(57)【要約】【課題】フィルタが短期間で目詰まりを起こさないフィルタユニットと、これを用いた集塵機を提供する。【解決手段】集塵機１は、流入口３２、流出口３６、ダスト排出口３４を有する筐体３０と、筐体３０内で流入口３２からダスト排出口３４に至る経路を形成する筒型フィルタ３５とを備えるフィルタユニット３と、筐体３０内から空気を引き込む集塵用送風機５を備えている。筒型フィルタ３５は、軸方向の両端が止められているだけなので、集塵用送風機５を用いて筐体３０内の空気を引き込むと、流入口３２から筐体３０内に流入する空気によって揺動する。そのため、筒型フィルタ３５についた塵埃等の塊は、所定の大きさになったら筒型フィルタ３５から自動的に落ちる。したがって、このフィルタユニット３を用いると、筒型フィルタ３５が目詰まりを起こさないので、長期間安定して集塵を行うことができる。【選択図】  図１
2015150524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口(３２)、流出口(３６)、ダスト排出口(３４)を有する筐体部(３０)と、
前記筐体部内で前記流入口又は前記流出口から前記末端固定部(３２ａ、３４ａ)に至る経路を形成するフィルタ部(３５)と、
を備え、
前記フィルタ部は
少なくとも一部に、前記流入口から前記筐体部内に流入する空気によって揺動可能に張られたフィルタを備え、
前記ダスト排出口は、
前記フィルタ部によって分けられる前記筐体部内の空間のうち、前記流入口が位置する側の空間に対して下方側に位置し、この空間に対して開口する
ことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタユニットにおいて、
前記フィルタは、筒形状に形成された筒型フィルタであり、
前記筒型フィルタは、その軸方向の一端側が前記流入口又は前記流出口に連通し、軸方向の他端側を前記末端固定部に固定して前記筐体部内に張られている
ことを特徴とするフィルタユニット。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１項に記載のフィルタユニットにおいて、
前記フィルタ部は、
前記フィルタとして、複数のフィルタ素材を所定間隔をあけて層状に配置した層状フィルタを備えることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタユニットにおいて、
前記フィルタに風を吹き付けて揺動させる揺動手段(７)を備えることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルタユニットにおいて、
前記フィルタは、
１ｍ×１ｍのシート状に形成したフィルタ素材を垂直に垂らし、水平気流２ｍ／ｓｅｃの気流をあてた際でも、その気流に対し略水平になる軽さと柔軟性を有しているフィルタ素材からなることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタユニットにおいて、
前記フィルタは、
臨界Ｒｅ数が１×１０3〜２×１０3以上の乱流域となる流速であれば揺動するフィルタ素材からなることを特徴とするフィルタユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタユニットを備える集塵機であって、
前記流出口を介して、前記筐体部の内部の空気を引き込んで外部に排出する集塵用送風手段(５)を備えることを特徴とする集塵機。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタユニットを備える集塵機であって、
前記ダスト排出口を介して、前記筐体部の内部から排出された回収物を回収する回収手段(４)を備えることを特徴とする集塵機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタユニット及びこれを用いた集塵機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の集塵機は、フィルタを取り替え易いように固定したフィルタユニットと、集塵用送風機とを備え、集塵用送風機でフィルタユニット内に汚損空気を引き込んでフィルタで濾過することにより、その空気中に含まれる塵埃を除去していた。
【０００３】
フィルタユニットにおいて、フィルタを取り替え易いように固定しているのは、フィルタが短期間で目詰まりするので、フィルタを交換しやすくするためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の集塵機は、フィルタが目詰まりを起こすたびに、フィルタを交換する作業を行う必要が生じ、また、フィルタを洗浄して再利用する場合、加えて、フィルタを洗浄する作業を行う必要が生じるなど、メンテナンスに非常に多くの手間と労力を要していた。また、洗浄はフィルタの劣化を伴い、濾過性能の急激な低下が懸念された。
【０００５】
そこで、本発明は、フィルタの交換などのメンテナンスの省力化が可能で、フィルタの濾過性能が変化しないフィルタユニットと、これを用いた集塵機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】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係るフィルタユニットは、
流入口(３２)、流出口(３６)、ダスト排出口(３４)を有する筐体部(３０)と、
前記筐体部内で前記流入口又は前記流出口から前記末端固定部(３２ａ、３４ａ)に至る経路を形成するフィルタ部(３５)と、
を備え、
前記フィルタ部は
少なくとも一部に、前記流入口から前記筐体部内に流入する空気によって揺動可能に張られたフィルタを備え、
前記ダスト排出口は、
前記フィルタ部によって分けられる前記筐体部内の空間のうち、前記流入口が位置する側の空間に対して下方側に位置し、この空間に対して開口する
ことを特徴とする。
【０００７】
これによると、汚染空間（フィルタ部によって分けられた筐体部内の空間のうち、流入口が位置する側の空間）内に流入口から空気が吹き入れられると、乱気流となった空気により、フィルタ部が備えるフィルタが揺動する。
【０００８】
このとき、フィルタを構成する繊維は、空気中の塵埃等を捕集するが、その捕集によって塵埃等の塊が大きくなり、繊維の揺動によってその塊にかかる剪断力、慣性力の方が、繊維がその塊を捕らえておく力を上回った場合、その塊は繊維から剥離する。
【０００９】
そして、その剥離した塵埃等の塊は、ダスト排出口に落ちて回収されるとともに、フィルタは、塵埃等の塊の脱離によって目詰まりが解消される。
すなわち、本発明のフィルタユニットは、フィルタを揺動させることによって、フィルタが目詰まりを起こさないように、フィルタについた塵埃等の塊が所定の大きさになったらフィルタから自動的に落としているのである。
【００１０】
したがって、本発明のフィルタユニットは、フィルタが目詰まりを起こさないので、フィルタの交換などのメンテナンスの省力化が可能であり、また、フィルタの洗浄も不要なので、フィルタの濾過性能が長期間変化しない。
【００１１】
そのため、本発明のフィルタユニットを用いると、長期間安定して集塵を行うことができる。
また、本発明のフィルタユニットでは、フィルタについて大きくなった塵埃等がフィルタから剥がれたとき、ダスト排出口から排出される。
【００１２】
そのため、このダスト排出口から落ちた塵埃等を回収することで、フィルタから剥がれ落ちた塵埃等を容易に回収することができる。
尚、フィルタ部は、フィルタと、このフィルタを支持する部材等を総称しているが、少なくとも一部と記載したように、フィルタ部全体がフィルタであってもよい。
【００１３】
また、流入口または流出口が上方側に位置する場合、フィルタ部が形成する経路は、筐体部内で流入口または流出口からダスト排出口に至る経路を形成するようにしてもよい。
次に、請求項２に記載のフィルタユニットのように、フィルタとしては、筒形状に形成された筒型フィルタを用い、その軸方向の一端側を流入口又は流出口に連通させ、軸方向の他端側を末端固定部に固定されるように筐体部内に張るようにしてもよい。
【００１４】
尚、筐体部内で流入口から末端固定部に至る経路を形成する場合であって、流入口が上方側に位置する場合、軸方向の他端側をダスト排出口に連通させるように、筐体部内に張るようにしてもよい。
【００１５】
この場合、筒型フィルタを筐体内に設置するだけで、流入口から末端固定部に至る経路が形成される。
次に、請求項３に記載のフィルタユニットのように、
フィルタ部は、
前記フィルタとして、複数のフィルタ素材を所定間隔をあけて層状に配置した層状フィルタを用いてもよい。
【００１６】
フィルタが筒型フィルタの場合、筒型に形成された径の異なるフィルタ素材を同軸状に配置したものを用いるとよい。
この層状フィルタを用いると、例えば、様々な大きさの塵埃を各フィルタ素材で捕集することができ、しかも、フィルタ素材が目詰まりを起こさないので、長期間安定して集塵を行うことができる。
【００１７】
また、この層状フィルタは、各フィルタ素材が間隔をあけて配置されているので、外側のフィルタ素材から剥がれ落ちる塵埃等は、すぐ内側のフィルタ素材との間の空間を落ち、ダスト排出口に落ちる。
【００１８】
次に、請求項４に記載のフィルタユニットのように、フィルタに風を吹き付けて揺動させる揺動手段を備えていてもよい。
この揺動手段を用いれば、流入口から吹入された空気の力だけではフィルタから塵埃等の剥離が起こらないときでも、フィルタを強制的に揺動させることによって、塵埃等を剥離させることができる。
【００１９】
尚、フィルタとしては、例えば、請求項５に記載したように、
１ｍ×１ｍのシート状に形成したフィルタ素材を垂直に垂らし、水平気流２ｍ／ｓｅｃの気流をあてた際でも、その気流に対し略水平になる軽さと柔軟性を有しているフィルタ素材からなるフィルタを用いるとよい。
【００２０】
また、フィルタとしては、例えば、請求項６に記載したように、
臨界Ｒｅ数が１×１０3〜２×１０3以上の乱流域となる流速であれば揺動するフィルタ素材からなるフィルタを用いるとよい。
【００２１】
次に、本発明のフィルタユニットを備える集塵機としては、請求項７に記載の集塵機のように、流出口を介して、筐体部の内部の空気を引き込んで外部に排出する集塵用送風手段を備えるものを用いるとよい。
【００２２】
また、本発明のフィルタユニットを備える集塵機としては、請求項８に記載の集塵機のように、ダスト排出口を介して、筐体部の内部から排出された回収物を回収する回収手段を備えるとよい。回収手段としては、例えば、ダストボックスがあるが、これに限るものではない。
【００２３】
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の集塵機１の全体構成を示す模式図であり、フィルタユニット３については内部構成をも示し、各送風機については正面図と側面図とを示している。尚、図中の矢印は空気の流を示している。
【図２】本実施形態のフィルタユニット３において、フィルタ素材から塵埃が脱離する様子を示す模式図である。尚、図中の矢印は空気の流を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態の集塵機１は、図１に示すように、フィルタユニット３と、集塵用送風機５と、脈動強制用送風機７とを備えている。
【００２６】
フィルタユニット３は、上下方向に向かって長尺な直方体形状に形成された筐体３０を備えている。
この筐体３０の天井部を構成する天井板３１の中央の下面側には、天井板３１の下面を上方に向かって窪ませた形状であって、下方に向かうほど拡径した階段形状に形成された流入口３２が設けられている。
【００２７】
この流入口３２を構成する各段には固定金具３２ａが設置されている。
また、フィルタユニット３は、筐体３０内の最下部に収納されるダストボックス４を備えている。
【００２８】
このダストボックス４は、図示しない筐体３０の側面（上下方向に沿った側面）に設けられた取出孔から筐体３０内に出し入れすることができるよう構成されている。
また、フィルタユニット３は、このダストボックス４が筐体３０内に設置される位置からみて所定距離上方の位置で、その位置から上方部分と下方部分とを分離する底面板３３が設けられている。
【００２９】
この底面板３３の中央には、底面板３３を下方に向かって窪ませた形状であって、上方に向かうほど拡径した階段形状に形成されたダスト排出口３４が設けられている。
このダスト排出口３４を構成する各段には固定金具３４ａが設置されている。この固定金具３４ａは、本発明の末端固定部に相当する。
【００３０】
また、フィルタユニット３は、筒型に形成された径の異なるフィルタ素材を同軸状に配置した筒型フィルタ３５を備えている。尚、これらフィルタ素材については、内側のフィルタ素材を第１フィルタ素材３５ａ、中央のフィルタ素材を第２フィルタ素材３５ｂ、外側のフィルタ素材を第３フィルタ素材３５ｃと呼ぶ。
【００３１】
この筒型フィルタ３５は、各フィルタ素材３５ａ〜３５ｃを所定間隔をあけて層状に配置した層状フィルタである。
そして、各フィルタ素材３５ａ〜３５ｃは、流入口３２及びダスト排出口３４の縁部が構成する各段のうち、最も内側の段にフィルタ素材３５ａ、その外側の段にフィルタ素材３５ｂ、さらに外側の段にフィルタ素材３５ｃが固定される。このように、フィルタ素材３５ａ〜３５ｃが筐体３０内で固定されると、筒型フィルタ３５は、流入口３２からダスト排出口３４に至る経路を筐体３０内で形成するとともに、その軸方向の一端側が流入口３２に連通し、軸方向の他端側がダスト排出口３４に連通することとなる。
【００３２】
この筒型フィルタ３５が筐体３０内に張られると、筐体３０内は、筒型フィルタ３５の内部（流入口３２からダスト排出口３４に至る経路）側の空間と、その外側の空間とに分かれることとなる。
【００３３】
また、この筒型フィルタ３５は、各フィルタ素材３５ａ〜３５ｃの軸方向の両端を流入口３２及びダスト排出口３４に固定金具（スナップリング、締結バンド等）で止めただけなので、筐体３０内において、流入口３２から筐体３０内に空気を流入させると、その空気によって揺動可能に張られることとなる。
【００３４】
また、筐体３０には、４つの側面のうちの１面であって、底面板３３の上方近傍に、筐体３０内の空気を排出する流出口３６が形成されている。
また、筐体３０には、流出口３６が設けられた面とは異なる側面に、筒型フィルタ３５を強制的に揺動させるための空気を出入するための上下一対の出入孔３７が形成されている。
【００３５】
フィルタ素材３５ａ〜３５ｃは、柔軟性を有する樹脂繊維で構成され、この樹脂繊維としてはポリエステル・ナイロン樹脂等の高分子材料、または、ステンレス等の金属繊維からなる極細繊維、例えば２０〜４０μｍ程度の繊維径からなり、格子状に織り込まれたものなどが用いられる。
【００３６】
格子は、一定の開口寸法を有するもので、例えば１００〜２００μｍ程度のマス目のものが粉塵を除去するフィルタとして使用可能である。
この格子の交差部は、繊維がずれないように織り込まれたものであり、諸使用環境条件下においてもズレによる格子の開口寸法変化を来さないものである。
【００３７】
この極細繊維からなる繊維集合体であるシート状のものは、その引張り強度として、例えば単位長あたり、縦横方向において１００Ｎ／５ｃｍ程度の強度を有する。
本実施形態では、シート状のものを円筒型または、プリーツ折加工したものを粉塵除去用のフィルタ素材３５ａ〜３５ｃとして使用するが、その素材の柔軟性は、例えば垂直に垂らした１ｍ×１ｍのシートに対して水平気流２ｍ／ｓｅｃの気流をあてた際でもその気流に対し、シートがほぼ水平になる程度の軽さと柔軟性を有している。
【００３８】
従って、使用する際の気流流速は、臨界Ｒｅ数（約１×１０3〜２×１０3）以上の乱流域となる流速であればフィルタ素材３５ａ〜３５ｃは、波動収縮、揺動させることになり、付着した粉塵をフィルタ素材３５ａ〜３５ｃ表面から強制的に剥離させて再生することが出来る。
【００３９】
本実施形態では、粉塵捕集に必要な任意効率を得るため、フィルタ素材３５ａ〜３５ｃを同心円状に多層配置して使用している。
次に、集塵用送風機５は、流出口３６に接続され、筐体３０内の空気を引き込んで、その引き込んだ空気を大気中に放出するものである。
【００４０】
この集塵用送風機５を稼働させると、流入口３２から塵埃等を含む汚染空気が筐体３０内に引き込まれ、筒型フィルタ３５で塵埃等が濾過され、その後、流出口３６から外部に排出される。
【００４１】
また、脈動強制用送風機７は、下方の出入孔３７に送風側が接続され、上方の出入孔３７に引込側が接続され、筐体３０内に対し空気の出入を自在に行うことにより、筒型フィルタ３５に風を吹き付けるなどして筒型フィルタ３５を強制的に脈動させる。
【００４２】
尚、筐体３０内に脈動強制用送風機７を包含させてもよい。
以上のように構成された集塵機１では、集塵用送風機５を稼働させると、筒型フィルタ３５によって形成された流入口３２からダスト排出口３４に至る経路に流入口３２から空気が吹き入れられる。
【００４３】
すると、筒型フィルタ３５は、この流入口３２から吹き入れられる空気は乱気流となり、これによって揺動する。
このとき、筒型フィルタ３５のフィルタ素材３５ａ〜３５ｃを構成する繊維は、空気中の塵埃等を捕集するが、その捕集によって塵埃等の塊が大きくなり、繊維の揺動によってその塊にかかる剪断力、慣性力が、繊維がその塊を捕らえておく力を上回った場合、図２に示すように、その塊は繊維から剥離する。
【００４４】
そして、その剥離した塵埃等の塊は、ダスト排出口３４を介してダストボックス４内に落ちて回収されるとともに、筒型フィルタ３５は、塵埃等の塊の脱離によって目詰まりが解消される。
【００４５】
また、筒型フィルタ３５によって濾過された清浄空気は、流出口３６から集塵用送風機５によって筐体３０内から吸引され、集塵用送風機５を通過して大気中に放出される。
つまり、本実施形態では、筒型フィルタ３５を揺動させることによって、筒型フィルタ３５が目詰まりを起こさないように、筒型フィルタ３５についた塵埃等の塊が所定の大きさになったら筒型フィルタ３５から自動的に落としつつ、汚染空気を濾過して清浄空気としているのである。
【００４６】
したがって、本実施形態のフィルタユニット３は、筒型フィルタ３５が目詰まりを起こさないので、フィルタの交換などのメンテナンスの省力化が可能であり、また、フィルタの洗浄も不要なので、筒型フィルタ３５の濾過性能が長期間変化しない。
【００４７】
そのため、本実施形態のフィルタユニット３を用いると、長期間安定して集塵を行うことができる。
また、本実施形態では、筒型フィルタ３５を用い、その軸方向の一端側を流入口３２に連通させ、軸方向の他端側をダスト排出口３４に連通させるように、筐体３０内に張るようにしているので、この筒型フィルタ３５を筐体３０内に設置するだけで、流入口３２からダスト排出口３４に至る経路が形成される。
【００４８】
また、本実施形態の筒型フィルタ３５は、複数のフィルタ素材３５ａ〜３５ｃを所定間隔をあけて層状に形成した層状フィルタを構成するので、例えば、捕集できる塵埃の大きさの異なるフィルタ素材３５ａ〜３５ｃを用いた場合、様々な大きさの塵埃を各フィルタ素材３５ａ〜３５ｂで捕集することができ、しかも、フィルタ素材３５ａ〜３５ｃが目詰まりを起こさないので、長期間安定して集塵を行うことができる。
【００４９】
また、この層状フィルタでもある筒型フィルタ３５は、各フィルタ素材３５ａ〜３５ｃが間隔をあけて配置されているので、外側のフィルタ素材から剥がれ落ちる塵埃等は、すぐ内側のフィルタ素材との間の空間を落ち、ダスト排出口３４を介してダストボックス４内に落ち堆積する。
【００５０】
そのため、このダストボックス４を出し入れすることで、筒型フィルタ３５で捕集され、ダストボックス４内に堆積した塵埃等を処理することができる。
また、本実施形態の集塵機１は、脈動強制用送風機７を用いれば、流入口３２から吹入された空気の力だけでは筒型フィルタ３５から塵埃等の剥離が起こらないときでも、筒型フィルタ３５を強制的に揺動させることによって、塵埃等を剥離させることができる。
［他の実施形態］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００５１】
（１）上記実施形態で説明した集塵機１はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
（２）上記実施形態では、本発明のフィルタ部に相当する構成として筒型フィルタを例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、複数の支柱を流入口３２からダスト排出口３４との間に立て、それら支柱の間にフィルタを設置するものでもよい。
【００５２】
また、複数の孔が空いた筒状に形成されたフィルタ枠を支柱を流入口３２からダスト排出口３４との間に立て、それら各孔にフィルタを設置する物でもよい。
さらに、平面上のフィルタを筐体内に張ったものでもよい。
【００５３】
（３）上記実施形態では、３層の筒型フィルタ３５について説明したが、１層あるいは２層、又は、４層以上でもよい。
（４）上記実施形態では、筒型フィルタ３５が流入口３２からダスト排出口３４に至る経路を形成する例について説明したが、流入口３２が流出口となる形態としてもよい。
【００５４】
この場合、筒型フィルタ３５は、その軸方向の一端側が流出口に連通し、軸方向の他端側を、固定金具３２ａ（末端固定部）に固定して筐体部内に張るとよい。
また、この場合、ダスト排出口については、筒型フィルタ３５が形成する経路内ではなく、その経路外の空間であって、筐体部内の筒型フィルタ３５の外側の空間に設ける。そして、この場合のダスト排出口は、その空間に対して下方で開口するものを設ける。
【００５５】
（５）本発明の各構成要素は概念的なものであり、上記実施形態に限定されない。例えば、１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１… 集塵機  ３… フィルタユニット  ４… ダストボックス  ５… 集塵用送風機
７… 脈動強制用送風機  ３０… 筐体  ３１… 天井板  ３２… 流入口
３２ａ…固定金具  ３３… 底面板  ３４… ダスト排出口  ３４ａ…固定金具
３５… 筒型フィルタ  ３５ａ… 第１フィルタ素材  ３５ｂ… 第２フィルタ素材
３５ｃ… 第３フィルタ素材  ３６… 流出口  ３７… 出入孔
【図１】
2015150524.tif 000003
【図２】
2015150524.tif 000004