JP-7855234-B2 - 空気調和及び濾過用システム

JP7855234B2JP 7855234 B2JP7855234 B2JP 7855234B2JP-7855234-B2

Inventors

ノウルズ、グレゴリーブライアン

Assignees

ワークエアーテクノロジーズプロプライエトリーリミテッド

Dates

Publication Date: 20260508
Application Date: 20201130
Priority Date: 20191130

Claims (15)

空気調和及び濾過用システムであって、外部環境から吸気された空気を初期濾過するための前処理システムと、前記前処理システムによって濾過された空気を陽圧に加圧する加圧手段と、各循環手段が前記前処理システム及び前記加圧手段を通した前記外部環境からの空気、並びに少なくとも１つの密閉領域からの空気を吸気し、それらを結合して１つの空気流にするように動作可能である少なくとも１つの循環手段と、空気処理セットの各要素が濾過手段及び空気調和手段を備える、空気処理セットとを備え、前記空気流は、結合後少なくとも１つの密閉領域のうちの少なくとも１つに搬送される前に前記空気処理セットに誘導される、空気調和及び濾過用システム。
陽圧に加圧された空気が前記少なくとも１つの循環手段に到達する前に前記陽圧に加圧された空気を濾過するように動作可能な少なくとも１つの追加濾過手段をさらに備えた、請求項１に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記少なくとも１つの追加濾過手段が１つ又は複数の濾過カートリッジを含み、各濾過カートリッジが特定の汚染物質を濾過して除去するように動作可能である、請求項２に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記濾過カートリッジが、以下の汚染物質、すなわち、二酸化硫黄、アンモニア、メタン、ディーゼル微粒子のうちの１つを濾過して除去するように動作可能である、請求項３に記載の空気調和及び濾過用システム。
各濾過カートリッジが、第３のチャンバ内に取り外し可能に設置される、請求項３又は４に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記少なくとも１つの追加濾過手段が少なくとも１つの下流フィルタを含み、各下流フィルタが、前記陽圧に加圧された空気が１つ又は複数の濾過カートリッジによって濾過された後、前記陽圧に加圧された空気をさらに濾過するように動作可能である、請求項３から５までのいずれか一項に記載の空気調和及び濾過用システム。
各下流フィルタが、高性能フィルタ、活性炭フィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、粗いライナ・フィルタのいずれかである、請求項６に記載の空気調和及び濾過用システム。
各下流フィルタがドラム・フィルタである、請求項６又は７に記載の空気調和及び濾過用システム。
濾過手段及び空気調和手段の前記セットにおける前記濾過手段が、ドラム・フィルタを含む、請求項１から８までの項に記載の空気調和及び濾過用システム。
ドラム・フィルタの取り外しを容易にする少なくとも１つの梃子手段をさらに組み込む、請求項８又は９に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記梃子手段が梃子スロットである、請求項１０に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記前処理システムが、少なくとも１つのサイクロン式粒子分離機を含む、請求項１から１１までの項に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記加圧手段が加圧ファンのみ又は加圧ファンとフィルタを組み合わせた一体のアイテムのいずれかである、請求項１から１２までの項に記載の空気調和及び濾過用システム。
前記循環手段が少なくとも１つの循環ファンを含む、請求項１から１３までの項に記載の空気調和及び濾過用システム。
濾過手段及び空気調和手段の前記セットが、積み重ね可能なハウジングに収容されており、積み重ねられたとき、積み重ね可能ユニットが、共通の空気導管を介してヘッド・ハウジングと流体連通しており、前記ヘッド・ハウジングが、少なくとも前記前処理システム及び前記加圧手段を収容するように動作可能である、請求項１から１４までの項に記載の空気調和及び濾過用システム。

Description

本発明は、少なくとも１つの密閉領域のための空気調和及び濾過用システムに関するものである。本発明は、詳細には、密閉領域が建設機械及び鉱山機械などの重機車両のキャビンである状況での使用に適しており、これらの重機車両は、通常の運転環境の一部としてアスベスト繊維又はその他の空中浮遊汚染物質にさらされている。以下の本発明の背景技術についての考察は、本発明への理解を容易にすることを意図している。しかしながら、この考察は、参照した資料のいずれかが本出願の優先日においていずれかの法域で公開されていたこと、知られていたこと、又は一般的な知識の一部であったことを確認する、又は認めるものではないことを理解されたい。多くの移動機器で見られるものなどの空気調和／暖房システムは、真空を作り出して蒸発器／加熱器のコアを通して空気を吸気することに基づいている。しかしながら、この真空を作り出すことは、本来、塵などの空中浮遊汚染物質の侵入につながる。この現象が起きるのを最小限に抑えるため、そのようなシステムはまた、広範な封止構造を使用する。これらの封止構造は、十分なメンテナンスを行うのが困難であることが判明している。この問題の部分的な解決策として、濾過システムを導入して、システムに侵入してしまった汚染物質をより分けて捕捉することが行われてきた。先行の濾過システムの使用に伴うさらなる課題は、空中浮遊汚染物質が外部環境から吸気された空気を介してのみシステムに侵入するという前提で動作していることである。そのため、外部吸気口に濾過を集中させ、システム全体を顧みていない。また、外部吸気口に濾過を集中させることによって、外部吸気口に使用したフィルタが目詰まりしやすくなる。このことは、ほぼ絶え間なく動作する移動機器に使用された場合、フィルタがすぐに目詰まりし、フィルタ交換をしやすくするために移動機器の動作停止時間が長くなることを意味する。したがって本発明の目的は、上記の問題のうちの１つ又は複数を克服する、又は少なくとも部分的に改善するシステムを提供することである。本発明の第１の実施例による空気調和及び濾過用システムの背面外観図である。図１に示す空気調和及び濾過用システムの正面外観図である。図１に示す空気調和及び濾過用システムの側面外観図である。図１に示す空気調和及び濾過用システムの背面断面図である。図１に示す空気調和及び濾過用システムの正面外観図である。取り外し可能な濾過カートリッジ・システムを例示している、図１に示すヘッド・ハウジングの一部を形成する追加濾過手段の一部の等角図である。図１から図５に示すヘッド・ハウジングの一部を形成する下流フィルタ手段の例示的な分解図である。図１から図５に示す積み重ね可能ハウジングの一部を形成する濾過手段の部分分解図である。定義本明細書では、軸ｘ、ｙ、及びｚは、図１で図示される基準軸が示す方向を参照している。これを踏まえて、長さへの言及はｘ軸に沿ったサイズを示し、幅への言及はｙ軸に沿ったサイズを示し、高さへの言及はｚ軸に沿ったサイズを示す。本発明の第１の実施例によると、少なくとも１つの密閉領域１のための空気調和及び濾過用システム１０が存在する。本実施例では、密閉領域１とは、（ａ）重機車両（図示せず）のキャビン、及び（ｂ）重機車両の機器ハウジングのことである。空気調和及び濾過用システム１０は、図１に示すように、前処理装置１２と、第１のハウジング１４と、複数の第２のハウジング１６とを備える。複数の第２のハウジング１６は、互いの上に積み重ねることが可能なように設計されている。第１のハウジング１４は、第２のハウジング１６の積み重ね上に装着されるように設計されている。前処理システム１２は、大気導入口１８と、サイクロン式濾過システム２０と、可撓性導管２２とを備える。大気導入口１８は、サイクロン式濾過システム２０と第１の端部２４で流体連通している。同様に可撓性導管２２は、サイクロン式濾過システム２０と第２の端部２６で流体連通している。サイクロン式濾過システム２０は、複数の小さいサイクロン式粒子分離機２８と、ノズル３０とを備える。サイクロン式粒子分離機２８は、大気導入口１８を介して受け取られた空気がサイクロン式粒子分離機２８のうちの１つに分配されるように配置される。サイクロン式粒子分離機２８は、当業者に知られているであろう標準的な構成のものなので、ここではより詳細に説明しない。サイクロン式粒子分離機で処理された空気は、可撓性導管２２に出て行く。サイクロン式粒子分離機２８の遠心力によって取り除かれた汚染物質は、ノズル３０に誘導される。第１のハウジング１４は、内部領域３４を有する。第１のハウジング１４は、事前濾過空気導入口３６と再循環空気導入口３８とを有する。事前濾過空気導入口３６は、可撓性導管２２を通って移動する空気が、第１の側面４０において内部領域３４に入ることを可能にする。再循環空気導入口３８は、密閉領域１から吸気された空気が、第２の側面４２において内部領域３４に入ることを可能にする。内部領域３４は、複数のチャンバ４４に分割されている。具体的には、事前濾過空気導入口３６は、第１のチャンバ４６へのアクセスを提供する。同様に、再循環空気入口３８は、第２のチャンバ４８へのアクセスを提供する。第１のチャンバ４６は、加圧ファン５０を有する。加圧ファン５０は、事前濾過空気導入口３６を通過する空気が必ず加圧ファン５０を通過するように、配置されている。加圧ファン５０によって加圧された空気は、発生した遠心力によって第１のチャンバ４６に排出される。第３のチャンバ５２は、内部に設けられた複数のレッジ５４を有する。各レッジ５４は、第３のチャンバ５２の内周面のうち３面にわたって延びている。このようにして、各レッジ５４は実質的に「Ｕ」字型である。レッジ５４は、ｚ軸に対して、互いにそれぞれ平行である。図５に示す本実施例では、４つのレッジ５４がある。さらに、第３のチャンバ５２の側面５６は、レッジ５４の一部が取り付けられていない側面であり、取り外し可能なプレート５８の形態をとっている。レッジ５４は、第３のチャンバ５２内でＺ軸に沿って等間隔で離間されている。このようにして、以下に詳述するように、濾過カートリッジ（図示せず）を第３のチャンバ５２内に交換可能に設置することができる。各濾過カートリッジは、第３のチャンバ５２の長さ及び幅よりもわずかに短い幅及び長さを有する。このようにして、各濾過カートリッジは事実上、第３のチャンバ５２内のｘｙ平面全体を占める。また、これにより、各濾過カートリッジをそれぞれのレッジ５４によって所定の場所に保持することが可能になる。この実施例では、単一の濾過カートリッジが使用される。単一の濾過カートリッジは、二酸化硫黄（ＳＯ２）を濾過するように設計されたハニカム・フィルタである。加圧入口６０の斜向かいには、濾過入口６２がある。濾過カートリッジを通過した空気は、濾過入口６２を介して第３のチャンバ５２から出て行く。濾過入口６２は、第４のチャンバ６４への入口としても機能する。第４のチャンバ６４は切取り面６６を有する。切取り面６６は側面５６に隣接している。切取り面６６は、その中に設けられた実質的に円形の開口６７を有する。切取り面６６には、取り外し可能プレート６８が取り外し可能に取り付けられている。取り外し可能プレート６８は、内側面７０を有する。内側面７０は、そこから中心方向に延びる第１の円形突起７２を有する。第４のチャンバ６４の側面７６には、開口７４が設けられている。開口７４は、第４のチャンバ６４を第２のチャンバ４８に連結している。第２の円形突起７８は開口７４を囲んでいる。第１の円形突起７２及び第２の円形突起７８は、等しい直径を有し、互いに鉛直方向及び水平方向に位置合わせされている。第４のチャンバ６４内に、第１のフィルタ手段８０が囲い込まれている。この実施例では、図５に示すように、第１のフィルタ手段８０はフィルタ・ドラム８２の形態をとる。フィルタ・ドラム８２は、第４のチャンバ６４の内幅と実質的に等しい幅を有する。さらに、フィルタ・ドラム８２の直径は、実質的に円形の開口６７の直径と実質的に等しい。フィルタ・ドラム８２は、内部孔８４を有する。内部孔８４は、第１の円形突起７２及び第２の円形突起７８の直径よりもわずかに大きい直径を有する。適切に設置されたとき、第１の円形突起７２及び第２の円形突起７８は、内部孔８４内に受けられる。第１のチャンバ４６、第３のチャンバ５２、及び第４のチャンバ６４は、ｙ軸に沿って直列に配置されていることに留意されたい。しかしながら、第２のチャンバ４８は、第４のチャンバ６４と第３のチャンバ５２の一部とに対して平行に位置している。第２のチャンバ４８は、開放床部８６を有する。第２のハウジング１６のそれぞれは、実質的に同一の構造を有している。したがって、以下では共通の構造について述べ、共通の構成要素について十分に説明した後、変形例について言及する。また、第２のハウジング１６のそれぞれは、空気導管８８と複数のチャンバ９０とに分割されている。空気導管８８は、第２のチャンバ４８と同一の長さ及び幅を有する。各空気導管８８は、開放天井部９２を有する。開放天井部９２は、開放床部８６と同一の長さ及び幅を有する。チャンバ９０は、濾過チャンバ９４と空調チャンバ９６とを含む。各チャンバ９０は、第２のハウジング１６の全高にわたって延びている。濾過チャンバ９４は、内側面９８と外側面１００とを有する。内側面９８には、３つの開口１０２が設けられている。第３の円形突起１０４が、各開口１０２ａ、１０２ｂを囲んでいる。開口１０２ｃは、濾過チャンバ９４内に含まれる循環ファン１０６によって封入されている。外側面１００は、切取り部分１０８を有する。切取り部分１０８は、２つの連結された円のように形作られている。連結された円のそれぞれの中心点は、開口１０２ａ又は開口１０２ｂのいずれかに位置合わせされている。カバー１１０は、切取り部分１０８に被さるように適合される。カバー１１０は、図２に示すように六角形を傾けた形状を有している。１対の第４の円形突起１１２が、カバー１１０の一方の側面から延びている。第４の円形突起１１２は、第３の円形突起１０４と等しい直径を有する。さらに、第３の円形突起１０４及び第４の円形突起１１２は、鉛直方向及び水平方向に位置合わせされた１対の突起１０４、１１２を形成するように配置されている。第２のフィルタ手段１１４が、濾過チャンバ９４内に位置している。第２のフィルタ手段１１４は、フィルタ・ドラム１１６の形態をとる。フィルタ・ドラム１１６は、濾過チャンバ９４の内幅と実質的に等しい幅を有する。フィルタ・ドラム１１６は、それぞれ内部孔１１８を有する。各内部孔１１８は、第３の円形突起１０４及びその対になる第４の円形突起１１２の直径よりもわずかに大きい直径を有する。適切に設置されたとき、第３の円形突起１０４及びその対になる第４の円形突起１１２は、内部孔１１８内に受けられる。各開口１０２は、濾過チャンバ９４から空調チャンバ９６に空気が流れることを可能にする。空調チャンバ９６は、空調コア１２０を含む。空調コア１２０の具体的な配置及び動作方法は、本発明の核となる原理に必要ではないので、ここではより詳細に説明しない。各空調チャンバ９６は、排気口１２２を有する。排気口１２２の位置は、所望の密閉領域１に空気を送達するために必要なダクト（図示せず）に従って変化する。互いの上に積み重ねたとき、第２のハウジング１６は連続的な空気導管８８を形成する。このために、基部となる第２のハウジング１６は固い床部１２４を有し、一方、各中間にある第２のハウジング１６は開放床部１２６を有する。次に、本発明の実施例について、その意図さ