(57)【要約】【課題】  低通気抵抗で長寿命とすることができ、換気口から浸入する騒音を低減することができ、塵埃と共に捕集した菌が増殖して室内に侵入することを妨ぐことができる換気口用エアフィルタろ材及びこれを用いた換気口用エアフィルタを提供することを目的とする。【解決手段】  室内と室外との間に設けられる換気口用エアフィルタろ材であって、前記ろ材の室内側に、室外側から室内側に向けて開口する有底孔群を設けるとともに、前記ろ材の室外側に、室内側から室外側に向けて開口する有底孔群を、前記室内側の有底孔群に対して入れ子状に且つ隔壁を存して設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内と室外との間に設けられる換気口用エアフィルタろ材であって、前記ろ材の室内側に、室外側から室内側に向けて開口する有底孔群を設けるとともに、前記ろ材の室外側に、室内側から室外側に向けて開口する有底孔群を、前記室内側の有底孔群に対して入れ子状に且つ隔壁を存して設けたことを特徴とする換気口用エアフィルタろ材。
【請求項２】
前記有底孔の孔径を入口から底に向かって徐々に小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の換気口用エアフィルタろ材。
【請求項３】
前記ろ材は、貫通孔を備える３枚以上のろ材を積層して構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の換気口用エアフィルタろ材。
【請求項４】
空気流出側に積層せれるろ材の密度を、空気流入側に積層されるろ材の密度よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の換気口用エアフィルタろ材。
【請求項５】
前記各積層ろ材を繊維から構成し、空気流出側に積層されるろ材を構成する繊維の平均繊維径を、空気流入側に積層されるろ材を構成する繊維の平均繊維径よりも小さくしたことを特徴とする請求項４に記載の換気口用エアフィルタろ材。
【請求項６】
前記フィルタろ材は、殺菌性、抗菌性及び防カビ性のうちの何れかを少なくともを備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の換気口用エアフィルタろ材。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の換気口用エアフィルタろ材をフィルタ枠に収容したことを特徴とする換気口用エアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低通気抵抗で長寿命の換気口用エアフィルタろ材とそれを用いた換気口用エアフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、換気口用エアフィルタ用ろ材としては、特許文献１に開示されるような平板状のろ材を換気口内に内蔵したもの、特許文献２に開示されるような平板状のろ材を換気口外側に貼着したものが一般的に使用されている。
ところが、前記平板状のろ材では、厚さが薄いため通気抵抗は低いものの、ろ材面積が小さいため、粉塵保持容量が小さくてフィルタの寿命は短い問題がある。また、ろ材の厚さを厚くすると、粉塵保持容量は大きくなるものの通気抵抗が大きくなる問題がある。
そこで、特許文献３に開示されるようなろ材をプリーツしてろ過面積を大きくすることが常套手段となっている。
ところが、プリーツしたろ材では、小容積にしてろ過面積を大きくしているため、ろ材は薄く通気抵抗は低いものの、粉塵保持容量が小さくてフィルタの寿命は短い問題がある。また、ろ材の厚さを厚くすると、粉塵保持容量は大きくなるものの通気抵抗が大きくなる問題がある。
【特許文献１】実開平６−３０３９２号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０６２８１４号公報
【特許文献３】特許第３１４３８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、低通気抵抗で長寿命とすることができ、換気口から浸入する騒音を低減することができ、塵埃と共に捕集した菌が増殖して室内に侵入することを妨ぐことができる換気口用エアフィルタろ材及びこれを用いた換気口用エアフィルタ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】
【０００４】
本発明の換気口用エアフィルタろ材は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の通り、室内と室外との間に設けられる換気口用フィルタろ材であって、前記ろ材の室内側に、室外側から室内側に向けて開口する有底孔群を設けるとともに、前記ろ材の室外側に、室内側から室外側に向けて開口する有底孔群を、前記室内側の有底孔群に対して入れ子状に且つ隔壁を存して設けたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の換気口用エアフィルタろ材は、請求項１に記載の換気口用エアフィルタろ材において、前記有底孔の孔径を入口から底に向かって徐々に小さくなるようにしたことを特徴とする。
また、請求項３に記載の換気口用エアフィルタろ材は、請求項１又は２に記載の換気口用エアフィルタろ材において、前記ろ材は、貫通孔を備える３枚以上のろ材を積層して構成されたことを特徴とする。
また、請求項４に記載の換気口用エアフィルタろ材は、請求項３に記載の換気口用エアフィルタろ材において、空気流出側に積層せれるろ材の密度を、空気流入側に積層されるろ材の密度よりも大きくしたことを特徴とする。
また、請求項５に記載の換気口用エアフィルタろ材は、請求項４に記載の換気口用エアフィルタろ材において、前記各積層ろ材を繊維から構成し、空気流出側に積層されるろ材を構成する繊維の平均繊維径を、空気流入側に積層されるろ材を構成する繊維の平均繊維径よりも小さくしたことを特徴とする。
また、請求項６に記載の換気口用エアフィルタろ材は、請求項１乃至５のいずれかに記載の換気口用エアフィルタろ材において、前記フィルタろ材は、殺菌性、抗菌性及び防カビ性のうちの何れかを少なくとも備えることを特徴とする。
また、本発明の換気口用エアフィルタは、請求項７に記載の通り、請求項１乃至６のいずれかに記載の換気口用エアフィルタろ材をフィルタ枠に収容したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の請求項１の換気口用エアフィルタろ材によれば、流入した空気は有底孔により遮られ、有底孔の延長方向よりも、通気抵抗の低い隔壁を介して、反対側の面側から設けられた貫通孔へと移動することになる。従って、ろ材を厚くしても、低通気抵抗のろ材が得られる。また、単なる平板状のろ材では、ろ材を厚くしても表層部でしか粉塵を捕集できないのに比べ、ろ材を厚くしても効率良く多くの粉塵を保持することができるのでフィルタの寿命を長くできる。また、有底孔間の隔壁の通気抵抗が低いので、スムーズに空気が通り抜けるため、ろ材が厚いにもかかわらず、低通気抵抗のろ材が得られる。更に、また、換気口から浸入する騒音を低減することができる。
本発明の請求項２の換気口用エアフィルタろ材によれば、空気入口の有底孔の断面積が徐々に小さくなるので、空気が進入するのに従い空気量が減少するのに合わせて流速を一定に保ちつつ、隔壁全体から一様に空気を通り抜けさせることができる。また、傾斜した貫通部隔壁に空気が衝突し易いことも合わさって、低通気抵抗のろ材が得られる。
本発明の請求項３の換気口用エアフィルタろ材によれば、単一層のろ材に有底孔を形成する場合に比べて、より簡単に有底孔を形成することができるので、作業効率に優れる。
本発明の請求項４の換気口用エアフィルタろ材によれば、通常ろ材で用いられる粗密ろ材（空気流入側で荒い塵埃を捕集し、空気流入面での目詰まりを防止する）を簡単に製作することができる。
本発明の請求項５の換気口用エアフィルタろ材によれば、通常ろ材で用いられる繊維径勾配ろ材（空気流入側で荒い塵埃を捕集し、空気流入面での目詰まりを防止する）を簡単に製作することができる。
本発明の請求項６の換気口用エアフィルろ材によれば、殺菌性、抗菌性及び防カビ性のうちの何れかを少なくとも備えることによって菌の侵入も低減できる。
本発明の請求項７の換気口用エアフィルタによれば、上記効果を備えたフィルタとすることができ、ビル空調用、半導体、食品、病院、住居用等の空調用として使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本発明の換気口用エアフィルタろ材の外周にテープを巻回して形成した換気口用エアフィルタの正面図であり、また、図２は、図１のＩ−Ｉ線断面図を示している。
図中１はろ材、２は前記ろ材１の正面側に設けられた有底孔、３は前記ろ材１の反対側に設けられた有底孔、４は前記有底孔３、４間に位置する隔壁、１０は前記ろ材１外周を保護するためのテープを示すものである。
【０００７】
前記ろ材１としては、合成繊維・無機質繊維等の繊維体、合成樹脂・無機質の発泡体、無機質の押出成形体等を使用できる。
前記ろ材１が繊維体である場合、その平均繊維径は０．２〜５０μｍが好ましい。平均繊維径０．２μｍ未満では製造困難で非常に高価であるという問題あり、平均繊維径５０μｍ超では捕集効率が悪くなる問題がある。
前記ろ材１が繊維体である場合、密度は５〜４０ｋｇ／ｍ３とすることが好ましい。密度５ｋｇ／ｍ３未満では捕集効率が悪くなる問題があり、密度４０ｋｇ／ｍ３超では通気抵抗が高くなる問題があるためである。
【０００８】
前記ろ材１に設ける有底孔２、３の孔径は、数ｍｍ〜５０ｍｍの円孔が好ましい。但し、これに限定されることなく三角形、四角形等の多角形の孔でもよい。
前記ろ材１に設ける有底孔２、３の個数は、ろ材１の端面の面積を基準として、１００〜５００個／ｍ２設けることが好ましい。
前記ろ材１に設ける有底孔２、３、即ち、非貫通孔の深さ（Ｈ−Ｈ４）は、ろ材高さＨの１／２〜９／１０が好ましい。
【０００９】
また、本発明では、有底孔２、３は、入れ子状に対称に配置されるようにする。好ましくは、図１に示されるように、隣接する有底孔２、２の中心間を結ぶ直線の垂直二等分線上に、反対面側の有底孔３を隔壁を存して設けるようにする。但し、これに限定されることなく有底孔２と有底孔３は非対称に配置してもよい。例えば、有底孔２を円孔で有底孔３を三角形の有底孔とした非対称であってもよく、また、有底孔２の数を有底孔３の数より多くしたり少なくしたりするという非対称であってもよい。また、有底孔２を斜め配置とし、有底孔３を前記配置に交叉させるように配置する非対称であってもよい。
【００１０】
換気口用エアフィルタろ材の室内又は室外側の何れか一方の面における端面の面積と有底孔群の表面積との和、即ち、空気が接触する表面積は、前記一方の面の端面に有底孔を設けない場合の面積の２〜５倍とすることが好ましい。２倍未満ではろ材面積を増やす効果がなくフィルタの寿命が伸びない問題があり、５倍超では、ろ材の隔壁の厚みが薄くなり粉塵捕集量が小さくなりフィルタの寿命が伸びない問題があるためである。
【００１１】
前記有底孔２、３の総容積は、前記ろ材１の有底孔２、３が無い状態の体積の０．２〜０．５倍とすることが好ましい。０．２倍未満ではろ材の通気抵抗を低くする効果がない問題があり、０．５倍超では、ろ材の厚みが薄くなり粉塵捕集量が小さくなりフィルタの寿命が伸びない問題があるためである。
【００１２】
前記ろ材１は単一層でもよいが、多層構造として、特に、貫通孔を備える３枚以上のろ材を積層して構成することにより、容易に有底孔を備えたろ材を作製することができる。勿論、貫通孔と非貫通孔を備えるろ材を複数枚積層したり、貫通孔と非貫通孔を備えるろ材と、貫通孔を備えるろ材を積層したりして作製することは任意である。
【００１３】
また、空気流出側に積層されるろ材の密度を、空気流入側に積層されるろ材の密度よりも大きくすれば、通常ろ材で用いられる繊維径勾配ろ材（空気流入側で荒い塵埃を捕集し、空気流入面での目詰まりを防止する）を簡単に製作することができる。例えば、空気流入側に積層されるろ材の密度は、５〜１０ｋｇ／ｍ３で、空気流出側に積層されるろ材の密度は１０〜４０ｋｇ／ｍ３とすることができる。
【００１４】
また、前記空気流出側に積層されるろ材を構成する繊維の平均繊維径を、前記空気流入側に積層されるろ材を構成する繊維の平均繊維径よりも小さくすれば、通常ろ材で用いられる繊維径勾配ろ材（空気流入側で荒い塵埃を捕集し、空気流入面での目詰まりを防止する）を簡単に製作することができる。例えば、空気流出側に積層されるろ材の平均繊維径は１０〜５０μｍとし、空気流入側に積層されるろ材の平均繊維径は０．２〜１０μｍとすることができる。
尚、上記したろ材は、殺菌性、抗菌性及び防カビ性のうちの何れかを少なくとも有することが好ましい。これにより、塵埃とともに捕集した菌を、殺菌、或いは、増殖を抑えることができ、清浄な空気のみを室内に取り込むことができる。ろ材に殺菌性等付与する方法としては、特に制限するものではないが、ろ材を構成する繊維自体を殺菌性等を有するようにろ材に殺菌剤、抗菌剤又は防カビ剤等を担持させる方法と、ろ材に後から殺菌剤、抗菌剤又は防カビ剤等を担持させる方法等がある。このような殺菌性等を有するろ材の一例を挙げると、殺菌性を有するろ材としては、日揮ユニバーサル（株）社製の殺菌・酵素ろ紙「バイオフリー・メディア」等があり、防カビ性を有するろ材としては、三愛石油（株）社製「サンアイゾール」（ＴＢＺ）等をろ材に添着したもの等がある。
上記したろ材は、公知の円筒状等任意の形状のフィルタ枠に収容され、換気口用のフィルタとすることができる。
【実施例】
【００１５】
下記の通り、実施例１〜６と比較例１、２のろ材を作製し、その通気抵抗、ろ材の寿命及びろ材コストを評価することとした。
【００１６】
（実施例１）
実施例１のろ材を作製するために、平均繊維径６μｍのガラス繊維で構成され、密度７ｋｇ／ｍ３とした、直径１００ｍｍで、所定の厚さに形成したグラスウール板を使用し、図３（ａ）に示すように、第１層、第２層及び第３層を構成するろ材１Ａ、１Ｂ、１Ｃとして、それぞれ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、２５ｍｍの厚さに形成したものを用意した。
次に、ろ材１Ａには、図１に示すように、正面側には、直径３０ｍｍの円形状の貫通孔を孔の中心間距離を５３ｍｍとして、約３個（６０個／４００ｍｍ角のろ材を、１６分割したものを、直径１００ｍｍの円筒形状にくり抜いたもの）を形成されるようにした。また、裏面側には、直径３０ｍｍ、深さ１２．５ｍｍの有底孔を、孔の中心間距離を３７．５ｍｍとして、平均３．７５個形成されるようにした。
次に、ろ材１Ｃには、前記ろ材１Ａの貫通孔に対応する位置には、直径３０ｍｍ、深さ１２．５ｍｍの有底孔を設け、設けられた有底孔に対して中心間距離３７．５ｍｍ、直径３０ｍｍの貫通孔を入れ子状にして設けるようにした。
次に、ろ材１Ｂには、前記ろ材１Ａの貫通孔及びろ材１Ｃの貫通孔に連通するように貫通孔を設けるようにした。そして、これらろ材１Ａ、１Ｂ及び１Ｃを、図３に示すようにして、接着して、正面側と背面側とにそれぞれ、深さ８７．５ｍｍの有底孔２、３を有するろ材１を作製した。尚、本実施例では、ろ材に防カビ剤として三愛石油（株）社製の「サンアイゾール」（ＴＢＺ）を使用した。
【００１７】
（実施例２）
図３（ｂ）に示すように、ろ材１Ａ及びろ材１Ｃには、有底孔を設けず、直径３０ｍｍの貫通孔を設けるようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、深さ７５ｍｍの有底孔２、３を有するろ材１を作製した。
【００１８】
（実施例３）
ろ材１を、図３（ｃ）に示すように、厚さ５０ｍｍの２層のろ材１Ｄ、１Ｅにより構成し、ろ材１Ｄ、１Ｅには、実施例２のろ材１Ａ、１Ｃと同様にして貫通孔を設けるようにして、これらを接着して、正面側と背面側とにそれぞれ、深さ５０．０ｍｍの有底孔２、３を有するろ材１を作製した。尚、ろ材１Ｄ、１Ｅの材料等は、実施例１と同じものを使用した。
【００１９】
（実施例４）
図３（ｄ）に示すように、実施例３のろ材１Ｄ、１Ｅの厚さを、それぞれ２５ｍｍとした以外は、実施例３と同様にして、深さ２５．０ｍｍの有底孔２、３を有するろ材１を作製した。
【００２０】
（実施例５）
図３（ｅ）に示すように、ろ材１の有底孔の直径が表面の開口部では３６ｍｍとし、底部では２４ｍｍとなるように徐々に孔径を小さくなるようにした以外は、実施例２と同様にして、ろ材１を作製した。
【００２１】
（実施例６）
図３（ｆ）に示すように、実施例１のろ材１を単一のろ材から構成した以外は、実施例１と同様の材料等を使用して、ろ材１を作製した。
【００２２】
（比較例１）
図３（ｇ）に示すように、３層のろ材から構成し、室内側に直径３０ｍｍ、深さ７５ｍｍの有底孔を、中心間距離３７．５ｍｍ間隔でグリッド状に配置した以外は、実施例１と同様の材料等を使用してろ材１を作製した。
【００２３】
（比較例２）
図３（ｈ）に示すように、実施例１と同様の材料を使用して、孔を設けないろ材１を作製した。
【００２４】
下記表１に実施例１〜６及び比較例１、２の構成について記載し、評価結果については表２に記載した。
尚、表１において、比１とは、ろ材の室内又は室外側の何れか一方の面側における空気が接触する表面積を、一方の端面の面積（有底孔群を設けないろ材の端面の面積）で除したものである。具体的に説明すると、図１に示されるものでは、比１は下記式により求めることができる。
（πＡ（Ｈ−Ｈ４）ｎ＋Ｌ・Ｄ）／（Ｌ・Ｄ）
Ａ：有底孔の直径
Ｌ：ろ材の長さ
Ｄ：ろ材の幅
Ｈ：ろ材の高さ
ｎ：正面側の有底孔の数
Ｌ・Ｄ：ろ材の端面の面積（有底孔群を設けない場合）
（Ｈ−Ｈ４）：有底孔の深さ
【００２５】
また、比２とは、有底孔の総容積を、ろ材の有底孔が無い状態の体積で除したものである。具体的に説明すると、図１に示されるものでは、比２は下記式により求めることができる。
（π（Ａ／２）２・（Ｈ−Ｈ４）・２ｎ）／（Ｌ・Ｄ・Ｈ）
２ｎ：正面側及び裏面側の有底孔の数
【００２６】
ろ材の通気抵抗の評価としては、０．５ｍ／ｓ通風時の圧力損失測定により、比較例２を１００として、相対評価により１０以下を◎、１１〜５０を○、５１〜１００を△、１０１以上を×とした。
また、ろ材の寿命の評価としては、ＪＩＳ Ｂ９９０８の試験方法により、比較例２を１として、相対評価により４倍以上を◎、２倍以上を○、２倍未満を△、１倍未満を×とした。
室内から室外への吸音性の評価としては、４８ｋｇ／ｍ３のろ材について、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚの垂直入射法の試験方法により、比較例２を元として、相対評価により全て改善されるものを◎、３種の周波数について改善されるものを○、２種の周波数について改善されるものを△、１種以下の周波数についてしか改善されないものを×とした。
また、室外から室内への吸音性の評価としては、４８ｋｇ／ｍ３のろ材の２５０Ｈｚ、５００Ｈｚ、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚの垂直入射法の試験方法により、比較例２を元として、相対評価により全て改善されるものを◎、３種の周波数について改善されるものを○、２種の周波数について改善されるものを△、１種以下の周波数についてしか改善されないものを×とした。
総合評価として、ろ材の通気抵抗、ろ材の寿命、ろ材コスト、室内から室外への吸音性、室外から室内への吸音性の全てが○以上の場合は◎、ろ材コスト以外が△以上の場合は○、ろ材の通気抵抗、ろ材の寿命のどちらか一つでも×の場合は×として評価した。
【００２７】
【表１】
2005313131.tif 000003
【００２８】
【表２】
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【００２９】
表２に示される通り、本発明の実施例１〜５は、ろ材を３層重ねて製作しており、ろ材の開孔の作業効率に優れており、ろ材の材料費と合わせた加工費のコストが安価である。本発明の実施例６は、単一層タイプのため、加工費は高いものの、この点以外は、比較例１、２よりも優れていることがわかった。
また、本発明の実施例１、２、５、６は、一方の側の有底孔と、他方の側の有底孔とを隔てる隔壁面積が大きいため、特にフィルタの通気抵抗を低くすることができる。
また、本発明の実施例３は、空気が流れるろ材の厚みが厚いためろ材抵抗が高くなりフィルタの通気抵抗がやや悪くなる。
また、本発明の実施例４は、他の例と比べてろ材厚さを半分にしたため、ろ材空気通過面積及びろ材中の有底孔の体積が少なくなり、フィルタの通気抵抗とフィルタの寿命共にやや悪くなる。
また、比較例１は、有底孔がないためフィルタの通気抵抗が高い問題があり、塵埃も空気入口側の表層部で捕集されて厚さを十分に利用できないのでフィルタの寿命も悪くなる問題がある。
また、比較例２は、有底孔が空気入口側にしかないため、最終層で急激に抵抗が高くなりフィルタの通気抵抗が高い問題があり、空気出口側には有底孔がないため隔壁を通して有底孔から有底孔への空気の通過もできないので、隔壁での捕集が十分に利用できないのでフィルタの寿命も悪くなる問題がある。
本発明の実施例１〜６は、比較例２と同等の吸音性を有することから、フィルタとして低通気抵抗とフィルタ寿命を兼ね備えるため、２４時間換気に使用されるマンション・戸建住宅の換気口用エアフィルタとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明換気口用エアフィルタ用ろ材を備えた換気口用エアフィルタの正面図
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図
【図３】（ａ）〜（ｈ）実施例及び比較例のろ材の説明のための模式図
【符号の説明】
【００３１】
１  ろ材
２  有底孔
３  有底孔
４  隔壁
１０  テープ
【図１】
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【図２】
2005313131.tif 000006
【図３】
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