特開 2024-133032 複数のフィルタ要素を備えるフィルタカートリッジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024133032

(43)【公開日】2024-10-01

(54)【発明の名称】複数のフィルタ要素を備えるフィルタカートリッジ

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/58 20220101AFI20240920BHJP

   B01D 46/52 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

B01D46/58

B01D46/52 A

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024041330

(22)【出願日】2024-03-15

(31)【優先権主張番号】23162230

(32)【優先日】2023-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】501479868

【氏名又は名称】カール・フロイデンベルク・カーゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｃａｒｌ Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ ＫＧ

【住所又は居所原語表記】Ｈｏｅｈｎｅｒｗｅｇ ２－４， Ｄ－６９４６９ Ｗｅｉｎｈｅｉｍ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】トールステン シュミット

(72)【発明者】

【氏名】ザッシャ シューマッハー

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン クルック

【テーマコード（参考）】

4D058

【Ｆターム（参考）】

4D058JA03

4D058JA10

4D058KA01

4D058KB02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】フィルタカートリッジの所要の構成スペースを変更するかまたはフィルタカートリッジの効率を悪化させることなく、改善された濾過性能を有するフィルタカートリッジを提供する。
【解決手段】空気流（Ｌ）を清浄化するためのフィルタカートリッジ（１０）であって、基礎（２）と、該基礎（２）に対して離間させられて配置されたカバー（３）と、前記基礎（２）と前記カバー（３）との間に位置する濾材（７）とを備える、フィルタカートリッジ（１０）において、基礎（２）とカバー（３）との間に複数のフィルタ要素（１）が配置されており、各々のフィルタ要素（１）は管状の濾材（７）によって形成され、前記カバー（３）は複数の開口（４）を備えることを特徴とする、フィルタカートリッジ（１０）とする。
【選択図】図１ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気流（Ｌ）を清浄化するためのフィルタカートリッジ（１０）であって、基礎（２）と、該基礎（２）に対して離間させられて配置されたカバー（３）と、前記基礎（２）と前記カバー（３）との間に位置する濾材（７）とを備える、フィルタカートリッジ（１０）において、
基礎（２）とカバー（３）との間に複数のフィルタ要素（１）が配置されており、各々のフィルタ要素（１）は管状の濾材（７）によって形成され、前記カバー（３）は複数の開口（４）を備えることを特徴とする、フィルタカートリッジ（１０）。

【請求項2】

前記フィルタカートリッジ（１０）は少なくとも３つのフィルタ要素（１）を有することを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項3】

全てのフィルタ要素（１）は、互いに等しい横断面を有することを特徴とする、請求項１または２記載のフィルタカートリッジ。

【請求項4】

フィルタ要素（１）は円筒形の管として形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ。

【請求項5】

フィルタ要素（１）は円錐形の管として形成されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ。

【請求項6】

基礎（２）とカバー（３）とは、平面図で見て、円形に形成されていることを特徴とする、請求項４または５記載のフィルタカートリッジ。

【請求項7】

前記フィルタ要素（１）は、前記フィルタカートリッジ（１０）を通る中心軸線（５）に対して対称的に配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ。

【請求項8】

前記フィルタ要素（１）の前記濾材（７）の外面は、互いに離間させられて配置されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ。

【請求項9】

前記濾材（７）はひだ付けされていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ。

【請求項10】

請求項１から９までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ（１０）を備える室内空気清浄機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数のフィルタ要素を備えるフィルタカートリッジおよびこのようなフィルタカートリッジを備える室内空気清浄機に関する。フィルタカートリッジは、空気流を清浄化するために用いられ、基礎と、基礎に対して離間させられて配置されたカバーと、基礎とカバーとの間に位置する濾材とを有する。本発明は、また、フィルタカートリッジを備える室内空気清浄機にも関する。

【0002】

背景技術
多数の技術分野において、例えば流入空気または流出空気を清浄化すると共にブロワ、ベンチレータ、ターボ機械またはこれに類するものに粒子が到達することを阻止するために、フィルタカートリッジが使用される。この場合、フィルタカートリッジは、清浄化すべき空気によって通流される。フィルタカートリッジは、塵埃除去フィルタとして使用されることが多い。フィルタカートリッジは、例えば米国特許第１１３６９９０７号明細書に記載されている。複数のフィルタカートリッジのアセンブリは、例えば米国特許第８５８０００４号明細書から明らかである。フィルタカートリッジは、室内空気を改善するために使用者によって家庭、職場およびパブリックスペースに設置される室空気清浄機にも使用される。

【0003】

このようなフィルタカートリッジの濾過性能は、有効濾過面積によって制限されている。

【0004】

濾過性能を高めることが求められる場合、先行技術によれば、互いに平行に配置された複数のフィルタカートリッジが使用される。フィルタカートリッジをその都度個々にフィルタアセンブリ内に挿入しなければならず、使用サイクルの終了時には個々に交換しなければならないことが欠点を成している。使用者の手間は少なくなく、その都度、汚れたカートリッジに触れることが伴ってしまう。

【0005】

課題
本発明の課題は、フィルタカートリッジの所要の構成スペースを変更するかまたはフィルタカートリッジの効率を悪化させることなく、改善された濾過性能を有するフィルタカートリッジを提供することである。

【0006】

技術的解決
この課題は、以下に記載された特許請求されているフィルタカートリッジによって解決される。

【0007】

本発明によれば、１つのフィルタカートリッジが複数のフィルタ要素を備えると有利であると認められた。

【0008】

フィルタカートリッジは、空気流を清浄化するために用いられ、閉じられた基礎と、開口を備えるカバーと、カバーと基礎との間に配置された、特にひだ付けされた少なくとも１つのフィルタ要素とを有する。フィルタ要素は、フィルタカートリッジの内室を取り囲んでいる。清浄化すべき空気は、フィルタカートリッジの外側から濾材を通って内室に流入することができ、その際に清浄化される。

【0009】

本発明によれば、基礎とカバーとの間に複数（ｎ＝２、３、４、・・・）のフィルタ要素が配置されており、各々のフィルタ要素は管状の濾材によって形成され、各々のフィルタ要素の濾材は、それぞれ１つの内室を取り囲んでいる。カバーは同じ複数（ｎ＝２、３、４、・・・）の開口を備えており、各々のフィルタ要素に１つの開口が割り当てられて、各々のフィルタ要素の流出領域を形成している。フィルタカートリッジ内に複数のフィルタ要素を備えることによって、フィルタカートリッジの有効濾過面積を増大させ、ひいては濾過性能を向上させることができる。さらには、同時に、フィルタカートリッジのより迅速な交換が可能となる。

【0010】

フィルタカートリッジの改良形態では、フィルタカートリッジは少なくとも３つのフィルタ要素（ｎ＝３、４、・・・）を有する。通常、単に２つのフィルタ要素よりも、３つ以上のフィルタ要素の方が、提供されているフィルタカートリッジで構成スペースをより有効に利用することができる。

【0011】

製造技術的に特に好都合な実施形態では、フィルタカートリッジの全てのフィルタ要素が、互いに等しい横断面を有する。製造プロセスおよび組付けプロセスを簡単にすることができ、種々異なるフィルタ要素を提供する必要はない。

【0012】

フィルタカートリッジの有利な構成では、全てのフィルタ要素またはフィルタ要素のうちの少なくとも幾つかのフィルタ要素が、円筒形の管として形成されている。円筒形の管は、ひだ付けされた濾材の両方の端部折り目を溶着または接着することによって、製造技術的に特に簡単に実現することができる。代替的に、管セグメント、すなわち、平面図で見て円セグメント、例えば三分円または半円の形状を有する管も可能である。三分円の場合には、好ましくは同一の３つのフィルタ要素が、半円の場合には、好ましくは同一の２つのフィルタ要素が設けられていてよい。なぜならば、この場合、空間が最適に利用されるからである。

【0013】

フィルタカートリッジの別の有利な構成では、全てのフィルタ要素またはフィルタ要素のうちの少なくとも幾つかのフィルタ要素が、円錐形の管として形成されている。これらの円錐形の管は、一方の端部により小さい直径を有し、他方の端部により大きい直径を有しており、すなわち円錐台形である。これらの円錐形の管を、場合によっては円筒形の管と組み合わせることもできる。それぞれ向きの異なる複数の円錐形の管を互いに組み合わせると特に有利である。これは、円錐形の管の小さい方の直径が、フィルタカートリッジの基礎の領域またはカバーの領域のいずれかに位置していてよいことを意味する。この組み合わせによって、最適な空間利用を達成することができる。

【0014】

このフィルタカートリッジの改良形態では、基礎とカバーとは、平面図で見て、円形に形成されている。フィルタカートリッジの基礎とカバーとの間に形成される空間内に円筒形の管および／または円錐形の管の形態のフィルタ要素を、この空間が特に良好に利用されるように配置することができる。カバーおよび基礎の両方の円形ディスクが、互いに等しい直径を有する場合、両方の円形ディスクによって、内部にフィルタ要素が位置する円筒形の空間が形成される。

【0015】

フィルタ要素が、フィルタカートリッジを通る中心軸線に対して対称的に配置されているフィルタカートリッジの場合に、特に良好な空間利用が達成される。このためには、フィルタ要素は、例えば中心軸線を中心とする円上に配置されていてよい。また、中心軸線を中心とするこの円自体の中心に、さらに１つの中央のフィルタ要素が配置されていてもよい。これによって、提供される濾過面積をさらに増大させることができる。

【0016】

特に有利なひいては好ましい改良形態では、複数のフィルタ要素の濾材の外面は、互いに離間させられて配置されている。「離間させられて」とは、この場合、少なくとも２ｍｍ、またはフィルタ要素の直径もしくは横断面積の少なくとも２パーセントの間隔を意味する。このような配置は、各々のフィルタ要素にあらゆる側から流入が可能であるという利点、すなわち、濾材の外面が完全に流入を被ることができ、濾過のために利用可能であるという利点を有する。フィルタ要素が円筒形の管として形成されている場合、フィルタ要素に角度３６０°の周面で流入が可能である。

【0017】

フィルタカートリッジの濾材は、ひだ付けされていて、すなわち、ジグザグの折り目を備えていてよい。これによって、有効濾過面積をさらに増大させることができる。

【0018】

特に有利な改良形態では、フィルタカートリッジのカバーは複数のベンチュリノズルを有し、これらのベンチュリノズルは、ひだ付けされたフィルタ要素内に係合している。この場合、「係合している」とは、ベンチュリノズルがフィルタ要素の内室に挿入されるということではなく、むしろ、ベンチュリノズルとフィルタ要素とが互いに移行し合っていることを意味する。この有利な構成によって、切欠きの領域で空気流によって通流可能なカバーを、その都度可能な限り大きく形成することができる。具体的には、通流可能な面積が可能な限り大きく形成される。空気流のこの有利な流れ案内によって、存在する狭窄箇所に起因する圧力損失を低減することができる。より少ない圧力損失に伴い、フィルタカートリッジのエネルギ効率が高まる。換言すれば、フィルタカートリッジのより高いエネルギ効率によって、エネルギを節約することができる。このような構成は、欧州特許第３６８０００３号明細書に図示され、詳細に説明されている。

【0019】

本発明に係るフィルタカートリッジの代替的な構成では、フィルタ要素が直円錐台または斜円錐台の形状にされており、フィルタカートリッジの長手方向軸線に対して垂直な断面において、楕円形、実質的に円形または真円形の底面を有する。

【0020】

上述したフィルタカートリッジの改良形態では、フィルタ要素が、封止材料、例えばポリウレタンＰＵＲによってカバーおよび／または基礎に対して密封されて、カバーおよび／または基礎に不動に結合されていてよい。

【0021】

本発明は、また、上述したようなフィルタカートリッジを備える室内空気清浄機にも関する。

【0022】

記載した本発明および記載した本発明の有利な改良形態は、技術的に有意義である限り、互いに組み合わされても、本発明の有利な改良形態である。

【0023】

本発明の有利な構成の更なる利点ならびに構造的および機能的な観点に関しては、従属請求項ならびに添付の図面を参照しながらの実施例の説明を参照されたい。

【0024】

実施例
本発明を添付の図面に基づきさらに詳しく説明する。図中、互いに対応する要素および構成部材には、同じ符号が付してある。図面をより見やすくするために、縮尺通りの図示は行っていない。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1a】フィルタカートリッジの第１の実施形態を概略的に示す図である。

【図1b】フィルタカートリッジの第１の実施形態の概略的な断面図である。

【図2a】フィルタカートリッジの代替的な実施形態の簡単な概略的な断面図である。

【図2b】フィルタカートリッジの代替的な実施形態の簡単な概略的な断面図である。

【図2c】フィルタカートリッジの代替的な実施形態の簡単な概略的な断面図である。

【図2d】フィルタカートリッジの更なる代替的な実施形態を概略的に示す図である。

【図3a】フィルタカートリッジの更なる実施形態を概略的に示す図である。

【図3b】フィルタカートリッジの更なる実施形態をカバーなしで概略的に示す図である。

【図4a】フィルタカートリッジの更なる実施形態を概略的に示す図である。

【図4b】フィルタカートリッジの更なる実施形態をカバーなしで概略的に示す図である。

【図5】先行技術によるフィルタカートリッジを概略的に示す図である。

【0026】

図５は、先行技術によるフィルタカートリッジ１０を示す。基礎２と、中央の切欠き４を有するカバー３との間に、ひだ付けされた唯一のフィルタ要素１が配置されており、フィルタ要素１は、フィルタカートリッジ１０の内室６（図示せず）を取り囲んでいる。図示された実施例では、フィルタカートリッジ１０は円筒形の形状を有し、唯一のフィルタ要素１も同様に円筒形の形状にされている。図５は、フィルタカートリッジ１０の鉛直の長手方向軸線を通る断面図を示しているので、フィルタ要素１の折り目８も、折曲げ部分、すなわち、それぞれ２つの折曲げ縁部の間に位置する面も認めることができる。

【0027】

図１ａおよび図１ｂは、フィルタカートリッジの第１の実施形態を示す図および断面図である。

【0028】

フィルタカートリッジ１０は、基礎２とカバー３とを有する。基礎２とカバー３とは、図示の実施例では真円の形状、すなわち円形ディスクの形態を有する。基礎２とカバー３との間に、円筒形の６つのフィルタ要素１が配置されている。各々のフィルタ要素１は、ひだ付けされた、すなわち折り目８を備えた濾材７によって形成されている。中央に、第１のフィルタ要素１が配置されている。この第１のフィルタ要素１の濾材７は、フィルタカートリッジ１０の中心軸線を取り囲んでいる。このフィルタ要素１を取り囲むように、５つの更なるフィルタ要素１が位置している。これらの更なるフィルタ要素１は、フィルタカートリッジ１０を通る中心軸線５（図１ａおよび図１ｂには図示せず）に対して対称的に配置されている。

【0029】

カバー３に複数の開口４が加工されており、それぞれ１つの開口４がそれぞれ１つのフィルタ要素１に割り当てられている。清浄化すべき空気Ｌは濾材７を通流し、その際に清浄化されて、フィルタ要素１の内室に到達し、カバー３に設けられた開口４を通って再び流出することができる。

【0030】

フィルタカートリッジ１０内の複数のフィルタ要素１の配置を明瞭にするために、フィルタ要素１を断面図（水平方向の断面図）で図１ｂに示す。

【0031】

図２ａ～図２ｃは、フィルタカートリッジ１０の代替的な実施形態を簡単な同様の断面図で示す。

【0032】

図２ａに示すフィルタカートリッジ１０では、５つのフィルタ要素１が、中央のフィルタ要素１を取り囲むように対称的に配置されている。中央のフィルタ要素１は、他のフィルタ要素に比べて大きな直径を有する。

【0033】

図２ｂに示すフィルタカートリッジ１０では、３つのフィルタ要素１が、中心軸線５を取り囲むように対称的に配置されている。フィルタ要素１の濾材７の外面は、互いに離間させられて配置されている。したがって、各々のフィルタ要素１にあらゆる側から空気Ｌの流入が可能となる。

【0034】

図２ｃに示すフィルタカートリッジ１０では、正方形の横断面を有する４つのフィルタ要素１が、中心軸線５を中心として２行および２列に配置されている。基礎２もカバー３も（図示せず）同様に正方形の形状を有し、すなわち、正方形のプレートとして形成されている。

【0035】

図２ｄは、フィルタカートリッジ１０の更なる代替的な実施形態を示す図である。フィルタカートリッジ１０は、基礎２とカバー３とを有する。基礎２とカバー３とは、図示の実施例では真円の形状、すなわち円形ディスクの形態を有する。基礎２とカバー３との間に、例えば円錐形の６つのフィルタ要素１が配置されている。各々のフィルタ要素１は、ひだ付けされた、すなわち折り目を備えた濾材７によって形成されている。中央に、第１のフィルタ要素１が配置されている。この第１のフィルタ要素１は、小さい方の直径をカバー３の領域に有する。この第１のフィルタ要素１の濾材７は、フィルタカートリッジ１０の中心軸線を取り囲んでいる。このフィルタ要素１を取り囲むように、例えば５つの更なるフィルタ要素１が位置している。これらの更なるフィルタ要素１は、フィルタカートリッジ１０を通る中心軸線５（図２ｄには図示せず）に対して対称的に配置されており、反対の向きを有する。すなわち、更なるフィルタ要素１の小さい方の直径が、基礎２の高さに位置する。

【0036】

カバー３に複数の開口４が加工されており、それぞれ１つの開口４がそれぞれ１つのフィルタ要素１に割り当てられている。清浄化すべき空気Ｌは濾材７を通流し、その際に清浄化されて、フィルタ要素１の内室に到達し、カバー３に設けられた開口４を通って再び流出することができる。

【0037】

図３ａは、３つのフィルタ要素１を備えるフィルタカートリッジ１０の更なる実施形態を示す図であり、図３ｂは、３つのフィルタ要素１を備えるフィルタカートリッジ１０の更なる実施形態をカバー３を省いて示す図である。フィルタ要素１は、平面図で見て、ほぼ円セグメントの形状を有する。

【0038】

図４ａは、２つのフィルタ要素１を備えるフィルタカートリッジ１０の更なる実施形態を示す図であり、図４ｂは、２つのフィルタ要素１を備えるフィルタカートリッジ１０の更なる実施形態をカバー３を省いて示す図である。フィルタ要素１は、平面図で見て、ほぼ半円の形状を有する。

【符号の説明】

【0039】

１ フィルタ要素
２ 基礎
３ カバー
４ 開口（切欠き）
５ 中心軸線
６ 内室
７ 濾材
８ フィルタ要素の折り目
９ －
１０ フィルタカートリッジ
Ｌ 空気流

【図1a】

【図1b】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気流（Ｌ）を清浄化するためのフィルタカートリッジ（１０）であって、基礎（２）と、該基礎（２）に対して離間させられて配置されたカバー（３）と、前記基礎（２）と前記カバー（３）との間に位置する濾材（７）とを備える、フィルタカートリッジ（１０）において、
基礎（２）とカバー（３）との間に複数のフィルタ要素（１）が配置されており、各々のフィルタ要素（１）は管状の濾材（７）によって形成され、前記カバー（３）は複数の開口（４）を備えることを特徴とする、フィルタカートリッジ（１０）。

【請求項2】

前記フィルタカートリッジ（１０）は少なくとも３つのフィルタ要素（１）を有することを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項3】

全てのフィルタ要素（１）は、互いに等しい横断面を有することを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項4】

フィルタ要素（１）は円筒形の管として形成されていることを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項5】

フィルタ要素（１）は円錐形の管として形成されていることを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項6】

基礎（２）とカバー（３）とは、平面図で見て、円形に形成されていることを特徴とする、請求項４記載のフィルタカートリッジ。

【請求項7】

前記フィルタ要素（１）は、前記フィルタカートリッジ（１０）を通る中心軸線（５）に対して対称的に配置されていることを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項8】

前記フィルタ要素（１）の前記濾材（７）の外面は、互いに離間させられて配置されていることを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項9】

前記濾材（７）はひだ付けされていることを特徴とする、請求項１記載のフィルタカートリッジ。

【請求項10】

請求項１から９までのいずれか１項記載のフィルタカートリッジ（１０）を備える室内空気清浄機。

【外国語明細書】