリエステル樹脂繊維、ウレタン樹脂繊維等からなる収縮素材（３）は、フィルタユニット（１）の矩形外周部にフィルタユニット素材（２）を任意の張力により、延伸させて、縫製または、溶着する。
この張力を開放することでフィルタユニット（１）は、縦横方向に、フィルタユニット素材（２）と共に収縮し、フィルタユニット（２）の内面に付着捕集した粉塵層を破壊し、フィルタユニット素材（２）の繊維より、強制的に、はく離させることができる。
収縮素材（３）は、フィルタユニット（１）の矩形外周のみならず、フィルタユニット素材（２）の中央部に縦、横、斜め等、自由に縫製、または、溶着加工することが可能であり、はく離性能をさらに向上させることができる。
この収縮素材（３）の縫製または、溶着による加工条件は、フィルタユニット素材（２）の剛性、柔軟性と捕集した粉塵の凝集性により、最良の収縮条件となるように行うことができる。
収縮素材（３）の取付けには、フィルタユニット素材（２）の特性に合わせて、直線縫い、ジグザグ縫い、飛び縫い等を連続、または、断続的に縫製するが、超音波や熱による溶着としても良い。
また、ナイロン樹脂等からなる補強布に収縮素材を包み込み、一体縫製、または、溶着としても良い。
フィルタユニット（１）は、矩形形状であるが図２のように円筒形状ろ布ユニット（４）に対しても同様、直線状、または、らせん状に一体縫製して使用しても良い。
円筒形状の場合の通風時には、円筒形状ろ布ユニット（４）は、膨張した状態で粉塵捕集を行うので、円筒形状ろ布ユニット（４）の下流側外面に取付けた収縮素材（３）は、延伸した状態である。
通風停止時には、収縮素材（３）により円筒形状ろ布ユニット（４）は、収縮し、内面に付着捕集された粉塵層に亀裂を起こし、はく離することで、円筒形状ろ布ユニット（４）を再生させる。
図の粉塵含有気流は、下方より上方に向けて使用する場合の一例であり、はく離された粉塵は、下方に落下するが、粉塵含有気流は、水平方向であっても良い。
この場合には、はく離された粉塵は、落下しフィルタユニット下部に堆積する。
【発明の効果】
【０００６】  大気中に含まれている広範囲な粉塵の粒径・濃度に対し、通常のフィルタユニットでは、粉塵を捕集することにより通気抵抗の上昇をともない、寿命に至ってしまうが、本発明では、フィルタユニット自らが収縮により再生を行うことで長寿命化を図っている。
実施例では、通常の使用条件に対して１週間程度で通気抵抗の上昇をともない、寿命に至るケースでも、この自己再生機能により、４０〜５０週間にも寿命を延長することを可能とした。
このことは、限りある資源により製作されたフィルタユニットの飛躍的な寿命延長により産業廃棄物を大幅に抑制することに繋がることを意味する。
さらには、製作・交換作業等々の多くのエネルギーコスト、メンテナンス費用をも大幅に低減可能とした。
また、粗大粒子からサブミクロン粒子が混在し、かつ粉塵濃度が低濃度から高濃度までの多岐にわたる対象粉塵に対してもフィルタユニットを種々組合せる必要がなく、単一のフィルタユニットで広範囲な粉塵に対応可能とした。
このことは、数種のフィルタユニットを数段にも組合せて設置する従来方式と比較して、大幅に設置スペースを削減すると共に、設計製作に掛かる時間、費用をも大幅に削減できることを可能とした。
したがって、高効率のフィルタユニットを高濃度環境下で使用しても、自己再生機能により長寿命化が可能となるので、従来、屋外排気していた処理空気を屋内循環することにより空調エネルギーロスを無くすことが可能となった。
このことは、屋外排気のためのダクトも不要なため、室内から屋外排気場所まで施工していた材料コスト、施工費用等、一切不要となる。
また、使用場所によっては、衛生管理上、ダクト内の清掃、消毒、殺菌等々、膨大な管理費用を要していたが、これらの費用も一切不要となる。
さらには、設備レイアウト変更にともなう、ダクト、施工材料等々の産業廃棄物も一切不要となるなど、限りある資源の有効利用を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】  本発明の全体の構成図である
【図２】  円筒形状ろ布ユニットの説明図である
【符号の説明】
【０００８】  １  フィルタユニット
２  フィルタユニット素材
３  収縮素材
４  円筒形状ろ布ユニット
【図１】
2010240631.tif 000003
【図２】
2010240631.tif 000004