効率的で持続可能な空気清浄システムを開発するFilter8社

Filter8社のCEOであり、同社の代表的な製品である空気清浄デバイスを発明したDave Crofts氏は、新型コロナウイルスのパンデミックにヒントを得て、高度なLEDテクノロジーを使用して空気中の細菌を無効化できるソリューションを開発しました。同社のチームは、まず筐体とファンのみで構成されたシンプルな試作品を作成しましたが、従来型の電球を使用しないで細菌を除去する製品を設計するという明確な目標がありました。

Crofts氏と彼のチームは、デバイス内部の空気の滞留時間の制御が効率性の鍵であることを知っていました。「デバイス内に一定時間空気を滞留させることで、デバイス内に流入した細菌やその他あらゆるものを効率的に無効化しなければなりませんでした」とCrofts氏は説明します。粒子レベルを監視し、リアルタイムでシステムの動作を調整できるスマート センサーを搭載したことで、当初の構想を具体化し、発展させることができました。センサーにより、室内の細菌や粒子の種類を検出することも可能になりました。

製品の性能の検証

Filter8社のテクニカル マネージャーJulian Feick氏は、試作品から生産へと移行する取り組みを指揮しました。Feick氏は、同社に入社してまもなく、物理的な設計は有望であるものの、性能を検証する機能が社内に用意されていないことに気づきました。最初に行われた第三者によるラボ テストには30,000ポンド近くの費用がかかったばかりか、結果は芳しくないもので、戦略の見直しを迫られました。

同社では自然な流れとして、仮想的な環境で設計を再評価することにしました。

ダッソー・システムズのSOLIDWORKS® Flow Simulationを使用することで、内部のどの部分でエアフローを改善できるかを見極めました。「継続的にエアフローを計算し、調整する必要がありました」とCrofts氏は詳細について述べています。このような方法で変更を加えることで、全体的なシステム効率を20%以上向上させることができました。「変更を加えると、ただちにそのメリットをSOLIDWORKS Flow Simulationで確認することができました」とCrofts氏は強調します。

Filter8社は実際の環境でのデバイスの性能についてもモデル化を行い、それにより汚染された空気がどのように室内を流れ、その空気をどのようにすれば最適に再捕捉できるかを追跡できました。開発チームは、SOLIDWORKS Flow Simulationを使用することにより、特定のサイズの部屋に存在する空気を清浄するのにどの程度の時間がかかるかを計算することができました。Crofts氏によると、この機能により「製品開発に対する考え方が一変」し、それ以降製品の最終設計段階へとすみやかに進むことができました。

Filter8社は、SOLIDWORKSを利用している工業デザイン会社を選定しました。SOLIDWORKSにより、実際のシミュレーション結果をレビューし、結果を解釈して、製品に取り込むことができます。これらのインサイトを最終的な設計に反映させ、性能と持続可能性を両立した製品に仕上げることができました。この工業デザイン会社は、モダンでいつまでも色あせないスタイルの製品を作る役割も果たしました。前面パネルの材質は竹で、プラスチックの筐体には竹製のフィラーが用いられ、89%リサイクル可能なユニットとなっています。

Crofts氏は、シミュレーションによって明らかとなった設計上のインサイトに特に感銘を受けています。「SOLIDWORKS Flow Simulationにより、状況が一気に改善しました。作成したものをシミュレーションできるだけでなく、他のユーザーがそれらのツールを使用して製品の仕組みを説明し、デモする様子を見て、このツールのメリットを実感しました」

「このデバイスで達成可能な最大の性能を実現し、実際に清浄効果があることを確かめることができるようになったのです」とCrofts氏は結びます。「ダッソー・システムズのSOLIDWORKSのおかげで、最終的な製品を完成させることができました。今後はさらなる投資を通して、さらに一段階上を目指します」