CN103796729B - 空气过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种在使用时过滤器组合件不会偏移、并且在水平使用时过滤器组合件不会脱落的空气过滤器。该空气过滤器通过将滤材折叠为锯齿状并将玻璃纤维制片状密封件插入到在折叠后的折叠空间内插入有波形隔离件的过滤器组合件的锯齿状的端面,利用截面呈日文コ字状且具备使开放端向内侧弯折的弯折部的过滤器框包围上述过滤器组合件的至少上述锯齿状的端面侧而得到,其特征在于,在下游侧的上述弯折部与上述过滤器组合件之间设置有止挡件,并且在上述片状密封件与上述过滤器组合件之间,以与上述过滤器组合件的上述折叠空间中的隔离件密合的方式埋入有玻璃纤维制长方状密封件。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气过滤器,其用于干燥机等的循环空气净化、焚烧炉的废气处理,并具有即使在高温范围内也能够使用的耐热性。或者,还涉及一种也作为室温或比较低的温度范围内的半导体、食品、医院等的空气净化器用进行使用的空气过滤器。尤其涉及一种适合用作将空气过滤器水平(横放)进行使用的医药品的灭菌炉的空气过滤器。
背景技术
出于本申请人的不使用硅酮树脂、耐热性的无机类密封剂就能够在高温范围内使用并且提高作业效率的目的,在专利文献1中提出了如下空气过滤器,其借助密度20kg/m3~120kg/m3的片状密封件将过滤器组合件收纳于过滤器框,该过滤器组合件通过向折叠为锯齿状的滤纸的折叠空间内插入了波形的隔离件而成,该片状密封件配置于滤纸的锯齿状的端部侧并由平均纤维直径1μm以下的超微细玻璃纤维构成。
但是,在使用上述空气过滤器时,在因偏流、紊流而施加过滤器最终压力以上的负荷的情况下,存在有过滤器组合件发生偏移并与上下过滤器框的折返部相接触从而过滤器组合件变形破损并漏气的问题。
因此,本申请人为了解决上述问题,提出了一种空气过滤器,空气过滤器通过将滤材折叠为锯齿状并将玻璃纤维制片状密封件插入到在折叠后的折叠空间内插入有波形隔离件的过滤器组合件的锯齿状的端面,利用截面呈日文コ字状并具备使开放端向内侧弯折的弯折部的过滤器框包围上述过滤器组合件的至少上述锯齿状的端面侧而得到,并且该空气过滤器在上述弯折部与上述过滤器组合件之间设置有止挡件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-238215号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,若将空气过滤器应用于以将空气过滤器水平(横放)放置的方式进行使用的医药品的灭菌炉,则在高温使用中,过滤器框与过滤器组合件之间的密合性变弱,存在过滤器组合件因过滤器组合件的自重而自过滤器框脱落的隐患。
因此,本发明的目的在于提供一种在使用时过滤器组合件不会偏移、而且在水平使用时过滤器组合件不会脱落的空气过滤器。
用于解决问题的方案
本发明的空气过滤器是为了解决上述问题而做成的,技术方案1涉及一种空气过滤器,该空气过滤器通过将滤材折叠为锯齿状并将玻璃纤维制片状密封件插入到在折叠后的折叠空间内插入有波形隔离件的过滤器组合件的锯齿状的端面,利用截面呈日文コ字状且具备使开放端向内侧弯折的弯折部的过滤器框来包围上述过滤器组合件的至少上述锯齿状的端面侧而得到,其特征在于,在下游侧的上述弯折部与上述过滤器组合件之间设置有止挡件,并且在上述片状密封件与上述过滤器组合件之间,以与上述过滤器组合件的上述折叠空间中的隔离件密合的方式埋入有长方状玻璃纤维制密封件。
另外,根据技术方案1所述的空气过滤器,技术方案2所述的空气过滤器的特征在于,上述过滤器框的弯折部与上述止挡件分离。
另外,根据技术方案1或2所述的空气过滤器,技术方案3所述的空气过滤器的特征在于,上述过滤器框在气流方向的上下游侧具备凸缘,作为上述开放端的该凸缘的顶端部朝向上述过滤器组合件侧弯折而形成上述弯折部,上述止挡件的高度比上述凸缘的高度低。
另外,根据技术方案1至3中任一项所述的空气过滤器,技术方案4所述的空气过滤器的特征在于,上述止挡件设于上述过滤器框的内周面。
另外,根据技术方案1至3中任一项所述的空气过滤器,技术方案5所述的空气过滤器的特征在于,上述止挡件设于相对于上述过滤器框独立的板材上,在上述板材上设有冲孔。
另外,根据技术方案5所述的空气过滤器,技术方案6所述的空气过滤器的特征在于,上述板材被上述玻璃纤维制片状密封件包裹。
另外,根据技术方案1至6中任一项所述的空气过滤器,技术方案7所述的空气过滤器的特征在于,上述玻璃纤维制片状密封件构成为,平均纤维直径1μm以下的玻璃纤维的密度为20kg/m3~120kg/m3。
另外,根据技术方案1至7中任一项所述的空气过滤器,技术方案8所述的空气过滤器的特征在于,上述玻璃纤维制长方状密封件构成为:平均纤维直径1.5μm以下的玻璃纤维的密度为20kg/m3~120kg/m3。
发明的效果
这样,根据本发明的空气过滤器,由于在过滤器框的下游侧的弯折部与过滤器组合件之间设置有止挡件,因此能够解决在使用时过滤器组合件发生偏移并与过滤器框折返部相接触导致过滤器组合件变形破损从而引起漏气这样的问题,尤其是,即使将空气过滤器设为水平(横放)从而过滤器组合件因自重而欲向下方移动,也能够利用上述止挡件解决过滤器组合件脱落的问题。
另外,特别是在水平地(横放)使用空气过滤器的情况下,由于在玻璃纤维制片状密封件与过滤器组合件之间,以与过滤器组合件的折叠空间中的隔离件密合的方式埋入有玻璃纤维制长方状密封件,因此即使在300℃以上的高温负荷下滤材强度降低而欲在滤材的锯齿状两端部产生破裂,长方状密封件也能够克服破裂,防止漏气并确保密封性。而且,即使过滤器组合件因自重而挠曲从而过滤器组合件的上端侧离开过滤器框,在过滤器组合件的下端侧,上述长方状密封件与片状密封件也成为一体而能够保持与过滤器框之间的气密性,能够确保密封性。
而且,由于不使用硅酮树脂密封剂作为密封件,因此不存在产生硅氧烷气体这样的问题。而且,即使是在高温范围内使用也没有问题。
另外,在使用将超微细玻璃纤维制的密封件形成为片状、长方状的密封件作为上述密封件的情况下,通过埋设或填充作业,密封作业性优异。另外,与玻璃原棉制的密封件相比,密封件的密度较高,能够确保整体的均匀的密封性。而且,能够利用超微细玻璃纤维制片状密封件防止过滤器框因环境温度而膨胀、收缩从而导致过滤器组合件变形,因此能够良好地防止过滤器组合件与过滤器框之间的旁路泄漏。
另外,在构成片、长方的玻璃纤维选为超微细玻璃纤维的情况下,与过滤器组合件相接触的比表面积变大从而密封性提高。
另外,如果使超微细玻璃纤维制的片状密封件与过滤器框相抵接,则能够在搬运时等吸收空气过滤器自身所受到的冲击,并保护过滤器组合件免受冲击而保持良好的状态。而且,即使在使用中隔离件受到高温而在上下方向上伸长,也会吸收该伸长,因此同样能够防止过滤器组合件受到损伤。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的空气过滤器的说明图((a)是俯视图、(b)是(a)的A-A剖视图、(c)是卸下过滤器框后的状态的主要部分放大立体图)。
图2是该实施方式的A-A截面主要部分放大图。
图3是在该实施方式中使用的板材的说明图((a)是侧视图、(b)是俯视图、(c)是主视图)。
图4是本发明的其他实施方式的空气过滤器的放大剖视图。
图5是本发明的一实施方式的密封层的说明图。
具体实施方式
接着,参照附图说明本发明的空气过滤器。
图1示出本发明的空气过滤器的俯视图(a)及其A-A剖视图(b)以及卸下过滤器框后的状态的主要部分放大立体图(c)。
图中附图标记1表示过滤器框,过滤器框1由在气流方向的上下游侧具备凸缘1a的、截面形状为日文コ字状的框板构成。另外,如图2中的放大图所示,凸缘1a的顶端部(日文コ字状截面的开放端)朝向气密地收纳于过滤器框1内的过滤器组合件2侧折返而形成折返部1b。过滤器组合件2包括:无机纤维制的滤纸2a,其利用有机类粘合剂将无机纤维彼此结合而成;以及波形的隔离件2b、2b···,其插入于将该滤纸2a折叠为锯齿状而形成于上述滤纸2a的折叠空间11内。
而且,为了对过滤器组合件2与其外周的过滤器框1之间进行密封,至少在过滤器组合件2的锯齿状的端部侧设置密封层4并将该过滤器组合件2收纳于过滤器框1。
另外,除了上述密封层4,还在上述密封层4与上述过滤器组合件2之间,以与过滤器组合件2的上述折叠空间11中的隔离件2b密合的方式埋入有超细玻璃纤维制长方状密封件10。
如图2的对图1的(b)的主要部分进行放大的放大图所示,在过滤器框1的侧部的内表面配置铝合金、铝或不锈钢制的板材5,在板材5的下游侧设置用于防止过滤器组合件2向下游侧移动的止挡件5a。该止挡件5a只要能够防止过滤器组合件2移动,其形状就不受限制,该止挡件5a能够通过以与过滤器框1的凸缘1a平行的方式焊接、粘接板状体(成为止挡件5a。)或者将上述板材5弯折成与过滤器框1的凸缘1a平行等而形成。
止挡件5a设于过滤器框1的至少一组相对的边。由此,至少能够以夹着过滤器组合件2的方式防止过滤器组合件2向下游侧移动。
上述止挡件5a虽也能够设置为与过滤器框1的下游侧的内壁面1D(过滤器框1的下游侧端面)相接触,但是优选的是止挡件5a设于自内壁面1D靠过滤器组合件2一侧且与内壁面1D之间存在预定的间隙。其原因在于,由于上述间隙成为相对于过滤器组合件2的略微移动的游隙,因此能够缓和过滤器组合件2与止挡件5a相接触时的冲击。
而且,优选的是,过滤器框1的弯折部1b与止挡件5a相互分离2mm以上。其原因在于,即使过滤器组合件2因压力、自重而向下游侧偏移,也能够可靠地防止过滤器组合件2因止挡件5a而停止并与弯折部1b相接触从而破损。
另外,优选的是,止挡件5a的高度设为比过滤器框1的下游侧的凸缘1a的高度低。其原因在于,若止挡件5a比凸缘1a高,则止挡件5a自密封层4突出并使得外观变差,极端情况下会减少过滤器组合件2的通风面积。
参照图3说明图2所示的板材5的详细形状。在板材5上沿行列方向以预定间隔设有冲孔5b。能够利用此时形成的毛边5c进一步防止过滤器组合件2移动。
使板材5的下游侧端部的一部分弯折而形成为止挡件5a,并利用其剩余的部分(突设片)5d将内壁面1D与止挡件5a分隔开,由此能够利用过滤器框1的凸缘1a来支撑施加于止挡件5a的载荷。
在图2和图3所示的例子中,说明了在板材5上设置有止挡件5a的结构,但是也可以如图4所示那样在过滤器框1的内周面直接设置止挡件5a。在图2所示的例子中,过滤器框1设为一个日文コ字状构件,但是也可以采用将向外弯折的日文コ字状构件与向内弯折成日文コ字状的支撑件焊接起来而成的复合结构。
在本发明中使用的过滤器组合件能够使用由滤材形成为长方体形状的构件。作为滤材,例如,能够使用基于利用有机粘合剂将极细玻璃纤维结合起来的抄纸法得到的玻璃纤维纸等应用于HEPA、ULPA等的滤材。为了将滤材折叠为锯齿状且保持该滤材之间的间隔,能够通过将由铝、不锈钢金属箔等构成的隔离件插入等来制作过滤器组合件。
作为超细玻璃纤维制的片状密封件4,能够使用由厚度0.5mm~1mm、单位面积重量20g/m2~30g/m2、密度20kg/m3~120kg/m3的无机纤维构成的构件,例如,能够使用不用粘合剂地将平均纤维直径1μm以下的超细玻璃纤维成形为经过纺丝、集棉(集綿)后的片状的构件。另外,该片状密封件4能够层叠多张并以80g/m2~120g/m2的单位面积重量使用。若上述超细玻璃纤维制的片状密封件4的密度超过120kg/m3,则存在这样的问题:对在过滤器框1、隔离件2b等中使用的金属的伸长进行吸收的吸收性变差,而且,过滤器组合件2的单位面积的载荷变大而使过滤器组合件2变形;若上述超细玻璃纤维制的片状密封件4的密度小于20kg/m3,则存在由于按压过滤器组合件2的力较小而会产生泄漏的问题。另外,若平均纤维直径超过1μm,则上述片状密封件4没有很好地与过滤器组合件2的锯齿状的端部的凹凸匹配,密封性不足。
另外,片状密封件4在图2、图4中显示为由虚线围起来的密封层4,但是只要插入于过滤器组合件2与过滤器框1之间,设置片状密封件4的方法就不特别限制。
例如,在对图2中说明的板材5进行密封的情况下,优选的是如图5所示那样利用片状密封件4包裹板材5。其原因在于,能够可靠地密封板材5与过滤器框1的底面之间的部分和板材5与过滤器组合件2之间的部分。另外,在图示的例子中,以在板材5上重叠两张片状密封件4的方式使用。各个密封件4的端部彼此叠摞,以使得板材5的表面不突出。
作为长方状超细玻璃纤维制的密封件10,能够使用由单位面积重量20g/m2~30g/m2、密度20kg/m3~120kg/m3的无机纤维构成的构件,例如,能够使用不用粘合剂地对平均纤维直径1.5μm以下的超细玻璃纤维进行纺丝、集棉而成的棉状物。若上述长方状超细玻璃纤维制密封件10的密度超过120kg/m3,则存在这样的问题:对在过滤器框1、隔离件2b等中使用的金属的伸长进行吸收的吸收性变差,而且,过滤器组合件2的单位面积的载荷变大,促使过滤器组合件2的脱落;若上述长方状超细玻璃纤维制密封件10的密度小于20kg/m3,则存在这样的问题:与超细玻璃纤维制的片状密封件4一起使用状态下的、过滤器框1与过滤器组合件2密合的力变小,高温负荷时的滤材的支承力降低,密封性变差。另外,若平均纤维直径超过1.5μm,则上述长方状超细玻璃纤维制密封件10与超细玻璃纤维制的片状密封件4之间的密合力变弱,对亚微米粒子的密封性变差。
另外,上述过滤器框1并不特别限制,但是优选的是使用铝、不锈钢、钢板这样的金属。
实施例
接着,在与比较例1、2的比较下说明本发明的具体实施例。
作为实施例,制作具备卷绕有片状密封件4的带止挡件5a的板材5的空气过滤器,作为比较例1,制作不具备卷绕有片状密封件4的带止挡件5a的板材5的空气过滤器,作为比较例2,制作不具备玻璃纤维制长方状密封件的空气过滤器,并进行比较。
另外,在实施例和比较例1、2中所使用的不锈钢制的板材5(141mm×568mm×0.8mm、0.6kg)使用设置有七行两列(行方向间距30mm、列方向间距50mm)的直径6mm~8mm的孔5b以便使毛边5c向过滤器组合件2侧突出高度1mm左右的板材,在进行以下说明的加工之后,将其设置在过滤器框1内。
(实施例)
如图2所示,将板材5的空气过滤器的下游侧局部弯折为垂直,形成高度7mm的止挡件5a。另外,为了与过滤器框1的下游侧的内表面抵接来进行定位,在板材5的长度方向上隔开预定的间隔地设置有三个自止挡件5a的位置起向下游侧延伸7.2mm的大致半球状的突设片5d。详细地说,对于两端的两个突设片5d,将从突设片5d的中心线到板材的侧端之间的距离分别设为34mm,将各个突设片5d的中心线之间的距离设为250mm。
接着,将玻璃纤维制的滤材2a折叠为锯齿状,为了保持折叠空间之间的间隔,将波形状铝合金制的隔离件2b以其棱线与通风方向平行的方式插入于折叠后的滤材2a之间,以制成长方体形状(580mm×580mm×125mm)的过滤器组合件2。
接着,将平均纤维直径1.2μm的玻璃纤维以单位面积重量25g/m2、密度56kg/m3形成为长方状而制成密封件10。如图1的(c)所示,通过使用该长方状密封件10,在过滤器组合件2的折叠空间11处以与隔离件2相密合的方式将该长方状密封件10埋入。
另外,将平均纤维直径0.6μm的玻璃纤维以单位面积重量28g/m2、密度56kg/m3形成为厚度2mm的片状,制成片状密封件4。如图5所示,使用两张该片状密封件4,使密封件4遍布板材5的表背并卷绕两层,结果制成单位面积重量112g/m2的片状密封件4。
接着,将卷绕有上述片状密封件4的板材5载置于上述过滤器组合件2的上下端面(滤材端面表现为锯齿状的面),利用截面形状为日文コ字状的过滤器框1(SUS430制、板厚1mm)包围过滤器组合件2,制成空气过滤器(610mm×610mm×150mm)。另外,凸缘1a高度为14mm的过滤器框1的内侧的开放端具备向内侧以90°的角度弯折长度4mm的弯折部1b。
另外,在本空气过滤器中使用的长方状密封件10的总重量为4g。另外,在本空气过滤器中使用的片状密封件4的总重量为40g。
(比较例1)
除了拆除上述实施例的卷绕有片状密封件4的带止挡件5a的板材5这一点以外,以与上述实施例相同的方式构成空气过滤器。
(比较例2)
除了拆除上述实施例的长方状密封件这一点以外,以与上述实施例相同的方式构成空气过滤器。
接着,在试验管道(压力变形抗力试验装置(日本JIS Z 4812的试验用))内设置各例的空气过滤器,从鼓风机(日本机械技术株式会社PTB-30No.6记载、风量:330CMM、转速:2100rpm、静压:650mmAq、电动机:45kW)进行送风,通过在常温条件下提高通风量,使压力从500Pa起每隔5分钟提高250Pa并进行破坏试验。
另外,进行5小时热循环负荷试验。另外,升温条件设为:0小时~1小时45分钟之间呈线形升温至250℃,在到达250℃后维持5小时,之后,自然放置并冷却至常温。
破坏试验的结果是,比较例1的滤纸在2000Pa下破裂且过滤器组合件的弯曲变大,过滤器组合件在3250Pa下飞出并破损。另外,在比较例2中虽然没有出现过滤器组合件飞出的情况,但是在热循环负荷试验之后,密封性降低,无法获得HEPA性能99.97%以上(at0.3μm)的预定的收集性能。
与此相对,在实施例中,即使将压力提高至4000Pa,滤纸也未破裂,过滤器组合件也未变形。另外,5小时热循环负荷试验的结果是,具有HEPA性能99.97%以上(at0.3μm)的预定的收集性能。
附图标记说明
1过滤器框;1a凸缘;1b弯折部;2过滤器组合件;2a滤纸;2b隔离件;4超细玻璃纤维制片状密封件(密封层);5板材;5a止挡件;5b冲孔;5c毛边;10超细玻璃纤维制长方状密封件;11折叠空间。
Claims (8)
1.一种空气过滤器,该空气过滤器通过将滤材折叠为锯齿状并将平均纤维直径为0.6μm~1μm的玻璃纤维制片状密封件插入到在折叠后的折叠空间内插入有波形隔离件的过滤器组合件的锯齿状的端面,利用截面呈日文コ字状且具备使开放端向内侧弯折的弯折部的过滤器框包围上述过滤器组合件的至少上述锯齿状的端面侧而得到,其特征在于,在下游侧的上述弯折部与上述过滤器组合件之间设置有止挡件,并且在上述片状密封件与上述过滤器组合件之间,以与上述过滤器组合件的上述折叠空间中的隔离件密合的方式埋入有平均纤维直径为1.2μm~1.5μm的玻璃纤维制长方状密封件。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器,其特征在于,
上述过滤器框的弯折部与上述止挡件分离。
3.根据权利要求1或2所述的空气过滤器,其特征在于,
上述过滤器框在气流方向的上下游侧具备凸缘,作为上述开放端的该凸缘的顶端部朝向上述过滤器组合件侧弯折而形成上述弯折部,上述止挡件的高度比上述凸缘的高度低。
4.根据权利要求1或2所述的空气过滤器,其特征在于,
上述止挡件设于上述过滤器框的内周面。
5.根据权利要求1或2所述的空气过滤器,其特征在于,
上述止挡件设于相对于上述过滤器框独立的板材上,在上述板材上设有冲孔。
6.根据权利要求5所述的空气过滤器,其特征在于,
上述板材被上述玻璃纤维制片状密封件包裹。
7.根据权利要求1或2所述的空气过滤器,其特征在于,
上述玻璃纤维制片状密封件构成为:平均纤维直径0.6μm~1μm的玻璃纤维的密度为20kg/m3~120kg/m3。
8.根据权利要求1或2所述的空气过滤器,其特征在于,
上述玻璃纤维制长方状密封件构成为:平均纤维直径1.2μm~1.5μm的玻璃纤维的密度为20kg/m3~120kg/m3。
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