(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
請求項1に記載の空気濾過および空気浄化装置において、前記第1のフィルタが、99.975%定格のHEPAクラスのフィルタであり、および前記第2のフィルタが、HEPAクラスのフィルタであることを特徴とする、空気濾過および空気浄化装置。
請求項1に記載の空気濾過および空気浄化装置において、前記第1のフィルタが、前記第2のフィルタよりも高いHEPAクラスを有することを特徴とする、空気濾過および空気浄化装置。
【背景技術】
【0002】
現在、部屋または環境の空気を清浄にする方法が多数ある。従来の方法は、室内環境内に置かれて空気を濾過する公知の濾過ユニットを含む。これらの公知の濾過ユニットは、常設としてもまたは携帯可能としてもよく、および部屋または領域の空気を濾過し、動作中は継続的に空気を濾過し、空気をユニットに引き入れ、空気を濾過してから、その空気をこの同じ環境に戻す。
【0003】
これらのシステムのいくつかは、フィルタを使用する必要があるゆえに、あまり効果が高くない可能性があり、フィルタに起因して空気の流れの量が制限されるゆえに、必要なまたは所望の濾過レベルではないことがある。多くの公知の濾過システムは、十分なフィルタ、例えばHEPA(高性能微粒子除去(High Efficiency Particulate Air))グレードのフィルタを備えていない。HEPAフィルタは、.03ミクロン超の全粒子の99.97%を除去するとみなされ得る。これらHEPAフィルタ、例えばH17クラスのフィルタを使用する際に直面する問題は、これらフィルタが、フィルタを通過する空気の流れを制限し得ることである。この制限により、滞りが生じ、および公知の空気濾過システムが濾過できる可能性のある空気の量を制限する。さらに、HEPA FILTER、H17クラスのフィルタを通過する空気量は、一定期間、例えば1分または1時間に濾過できる空気量が大幅に減少され得ることを意味する。これらのシステムは、H17とみなされるHEPAを通って濾過されるように空気を移動させるために、強力な送風器またはモータを必要とし、それゆえ、電気をより多く使用し、かつ所望するものよりも効率が劣り得る。
【0004】
公知の空気濾過システムの他のいくつかの問題は、フィルタ内で炭素または他の成分を使用する能力に欠けていることであり、これは、そのような成分が圧力降下を生じ得ること、および空気をフィルタに十分に通すように送風器を駆動するモータが不適切であることに起因する。それゆえ、これらの公知の空気濾過システムの多くは、所望の空気圧に対して濾過済み空気の品質を落としている。
【0005】
室内に配置された公知の空気濾過システムが直面した問題がいくつかある。小型のユニットは、小型のモータまたはファンを使用することが多く、これは、十分な1時間当たりの換気(AEH:Air Exchanges per Hour)を生じて部屋を清浄に保つためには、適切ではない。公知の空気濾過システムは、静かであるために小型のモータを使用することもあり、およびHEPAまたは高MERV定格のフィルタと組み合わせられるときに、効果があるようにまたは所望の効果および影響を生じるように、十分な空気の流れを生じて部屋の空気を1分または1時間に適切な回数、交換しない。フィルタを通る空気移動がないことはまた、これらのシステムにおける気流速度を減少させる。気流速度の低下は、方向付けられた流れにおいて空気が移動する距離を制限し、かつユニットが空気をユニットから遠い場所に動かす能力を低下させる。これは、より小型のユニットが、より大きな平方フィートおよび立方フィートの部屋に対応できないようにする。
【0006】
より小型の公知の空気濾過システムには十分な気流速度がなく、99.97%のHEPAフィルタを含み得るシステムに追加されたとき、より小型のシステムは、適切に部屋の空気を交換、すなわち「換気」と呼ばれるようなことをできないゆえに、気流速度全体を大幅に低下させる。
【0007】
公知の空気濾過システムの他の問題は、送風器を駆動するモータの「CFM」定格に関する。モータまたはファンのCFM定格は、モータが交換できる「立法フィート/分」である。例えば10フィート×10フィート×高さ8フィート、すなわち800立法フィートの部屋では、定格が200CFMの空気濾過システムは、4分毎に1度または1時間当たり15回すなわち15AEHで部屋の空気を変える。この単純な計算は、必ずしも、室内の空気全てが実際にその時間で交換されることを意味しない。より小型のCFMモータを、HEPAフィルタと併用することによって、気流速度に抵抗および背圧を生じ、それゆえ、定格200CFMでは動かされない空気を生じ得るが、200CFM未満の、おそらく100CFMの「効果的な」CFMまで低下される可能性があり、これは、公知の空気濾過システムが、予期されるように8分毎に1度、または1時間当たり7.5回空気を「交換する」にすぎないことを意味する。
【0008】
公知の空気濾過システムにみられる他の問題は、室内の空気を高い率で、すなわち、当面の目的に適った十分に清浄な領域を維持するのに十分なように、交換できないことである。現在、一例として、700平方フィート、8フィートの高さの天井と仮定して77立法フィートの部屋を浄化するとうたっている室内空気浄化器があるが、10MERV定格のフィルタを用いて、1時間当たり4回部屋の空気を交換するにすぎない。4AEHの割合およびMERV10フィルタでは、ユニットは、数名の人がいる場合、部屋を清浄に保つことができない。
【0009】
公知の空気濾過システムにみられる他の問題は、上述の制限、および空気を動かす速度がないことゆえに、部屋の向こう側の空気を動かすことができないことである。より小型のモータとHEPAフィルタの組み合わせは、清浄にすべき容積または部屋の隅々に到達できるようにする速度を維持する空気の能力を低下させ、かつまた、部屋または容積のこれら遠い各部分における微粒子および汚染物質間における乱流の発生を減少させる。
【0010】
目下のところ、現在市場に出ている多くの公知の空気濾過システム、特に公知の室内空気濾過システムは、空気を動かすために単一のファン/送風器またはモータ、1組のフィルタ、単一の空気の流れまたは気流、およびプレナムを使用する。これらの公知の空気濾過システムが、空気から微粒子を除去するために99.97%のHEPAフィルタを使用する場合、それらの性能は限られ、背圧がありかつ空気の流れが制限されることゆえに、期待される成果を果たさない。これらの公知の空気濾過システムが十分に空気を動かすことができるようにするために、製造者は、5.0ミクロン以上などの遥かに大きい微粒子のみを除去する90%のフィルタ、またはMerv8定格などの、グレードの劣るフィルタを使用してもよい。
【0011】
現在、室内の空気を清浄にして動かすための方法に関して個人および業界に誤解がある。これらの誤解は、換気とフィルタのグレードとの関係に関する。多くの人々が、効果的であるためには、0.3ミクロンまでの微粒子を捕捉する99.97%のHEPAフィルタとし得る高いグレードのHEPAフィルタが必要であると信じている。
【0012】
現在の公知の空気濾過システムが直面している第3の問題は、99.97%のHEPAフィルタを通して空気を動かすためには強力なモータが必要とされ、かつ、ほとんどの場合、より強力なモータは、より騒音を立て(これは多くの環境に好適である)、かつよりエネルギーを必要とし、それにより、運転により費用がかかることである。騒音問題は、HEPAフィルタを通して空気を動かすための最低限のCFM条件ゆえに、解決することが困難である。
【0013】
現在の空気濾過システムが直面する別の問題は、所望の空気環境を清浄にするために1組のフィルタおよび送風器に依存していることである。これにより、これらの製品は、1つのフィルタシステムがこれらの目的を果たすことができる能力に依存し、かつ異なる目的のために異なるフィルタ定格をうまく利用できない。フィルタおよび送風器の混在は、より多様な本発明の使用を可能にする。
【0014】
既存の空気濾過システムが直面する別の問題は、1つの送風器およびフィルタシステムのみを含むことである。これらのシステムが、1時間当たり10回空気を交換できる送風器を含む場合、これがこれらシステムの限界である。1つの送風器およびフィルタシステムでは、その単一のシステムのCFMとの関連で空気を変えることができる。
【0015】
上述のおよび他の欠点を克服する空気濾過および浄化装置を提供することが、非常に望ましい。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明は、環境空気浄化濾過および空気濾過器に行う改良に関する。本発明は、送風器、モータおよびファンの一意の組み合わせ、およびフィルタの組み合わせを使用し、空気の流れが、環境内の空気をより効果的に清浄にするように設計されている。
【0023】
本発明の一実施形態は、携帯可能でありかつ環境内に配置される空気浄化ユニットである。追加的な実施形態は、環境内に、屋根の上のHVACシステムなどの環境全体の外側に配置されるユニットで、または濾過される環境と一緒の場所で使用され得る。この一緒に配置されるユニットは、濾過済み空気を環境に入り込ませるか、または環境外付近から清浄な空気を強制的に入れて、所望の環境内に正圧を増やすために使用し得る。全ての機器は、環境から空気を引き入れ、空気を濾過し、および清浄な空気を、選択した領域または環境に戻し、それにより、一貫して空気を清浄にし、かつ再調整する。
【0024】
用語「送風器」、「モータ」、「ファン」および「インペラ」などは、空気移動源の機能性またはタイプの説明においては同じ意味で使用され得ることに留意されたい。
【0025】
エアフィルタは、微粒子サイズの微粒子を収集するそれらの能力によって評価される。比較の目的で、本出願人らは、MERV評価システムと呼ばれる共通の評価システムを使用する。評価システムは、一定のサイズの微粒子しかフィルタを通過できないようにするフィルタ繊維間の空間の大きさに基づく。付属書類3を参照のこと。この評価システムでは、HEPA(高性能微粒子除去(High Efficiency Particulate Air))グレードのフィルタは、14〜17と評価される。本出願人らは、.3ミクロン超の微粒子を全て除去する99.97%のHEPAフィルタを参照し、このタイプのフィルタは、使用されるより一般的な定格フィルタであるとみなされる。95%などのグレードの劣るHEPAは、5.0ミクロン超の微粒子を除去する。本出願人らは、HEPAグレードではなく、かつxxx〜xxxで評価されるASHREフィルタを参照する。本出願人らは、市場で一般的に使用される定格であるため、MERV8定格のこれらフィルタを参照する。この表では
【0026】
MERV定格が高いほど、空気の流れにかかる背圧は大きく、フィルタを通る空気の流れを少なくし、かつ気流速度を低下させる。本発明は、空気を清浄にするために、フィルタ、送風器またはモータおよび風洞の組み合わせを使用し、および空気浄化に複数のシステムを使用することにより、別々の空気の流れ、気流速度および換気をもたらす。同じグレードのフィルタまたは異なるグレードのフィルタを使用することにより、システムに唯一の品質を立証するであろう。
【0027】
MERV定格、特にHEPA定格が高いことは、フィルタを通して空気を動かすために、より強力な送風器モータを必要とし、これは、よりエネルギーおよび運転コストを必要とする。ASHREを使用することにより、HEPAに必要とされるものと比較して、遥かに効率的にできる。これは、エネルギー利用およびコストそれぞれを削減させる。
【0028】
本発明の一例は、モータとフィルタの組み合わせを含む携帯型空気浄化ユニットであり、この携帯型ユニット内には別々の空気の流れがある。この例では、機器は、自蔵式の携帯型空気浄化ユニット、例えばボックスである。内部の風洞またはプレナム内にモータ、99.97%のHEPAグレードのフィルタを有する第1の空気システムがある。同時に、同じ携帯型機器内に、モータまたは送風器、フィルタ、および風洞またはプレナムを備える第2の空気システムがある。この例では、第2のシステムは、グレードの劣るフィルタ、例えば95%定格のHEPAフィルタまたはMERV8定格のASHREフィルタを含む。
【0029】
異なるフィルタ定格の2つの別個の空気システムを使用することにより、本発明は、別々のおよびより効果的な気流を生じることができ、かつ1分ごとに、より多くの空気を循環させることができ、より著しい換気と、空気をより迅速におよびより効果的に清浄にする能力とを生じる。
【0030】
この例では、第1の動作モードは、第1の空気システムが99.97%のHEPAフィルタを使用することであり、このフィルタのスイッチが入れられて動作し、第2の空気システムは、MERV8のASHREフィルタを含み、これも動作している。これらは双方とも、同時に部屋を濾過する。第1の空気システムは、HEPAの定格で空気を濾過する、すなわち.3ミクロン超の全粒子を除去する。第2の空気システムは、Merv8定格で濾過し、10.0ミクロン超の粒子を濾過して取り除く。
【0031】
このモードでは、本発明は、HEPAを通して.3ミクロン超の粒子、およびASHREを通して、10.0超の煙および花粉サイズの粒子を濾過して取り除く。
【0032】
本発明の独自の利点は、本発明が継続的に空気を濾過すると、全ての空気がHEPAシステムによって最終的に濾過されることであり、および両システムの濾過性能が高いことである。
【0033】
第2の独自の利点は、公知のシステムと比較すると、本発明は、領域または環境での換気を劇的に増やすことができることである。換気は、1時間当たりの換気(AEH)の量によって測定される。これを説明するために、本出願人らは、第1の気流において、適所にフィルタのある、CFM定格が600CFMの送風器モータを使用し、および第2の気流において、適所にフィルタのある、CFM定格が400CFMのインペラモータを使用する。この例の場合、本出願人らは、公知の空気浄化ユニットは、適所にフィルタがある、500CFM定格であると仮定する。20フィート×20フィート×高さ8フィートの大きさの部屋を使用すると、部屋は、3,200立法フィートとなる。公知のユニットは、1時間当たり換気(AEH)9回で空気の交換を実施できる。送風器およびインペラフィルタシステムの双方が同時に運転している本発明は、1100CFMを生じる。本発明は、空気を20AEH交換する。この差は、いずれの公知のユニットよりも、1時間当たりより多く換気するように本発明の能力を高め、より少ない時間で空気を清浄にし、および最終的により多くの回数、空気を清浄にして、作業環境をより安定的に保持する。
【0034】
本発明の第2の独自の利点は、2つの気流のこれらの使用を組み合わせることにより、本発明は、所望の空間の遠いセクションにおいて、空気を循環および浄化することができることである。これは、フィルタのMERV定格が、HEPAに対して14など高いほど、繊維間の空間が小さくなり、フィルタを通り抜ける空気がより少量になって背圧を生じることがあり、かつフィルタを通過する気流速度が低下するという事実によるものである。グレードの劣るフィルタを使用することによって、第2の気流のASHRE MERV8は、空気を、より速い気流速度でより多くフィルタに通過させることができる。これにより、第2の気流からの空気がさらに遠い環境に到達できるようにし、それらの領域において空気および汚染物質を動かし、かつ、濾過されるべき空気を本発明まで戻すことができる。その後、この戻ってきた空気は、HEPAまたはASHREフィルタのいずれかを通って濾過される。本発明は別々の気流を含むため、環境にある全ての空気がHEPAを通して濾過され、それにより、.3ミクロン超の全微粒子が除去される可能性が高い。
【0035】
第2の動作モードは、99.97%のHEPAを含む第1の空気システムのみが運転している場合である。この時間の最中、濾過されている全ての空気は、99.97のHEPAを通して濾過されるため、.03に至るまでの微粒子に関して全ての空気が清浄にされる。
【0036】
第3の動作モードは、MERV8のASHREフィルタを備える第2の気流のみが動作しているときである。このモードの独自の利点は多い。第2の空気システムは、フィルタの背圧が少ないために、より効率的なモータまたは送風器を含み得る。このより効率的なことにより、使用エネルギー量を少なくし、かつ運転コストを削減する。これはまた、ユニットを、毎夜または一晩中など異なるときに動作させるようにできる一方、ユニットのスイッチを切ってエネルギーを節約する必要なく、より効率的に動作して、空気を清浄に保ち、かつ汚染物質を除去するレベルを所望のレベルに維持し、および純度レベルに環境の空気を保つ。
【0037】
別の独自の利点は、本発明は、各々独自のフィルタを備える2つの動作システムを使用することにより、それらがHEPA清浄環境を作り上げることができるようにする一方で、そのエネルギーを節約することである。本出願人らの例では、本出願人らは、99.97%のHEPAおよびASHRE8のフィルタを使用した。フィルタは互いに補完し合い、ASHREは、HEPAが長い有効期間を有することができるようにする。低定格のASHREフィルタは、組み合わせて使用されるときにはHEPAフィルタと同程度に機能する。一緒に、それらフィルタは.3ミクロンまでの粒子を捕捉する一方、ASHREは、ほとんどの煙、殺虫剤、ダクト、フェースパウダー、細菌、カビ、鉛ダスト、胞子、ダニ、ペットのふけ、コケ、およびカーペット繊維を捕捉することができる。本発明は、任意の公知のユニットの定格で2〜3回空気を交換できるAEH。それゆえ、99.97%のHEPAと組み合わせると、.3ミクロンに至るまでの全微粒子を捕えることができる。
【0038】
本発明の利点は、システムは、別個のシステムを一緒にまたは別々に、および異なる速度で有効的に使用することによって、軽度、中程度、または高度に汚染された環境において、より良く働くように一体化され得ることである。二重システムは、初期設置を行うとき、または任意の所与の日に起動させるときに、同時に動作し得る。これは、公知の空気濾過器よりも迅速に空気を清浄にする。
【0039】
本発明は、手動および/または電子の制御システムを含む。手動または電子システムは、回転つまみ、オン・オフスイッチからなり、および電気システムはキーパッドを含み得る。手動システムおよび電子システムは、オンおよびオフ、送風器とモータの組み合わせ、および機器内の空気の流れを制御する。モータを制御するためのシステムおよびそれらの運転時または非運転時。これにより、本発明は、所望の環境のための最大空気品質を達成しかつエネルギーを節約するために、ファンまたはモータを系統的に変更でき、かつどのモータが運転しているかを系統的に変更できる。
【0040】
本発明は、モータまたは送風器およびフィルタシステムを別々に使用できるようにし、本発明で使用する電気を削減し、従って、使用者はコストを節約できる。
【0041】
本発明は、別個のフィルタ、風洞、プレナムおよび空気の流れを使用する一方、単一のモータまたはファンを使用して空気の流れを生成する第2の実施形態を有し得る。この機器は、別個のフィルタまたは風洞またはプレナムの方へ空気の流れをそらすシステムを備える単一のファンまたはモータを使用する。この機器は、機器および様々なフィルタおよびフィルタの組み合わせを通る空気の流れを変更する方法を含む。
【0042】
本発明は、ポリマーまたは金属材料またはそれらの組み合わせのいずれかで作製し得る。本発明は、簡単に嵌るように簡潔に設計された複数の隣接部分からなり、空気移動および濾過用の機器を作り上げる。本発明は、複数の構成で使用し得る。
【0043】
開示の発明は、送風器/モータ、風洞/プレナムと特定のフィルタの組み合わせとの一意の組み合わせを使用して、公知の方法に対して換気を増やし、エアディスバースメント(air disbursement)を増やし、および所望の環境における空気の全般的な品質を上げる。本発明は、所望の環境にある空気からの浮遊(air borne)微粒子、揮発性有機化合物(VOC)および大気化学汚染物質(CAC)を削減し、かつこの所望の空間においてこれら汚染物質を削減することによって空気の質を高める。本発明は、クラス10,000のクリーンルームなどのクリーンルーム、クリーンラボ、清浄な作業場、および低汚染物質環境を作り上げるために使用され得る。
【0044】
図1は、空気濾過装置10の側断面図である。装置10は筐体14を含む。一実施形態では、筐体は、上部18、底部22、および後部24を備える四面の筐体とし得る。筐体は、限定されるものではないが、コポリマーまたは金属材料を含む任意の好適な材料から構成し得る。開示の実施形態では、装置10は、第1の風洞(またはプレナム)26および第2の風洞(またはプレナム)30を含む。2つの風洞26、30は、ディバイダー34によって分けられる。第1の風洞26は、第1のファンまたは送風器38を含み、および任意選択的な前置きフィルタ42、および出口フィルタ46を含む。第1の風洞26の側壁54には任意選択的な側面出口フィルタ50(破線で示す)を配置し得る。第1のファンまたは送風器38は、筐体14の底部22および筐体14の下部から空気を引き入れる。送風器38は、矢印62で示すように空気を引き込み、および矢印66で示すように空気を第1の風洞26に通すようにし、および矢印70(および任意選択的に矢印74)によって示すように、空気を、出口フィルタ46(および任意選択的に側面出口フィルタ50)を通して押し出す。第1の風洞26は、筐体14の前側にある。第2の風洞30は筐体14の後ろ側にある。第2の風洞30は、ディバイダー34によって第1の風洞26から仕切られるため、第2の風洞30での別々の空気の流れおよび空気経路を可能にする。第2の風洞30と流体連通しているのは第2のファンまたは送風器78である。この例では、送風器78は、空気を、後部24を通って(矢印94参照)、任意選択的な第2のフィルタ82まで、その後第2の風洞30まで引き込み(矢印98参照)、および第2の出口フィルタ86から出し(矢印102参照)、および任選択的に、任意選択的な第2の側面出口フィルタ90から出す(矢印106参照)。
【0045】
空気濾過装置10は、2つの別個の送風器またはファン38、78、および、2つの別個の空気の流れ(別々の空気の流れのそれぞれに関連付けられたフィルタと共に、一方は第1の風洞26を通り、かつ一方は第2の風洞30を通る)を含むという事実を含め、様々な理由から好都合である。1つの空気濾過装置10に2つの別々の空気の流れを有するこの構成は、公知の空気浄化ユニットと比較して空気濾過装置10によって微粒子および汚染物質をかなり減少させ、より多くの空気を清浄にし、換気を増やし、および全体的な濾過範囲を大きくし、および効率を高めることを可能にする。開示の空気濾過装置10のより良好な結果は、様々な出力の送風器を用いる別々のグレードのフィルタの組み合わせを使用することによるものである。
【0046】
一実施形態では、フィルタ46および50は、約99.97%定格のHEPAフィルタとしてもよく、これは、これらフィルタが、空気から約.3ミクロン超の粒子を除去することを意味する。第1の送風器38は、これらのフィルタを通して空気を動かし、かつ気流において気流速度を維持することができるとみなされ、これにより、空気濾過装置10が配置されている部屋全体の空気を動かし、その後、一般的に筐体の底部22に配置された空気濾過装置10の空気取り入れ口を通って引き戻される。この例では、送風器は、約800〜約1200のCFM定格とし、および送風器設計のものとし得る。使用され得るいくつかの追加的な送風器38は、付属書類1として添付したebmpapst2006カタログページに示す。また、使用され得る追加的な送風器38は、付属書類2として添付したebmpapst2003カタログページに示す。この気流は、送風器38が運転している限り、繰り返し空気を濾過する。他方で、第2の出口フィルタ86、90は、異なるサイズまたは能力の送風器78を備える約85%〜約99.975%のHEPAグレードのものとし得る。使用され得るいくつかの追加的な送風器78は、付属書類1として添付したebmpapst2006カタログページに示す。この例では、フィルタ86、90は、グレードの劣る、約95%のHEPAまたはASHRE定格8のフィルタとし得る。95%のHEPAは、約5.0ミクロン超の微粒子、およびASHREは約10ミクロンの微粒子を除去する。約95%のHEPAまたはASHREの使用は、フィルタを通してより多くの空気を動かすことができかつ生じる背圧が少ないフィルタを生じる。これは、第2の気流として空気濾過器10から出る空気を生じ、この気流は、第1の気流よりも速度が速く、およびより大きな空気の循環経路を生じ、より大きな部屋のさらに遠くに到達することができる。この例では、本出願人らは、86、90において、MERV8〜9定格のASHREフィルタを使用し得る。これらのフィルタはまた、炭素を含浸させ得る。この例では、本出願人らは、上部に第2のフィルタを有しなくてもよいし、または本出願人らは、上部にHEPAフィルタを有してもよい。第2の気流は、ASHREグレードのフィルタを有するにすぎない。
【0047】
図2は、全体的に囲まれた部屋110に配置された空気濾過装置10を示す。第1の気流114は、筐体の底部22から第1の送風器38を通って第1の風洞26まで移動し、および第1の出口フィルタ46から出る。第2の気流118は、筐体の後部24から第2の送風器78を通り、第2の風洞30を通り、および第2のエアフィルタ86から出る。第1の出口フィルタ46は、約99.97%のHEPAフィルタを有し、および第2の出口フィルタ86は、約85〜約95%のより劣るHEPAフィルタを有する。第2のフィルタ86はまた、ASHREフィルタとみなされ得る。第2の出口フィルタ86によって濾過される第2の気流は、より背圧が劣り、および速度が増加し、部屋の被覆範囲を大きくする。第1の出口フィルタ46によってより濾過が行われる結果、第1の気流(矢印114で示す)は、部屋において距離Dに到達し得る。第2の出口フィルタ86によって行われる濾過が少ない結果、第2の気流(矢印118で表す)は、部屋において距離Eに到達し得る。さらに、第1の気流114および第2の気流118の一部が組み合わさると、第3の気流122が形成され、および第1の気流および第2の気流の気流速度の加法的な性質ゆえに、第3の気流122は、部屋において距離Gに到達し得る。Gは、Eよりも大きく、およびEは、Dよりも大きい。第1の気流114は、第1の送風器38が運転されていると、活性化される。第2の気流118は、第2の送風器78が運転されていると、活性化される。第1の気流および第2の気流114、118は、同時に動いても、または独立して動いてもよい。第1の気流114および第2の気流118の一方のみが活性化される場合、一般的に、第3の気流122はない。
【0048】
開示の空気濾過装置の利点は、両気流114、118が一緒に、または別々にもたらされ、および同時にもたらされる場合には、追加的な第3の気流122を生じ得ることである。第1の気流および第2の気流を一緒に動かすことによって、部屋または環境の換気を増やす。空気濾過装置は、約99.97%および約95%の双方のフィルタを通る空気の連続的または周期的な濾過ゆえに、一般的に濾過の有効性を落とさない。開示の空気濾過装置は、別々の気流をもたらしてもよく、第1の気流114が活性化される場合、約99.97%のHEPAが独立して運転し、約.3ミクロン超の全微粒子を除去する。
【0049】
開示の空気濾過装置の別の利点は、第2の気流118は、一般的に、第1の気流114よりも速度が速いことである。第2の気流118は、第1の出口エアフィルタ46(一実施形態では、99.97%のHEPAフィルタ)から出るときに、それと一緒に、第1の気流114からの空気を、部屋または環境のより遠い点に運ぶことができ、それゆえ、室内の全体的な空気の混合および乱流を高め、部屋の空気をより混合させ、これにより、空気を、空気濾過器に戻すように移動させ、フィルタ46、86の双方またはいずれかを通って連続的にまたは周期的に濾過するようにする。
【0050】
開示の空気濾過器のさらに他の利点は、2つの気流114、118が統合されて、別個の第1および第2の送風器38、78を別々にまたは縦列的に使用することにより、軽度、中程度、または高度に汚染された環境においてより良く働くようにし、全体的な濾過を効果的に調整し得ることである。一例では、開示の空気濾過器は、部屋の濾過過程の開始の最中に、別個にまたは組み合わせてのいずれかで2つの送風器38、78を運転することができる。
【0051】
開示の空気ユニットのさらに他の利点は、もっぱら後部または第2の空気浄化気流において動作するその能力であり、このシステムが、HEPAより劣る、おそらくASHRE定格8のフィルタを使用して独立して運転し得、このフィルタは、より長期間または夜間などの時間に動作するように、より小型のモータでかつ所望の速度で運転し得ることである。これは、システム全体を、一定の所望の濾過レベルに維持できるようにし、花粉、アレルゲン、煙および微粒子などの物質を除去する。これは、完全に停止される(off)ことなく、またはより高価な動作HEPAシステムに依存する必要なく、環境をより安定的に、清潔に、および一定の清浄レベルに保つ。
【0052】
図3は、筐体の後部24を全体的に切り取り、およびディバイダー34も全体的に切り取って、装置10の内部をより明白に示す空気濾過装置10の後面図を示す。この図に示すように、第2の送風器78は、筐体14の後部24に取り付けられ得る。
【0053】
図4は、開示の空気濾過装置126の別の実施形態を示す。空気濾過は、上部134、および底部138を備える筐体130を含む。底部138の近くに任意選択的なフィルタ142が配置され得る。この実施形態では、送風器146が1つのみである。2つの風洞、第1の風洞150および第2の風洞154がある。第2の風洞154から第1の風洞150を分けるディバイダー158がある。さらに、送風器からの空気を第1の風洞150、または第2の風洞154のいずれかへまたは双方へ移動させる方法を制御する回転可能な制振器162がある。図示の構成では、制振器162は、送風器からの空気が第1の風洞150を通って第1の出口フィルタ166から出るように移動するように、位置決めされる。この実施形態では、空気制振器162は、第1の部材174と、第1の部材174に全体的に直交する第2の部材178とを含む。第1の部材174は、第1の風洞150を通る空気の流れを妨げないように位置決めされるが、第2の部材178は、全体的に空気が第2の風洞154に入ったり第2の出口フィルタ170から出たりしないように、位置決めされる。使用され得るいくつかの追加的な送風器146を、添付の付属書類1および2に示す。使用され得るいくつかの定格フィルタ、特に約8〜約17の定格効率のフィルタは、付属書類3にリストする。一実施形態では、第1の部材174は、第2の部材178に固定され得る。それゆえ、制振器162が、
図5に示す位置に回転すると、第1の風洞150は閉鎖され、および第2の風洞154は、送風器146から第2の出口フィルタ170を通る空気の流れを有する。さらに別の実施形態では、第1および第2の部材174、178は、互いに対して回転可能とし得るため、制振器162を、
図4、
図5、および
図6に示す向きに配置し得る。
図6は、送風器146からの空気が第1および第2の風洞150、154の双方を通りかつ両組の出口フィルタ166、170から出るように移動できるように、第1および第2の部材の双方が回転されている状態を示す。
【0054】
図7は、開示の空気濾過装置182の別の実施形態を示す。この実施形態では、装置は、上部190、および底部194を備えるハウジング186を含む。底部の近くには、第1の送風器198および第2の送風器202がある。ディバイダー206は、ハウジング186の内部を、第1の風洞210および第2の風洞214に分ける。任意選択的な第1のフィルタ218および第2のフィルタ222は、第1および第2の送風器198、202(それぞれ)と筐体の底部194との間に配置され得る。他の実施形態では、第1の前置きフィルタ218および第2の前置きフィルタ222を組み合わせて、第1および第2の送風器198、202の双方に入る空気を濾過する1つの大型の前置きフィルタにしてもよい。筐体の上部190の近くには、第1の出口フィルタ226および第2の出口フィルタ230がある。第1の出口フィルタ226は、約99.97%のHEPAフィルタとし、および第2の出口フィルタ230は、約85%〜約95%のHEPAフィルタとし得る。
図1に示す実施形態と同様に、
図2に示す気流を形成するために、送風器198、202は同時に動作してもよいし、または一方または他方が交互に動作してもよい。使用され得るいくつかの追加的な送風器146は、添付の付属書類1および2に示す。使用し得るいくつかの定格フィルタ、特に約8〜約17の定格効率のフィルタは、付属書類3にリストする。
【0055】
図8は、開示の空気濾過装置240の別の実施形態の分解図を示す。筐体はパネル244を含み、このパネルは、第1の側部248、および第2の側部252を含む。ベース284および車輪286。第1の送風器256を、第2の送風器/インペラ260のように示す。モータブラケット264、リング268、および第2のモータマウント272がある。第1のフィルタホルダー276、および少なくとも1つの第1のフィルタ280がある。底部近くにベースプレート284を示す。第1のモータマウント258は、第1の送風器256用に示す。プレナム288およびエアデフレクタ290も示す。エアフィン293を備える上部グリル292、フィルタ304、およびフィルタ保持箱308、リヤカバーパネル312、および後部フィルタドア316も示す。
【0056】
図9は、空気濾過装置240の断面図である。この断面図、
図9は、一般的に、完全に組み立てられた
図8の構成要素を有する。完全に組み立てられると、第1の風洞および第2の風洞が形成される。第1の送風器256および第2の送風器260は、これらの図面に示されている。第1の送風器256は、矢印310で示すように、空気を周囲環境から引き込み、および第1のフィルタ280を通して空気310を引き込み、その後、空気は送風器256を通って移動し、および矢印312によって示すように風洞に放出されてから、矢印314で示すようにユニットの上部から出る。第2の送風器260は、矢印320で示すように、周囲環境から空気を引き込み、第2のフィルタ308を通って、第2の送風器260を通って、および第2の風洞322に放出し、かつ矢印324で示すように上部を通って出す。点線で示すエアデフレクタ290は、送風器260を露出させるように示されていて、上部格子292を通すように空気を上方に方向付ける。この例では、フィルタ280は、99.97定格のHEPAを含み、およびASHREフィルタ308は、MERV定格が8である。
【0057】
開示の空気濾過器のさらに他の利点は、2つの気流312および322、および2つの別個のシステムが、1時間当たりの換気(AEH)のために2つの別個の風洞を形成する本発明の能力である。両空気システムがフル稼働で運転しているとき、空気浄化ユニットは、公知のユニットが1時間当たり5〜10回空気を交換できるときに、1時間当たり20〜30回空気を交換できる。これにより、清浄時間が短縮され、より効果的な濾過をもたらし、および1時間当たりにより多くの空気を清浄にする能力をもたらし、遥かに清浄かつ安定的な環境を生じる。
【0058】
一実施形態では、
図9の装置は、以下の仕様を有し得る。しかしながら、当業者は、これは一例にすぎず、本開示の範囲には他の仕様が含まれることを認識する。それゆえ、
図9の機器は、フィルタが適所にある、CFM定格が600CFMの送風器モータ256と、フィルタが適所にある、CFM定格が400CFMのインペラモータ260とを含む。この例では、公知の空気浄化ユニットの定格は500CFMであり、フィルタが適所にあると仮定する。20フィート×20フィート×高さ8フィートの大きさの部屋を使用すると、部屋は3,200立法フィートとなる。公知のユニットは、1時間当たり換気(AEH)9回で空気の交換を行うことができる。送風器およびインペラフィルタシステムの双方が同時に運転している本発明は、1100CFMを生成する。本発明は、20AEHで空気を交換する。これは、今日市場にある現在公知の全てのユニットを上回り、2倍効果的かつ経済的である。
【0059】
本発明は、環境空気濾過および浄化機器になされた改良に関する。本発明は、モータとファンの一意の組み合わせを、特定の空気の流れの技術および複数のフィルタと一緒に使用して、環境内の空気をより効果的に清浄にする。
【0060】
本発明の一実施形態は、携帯可能かつ環境内に配置される空気浄化ユニットである。本発明は、環境内に、例えば屋根の上のHVACシステムまたはユニットなど環境全体の外側に配置されるユニットで、または濾過されるべき環境と一緒の場所で使用され得る。この一緒に配置されるユニットを使用して、濾過済み空気を環境に導入して清浄な空気にするだけでなく、環境内の正圧を高め、それら双方とも、環境から空気を引き入れてから空気を濾過し、および清浄な空気をこの同じ環境に戻し、それにより、空気を一貫して清浄にしかつ再調整し得る。
【0061】
本発明は、いくつかの別々の空気の流れ、気流速度および換気をもたらすための、機器におけるフィルタおよび少なくとも2つの風洞の組み合わせとし得る。
【0062】
本発明の一例は、環境内に別々の空気の流れを生成するモータおよびフィルタの組み合わせを有するためのものである。この例では、機器は、自蔵式の空気浄化ユニット、例えばボックスとし得る。そこには、モータ、99.97%のHEPAフィルタ、および独自の風洞またはプレナムを内側に有する第1の空気システムがある。そこには、一緒に、独自のモータ、独自のフィルタおよび風洞またはプレナムを有する第2の空気システムがある。この例では、第2のシステムは、約99.99%未満の定格の、MERV定格が約8のASHREフィルタに至るまでの、HEPAフィルタを有する。
【0063】
本発明は、より良好なおよびより効果的な気流を生成することによって遥かに効果的であり、かつより迅速におよびより効果的に空気を循環でき、環境の換気および全体的な濾過を高める。
【0064】
開示の発明は、99.97%のHEPAおよび95%のHEPAフィルタを使用し得る。95%のHEPAフィルタの使用は、99.97%のHEPAフィルタが使用されたときにのみ達成される質を低下させない。室内の空気は、両システムを通って循環するため、空気浄化過程の最中に、そのうち、99.97%のHEPAを通過する。
【0065】
本発明は、直接的な、半手動、手動、または電子の制御システムを含み得る。制御システムは回転つまみからなり、かつキーパッドを含み得る。制御システムは、1つ以上の送風器が同時に動作中であるかどうか、制振器をどのように方向付けるか、どのくらいの時間1つまたは複数の送風器を動作させるか、およびどのくらいの時間第1の気流または第2の気流を生成するかを制御する。一使用例では、99.97%のHEPAフィルタによる第1の気流が生成される。95%のHEPAフィルタによる第2の気流も生成される。両気流が部屋を濾過する。第2の気流は、第1の気流よりも速度が速いため、第2の気流は、室内のより遠い点まで到達し、かつ第1の気流の空気を運ぶ。
【0066】
本発明の使用方法の第2の例は、第1の気流のみが生成されるときである。この時間の最中に、濾過される全ての空気が99.97%のHEPAフィルタを通して濾過されるため、全ての空気は、0.3ミクロンに至るまでの微粒子が除去される。
【0067】
本発明の使用方法の第3の例は、95%のHEPAフィルタを使用する、第2の気流のみが生成されるときである。この気流は、より気流速度が速く、第1の気流が生成されるときよりもかなり留まるが、依然として清浄な空気環境を維持する。
【0068】
本発明の利点は、気流が統合されて、各気流を一緒にまたは別々に、異なる速度で、異なる有効性で使用することによって、軽度、中程度、または高度に汚染された環境においてより良好に働き、かつ各気流が、様々な時間間隔で生成され得ることである。
【0069】
本発明は、様々なまたは異なるサイズおよび出力定格のモータまたは送風器を使用し、使用されるフィルタおよび全体的に所望される濾過レベルにより良好に適合させ、効率およびエネルギー節約を良好にすることができる。
【0070】
本発明は、モータまたは送風器およびフィルタシステムを別々に使用できるようにし、それにより、本発明によって使用される電気を削減し、従って、使用者はコストを削減する。
【0071】
本発明は、別個のフィルタ、風洞、プレナムおよび空気の流れを使用する一方、単一のモータまたはファンを使用して空気の流れを生成する第2の実施形態を有し得る。この機器は、別々のフィルタまたは風洞またはプレナムの方へ空気の流れをそらすシステムを備える、単一のファンまたはモータを使用し得る。機器は、機器および様々なフィルタおよびフィルタの組み合わせを通る空気の流れを変更する方法を含み得る。
【0072】
本発明は、環境および/またはラボまたは部屋の空気全体を濾過する改良に関する。本発明は、空気の流れ、空気の速度、ならびに空気濾過および浄化の改良機器を改良する。
【0073】
本発明は、ポリマーまたは金属材料またはそれらの組み合わせのいずれかで作製し得る、特別に設計された装置からなる。本発明は、簡単にかつ正しく嵌るように簡潔に設計された複数の隣接部分からなり、空気移動および濾過用の機器を作り上げる。本発明は、複数の構成で使用し得る。
【0074】
本発明は、フィルタなどとして、HEPAグレードのフィルタおよびグレードの劣るフィルタを含む。様々なタイプのフィルタグレードを配置することによって、機器は、別個の空気経路および換気を生成でき、所望のラボ、部屋、家または建物の環境を濾過する改良手段をもたらす。
【0075】
本発明は、より小型でより効果的な機器を使用して、より濾過能力を高くする。機器は、現行の機器よりも、同じ時間で遥かに大きな環境の空気を濾過し得る。
【0076】
本発明は、同時に動作する二重空気濾過システムを有することによって、1時間当たりの換気を大幅に増やす唯一の能力を有する。本発明は、環境における換気を、公知の空気浄化システムの2倍以上に増やすことができる。
【0077】
本発明は、空気濾過システムを、1時間当たりの換気回数において公知のユニットより性能が優れるようにできる。比較すると、公知のシステムは、1時間当たり5〜10回の範囲で、1時間当たり空気を交換し、本出願人らの発明は、同じ大きさの空間に対して1時間当たり10〜20回の割合で、1時間当たり換気できる。
【0078】
本発明の他の利点は以下を含み得る:本発明は、特定の環境内の空気の処理、濾過、および浄化を改善し得る;現在の公知の機器よりも、1時間当たりより多くの回数空気を交換できる;公知の機器と少なくとも同程度効果的であるが、公知の機器と比較してエネルギーを節約する。
【0079】
用語「第1」、「第2」、および「第3」などは、同様および/または類似の機能を果たす要素を修正するために使用し得ることを留意されたい。これらの修飾語は、具体的に述べられていない限り、修正された要素の空間的、順次的、または階層的な順序を暗示しない。
【0080】
いくつかの実施形態を参照して本開示を説明したが、当業者は、本開示の範囲から逸脱せずに、様々な変更をなし得ること、およびその要素を等価物で代用し得ることを理解されたい。さらに、本開示の本質的な範囲から逸脱せずに、本開示の教義の特定の状況または材料に適合するために多くの修正がなされ得る。それゆえ、本開示は、本開示を実施するために考えられた最良の態様として開示された特定の実施形態に限定されず、本開示は、添付の特許請求の範囲にある全ての実施形態を含むものとする。
〔付属書類1〕