JP2000000418A - フィルターユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルターユニット取り付け部の面積の
殆ど全てをフィルターの有効面積として活用可能であ
り、また繊維状活性炭フィルターをユニット毎処理して
再生使用を可能とするフィルターユニットの提供。 【解決手段】 多孔性の通気性を有する板状部材でフィ
ルターを両側から挟んで固定する。また留め具部によ
り、フィルターを挟む一組の固定部材間のクリアランス
を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、換気扇、脱臭扇、吸煙
器等、エアーコンディショナーなども含む空気清浄器に
使用される着脱可能なフィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人々の生活する居住空間はもちろん屋外
においても、人体の健康維持促進、大気汚染による環境
破壊防止のため各種空気清浄器の需要が増大している。
これら各種空気清浄器に使用されるフィルターについて
も、需要は年々拡大傾向にあり、その用途も広範囲及ん
でいる。このような背景から、より使い勝手が良く、低
コストのフィルターが求められている。したがってフィ
ルターとフィルターの枠体からなるフィルターユニット
に求められる性能は、高い吸着性能、長い寿命、簡単な
取り付けと交換作業等である。

【０００３】これらの要求に答えようとしたものとし
て、特公平３−５５１６９号公報に、第１フィルターの
後方に着脱可能な接合具を装着させた第２フィルターを
設けた例が、また特開平８−２６６９２８号公報には、
繰り返し使用できる専用のフィルターケースと使い捨て
型の複合体フィルターを使用する例が、特開平８−２４
５３４号公報には、再生可能な空気清浄用イオン交換フ
ィルタユニットを使用する例が挙げられている。特開平
９−１５００２６号公報には、使い捨て型の枠体の例が
挙げられている。

【０００４】一方半導体や光ディスク等の製造や、食品
や衣料品製造などの分野で使用されるフィルターに求め
られる性能面では、より高度に清浄な環境空間を提供す
ることが求められており、外気や循環空気中に含まれる
腐食性ガス等のガス状不純物物質等に対して、従来使用
されていた粒状活性炭または粉末状活性炭に比べて、非
常に高い吸着性能を持つ繊維状活性炭が近年使用される
ようになっている。通常、繊維状活性炭不織布フィルタ
ーを単独で使用することはなく、粗密度のプレフィルタ
ーや中性能フィルター等と組み合わせてエアコンディシ
ョナとして使用している。しかし、繊維状活性炭不織布
フィルターは、微量なガスに対する吸着能力は非常に高
いけれども、吸着寿命は粗密度のプレフィルターや中性
能フィルターの寿命に比べると非常に短い。さらに被処
理ガスの風圧に対し繊維状活性炭不織布フィルターが被
処理ガスの流れ方向に撓み変形しやすく、また破損しや
すいなどで、吸着性能が著しく低下していた。繊維状活
性炭は価格が高いものであり、できればフィルターの中
の繊維状活性炭を使用した不織布のみを交換することが
望ましい。しかしフィルターの繊維状活性炭不織布部分
だけを交換しようとすると、強度が非常に弱いため、交
換作業をするが困難なのでエアコンディショナを丸ごと
ごと交換していた。これの対策のひとつとして特開平９
−２３９２２３号公報には、繊維状活性炭不織布をジグ
ザグ状金網で挟み使用している例が挙げられている。

【０００５】これらのことから、不織布等のフィルター
とフィルターの枠体からなるフィルタユニットに求めら
れる機能は、高い吸着性能や長い寿命などのフィルター
性能と、簡単な取り付けと交換などの作業性である。フ
ィルター自体には高い吸着性能と長い寿命があっても、
フィルタユニットの製造に高いコストがかかったり、枠
の構造に不都合があったりするとフィルター性能を低下
させてしまうこともある。

【０００６】そこで特公平３−５５１６９号公報に記載
されている提案があるが、この第１フィルターの後方に
着脱可能に装着された帯電網および活性炭網を有する第
２フィルターを用いる例では、第１フィルターと帯電網
および活性炭網を有する第２フィルターとはすべて接触
した状態で使用される。このように第２フィルターは直
接スナップで第１フィルターに装着させているだけであ
るので、フィルター交換時のフィルター引き剥がしの際
に手が汚れたり、付着していた小さな塵埃が舞い上がり
それを交換作業中に吸い込んでしまうなど健康に害を与
える原因となったりしていた。

【０００７】一方従来のフィルターユニットでは、枠部
が非通気性であるために、ユニットの枠部の面積分だけ
通気面積が小さくなってフィルターの有効利用面積がそ
れだけ減少する。

【０００８】また繰り返し使用できる専用のフィルター
ケースと使い捨て型の複合体フィルターを用いる特開平
８−２６６９２８号公報に記載されている技術では、性
質の異なる２種のフィルターを金属製の網で挟んで１つ
のフィルターケースに装填している。しかし性能が異な
るフィルターは、それぞれのフィルターの吸着性能が低
下する寿命が異なる。しかしこのような寿命の異なるフ
ィルターであっても、開示されている内容から判断する
と、異種のフィルターを同時に交換するという欠点があ
る。

【０００９】再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタ
ユニットを使用した例である特開平８−２４５３４号公
報に開示されているものは、フィルタユニットを製造す
るにあたって、 まずスペーサを介して多重のプリー
ツ型フィルターを嵌め込む作業および、 枠との間を
ガスケットで縁止めする作業の二つが必須であり、これ
らは手間のかかるかかる作業である。

【００１０】使い捨て型の枠体の例である特開平９−１
５００２６号公報に記載されている技術では、まず紙製
の外枠を手作業で組み立てた後、フィルタユニットの製
造をするにはプリーツ型フィルターの頂部と頂部の間１
つ１つに外枠の頂部を上下とも嵌め込まなければなら
ず、手間のかかる作業であるだけでなく、はめ込んだま
までは外れやすいので、外枠の頂部を折り曲げるかある
いは何らかの方法で外枠とプリーツ型フィルターとを留
める必要がある。また外枠は再使用可能と記載されてい
るが、素材が紙であるから空気中に含まれるタバコのヤ
ニ、タール、油分等のガス状不純物物質あるいは塵埃な
どで１度汚れてしまうと洗浄することはできない。汚れ
た外枠に新しいフィルターを装着させると、外枠の汚れ
がフィルターに移行し２次汚染が発生して、フィルター
の寿命を著しく短縮させてしまうなどの欠点があった。

【００１１】特開平９−２３９２２３号公報に記載され
ている繊維状活性炭不織布を金属製のジグザグ状金網で
挟み使用している例では、フィルターの製造はまずジグ
ザグに加工した硬質多孔体としての金網の上に繊維状活
性炭不織布を載せて、外枠のプリーツ型の頂部と谷部に
丁寧に添わせて折り目をつけて、その上にもう１枚のジ
グザグ状金網を載せる。繊維状活性炭不織布は引き裂
き、引張等のシート状強度が非常に弱いため、取り扱い
上注意が必要である。さらに金網と繊維状活性炭不織布
の外周縁を保形用枠部材で保持し、保形用枠部材との間
にシール用のパッキング材も必要である。そしてフィル
ターとして使用する際には、枠部材にセットされた状態
で取り扱う必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
点を解決したものであり、フィルターユニット取り付け
部の面積の殆ど全てを、フィルターの有効面積として活
用できる様にしたものである。また高価な繊維状活性炭
フィルターの再生使用をも可能にしたものである。詳し
くは、従来の方式では枠体がフィルター素材を強く挟み
こむために、ユニットをばらしてフィルターを再生使用
するにあたって、フィルターを再生処理すると、本来略
均一な厚さのフィルターであったものに厚薄ムラができ
てしまい、圧力損失がフィルターの全面で均一にならず
にバラツキが出来てしまう。その結果フィルターの寿命
に影響が出たり、フィルター性能に影響が出たり、或い
はモーターの過熱などの不具合を起こす場合さえあっ
た。また、何よりも問題なのはユニットをバラス時に活
性炭繊維を破損してしまうことが多かった。

【００１３】この問題解決にはフィルターユニットの板
状固定部材間のクリアランスを一定に維持して活性炭フ
ィルターの嵩を変化させないようにする必要がある。ま
た使用するフィルターの要求性能その他に合わせてフィ
ルターユニットの厚さを任意の寸法に設定して、その厚
さを維持することをも可能にしたものである。

【００１４】すなわち本発明は、従来のフィルタユニッ
トに欠如していた再生使用を可能として、繊維状活性炭
フィルターの長寿命化をはかり、さらには簡単な取り付
け性および交換作業性などの経済性にも優れた、再生可
能なフィルターユニットを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、フィルターユ
ニット取り付け部の面積の殆ど全てを、フィルターの有
効面積として活用できるようにするため、従来ではフィ
ルターの取り付け枠として空気などの取り入れが不可能
であった部分をも、フィルターを両側から挟んで固定す
る板状部材に通気性を有する部材を用いる。なおかつこ
の板状部材で覆われる部分(挟持される部分)にもフィル
ターを使用することによって、この固定部材の部分も含
めた、フィルター取り付け部の略全面を最大限活用する
ようにしたものである。

【００１６】またフィルターユニットを組み立てる際
に、フィルターを２枚の通気性を有する部材を用いて両
側から挟んで固定する時に、一定のクリアランスを保っ
てフィルターを保持するようにしたものである。任意の
厚さのクリアランスを取るための手段のひとつとして、
固定部材の留め具を板状固定部材と一体化せずに別部材
として用意することで、留め具部の長さを変えた板状固
定部材を多数種用意することなく、低コストで所望のク
リアランスを有するフィルターユニットを組み立てるこ
とをも可能にするものである。

【００１７】さらには板状固定部材および板状固定部材
の留め具を、酸・アルカリ・加熱などによる処理に耐え得
る素材を使用することにより、コストの高いフィルター
素材である繊維状活性炭からなる不織布、織物、編物、
フェルトなどから選ばれるシートを用いてフィルターユ
ニットを構成するときに、該フィルタユニットを分解す
ることなくそのまま酸・アルカリ・加熱などによる再生処
理ができ、再生処理後そのままフィルターユニットとし
て再使用することを可能とした優れたフィルターユニッ
トを提供するものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を参照して説明する。図１、図２、図３、図４はそれ
ぞれ本発明のフィルタユニットに使用するフィルターを
両側から挟んで固定する板状部材（以下固定部材１と言
う）の一例を示す概念図であってａは正面図、ｂは背面
図である。固定部材１の背面の所定位置には、留め具２
が固定部材１に一体に形成されているか、或いは別部材
の留め具２を固定部材に固着できるようにしてある。固
定部材１と留め具２が一体化している場合には、留め具
２はたとえば図５のようなスナップ方式であれば、スナ
ップの雄の留め具５２を設けた固定部材１と、スナップ
の雌の留め具５２’を設けた固定部材１とを用意して、
これらを組み合わせて使用する。固定部材１に留め具２
が一体化してないものの場合には、留め具２の雌雄いず
れにも、固定具１との固着が可能にしてあれば、固定具
１は１種類だけ用意し、留め具２だけを雌雄一対用意す
れば済む。もちろん留め具２が雌雄別形態ではなくて、
同一形態であるたとえば図６に示す連結器様の留め具６
２のように嵌め合わせるものであれば、この様なことは
考慮する必要が無い。

【００１９】固定部材１は、使用するフィルター３と同
サイズかあるいはフィルターサイズよりもやや大きめで
あって、保形性のある素材を用いることが好ましい。フ
ィルター３のサイズが固定部材１からはみ出す大きさの
場合には、はみ出した部分をカットしたり折り曲げて使
用することができる場合もあるが、はみ出す部分を利用
してシール効果を出すなどの場合を除いて、はみ出さな
いようにする。

【００２０】また固定部材１は保形性のある材料を使用
すれば、その最外周に枠を設けずに網などの周囲を切り
落とした形状のもので使用できる。しかし多孔を形成す
る形状が縞状などの枠がないと形状を保てない場合など
や、フィルターユニットの取り付け時に枠があるほうが
好都合な場合には、最外周に通気の遮断をできるだけ避
けるようにした図４に示すような枠体４などを設ければ
よい。

【００２１】繊維状活性炭からなるフィルターを使用し
てフィルターユニットを再生使用する場合には、固定部
材１および留め具２に使用する材料には、再生処理に使
用する酸やアルカリ、その他の薬品類や溶剤および加熱
される温度などのうち、必要な処理に耐え得る素材を使
用する。

【００２２】図５、６，７は、留め具２の部分を例示す
るための側面から見た時の概念図であって、図示された
ものに限定するものではない。フィルター３は固定部材
１，１で両面を挟み込まれて保持されている。図５，６
で代表されるような留め具５２、５２’、６２と固定部
材１が、プラスチック製の一体成形加工品であれば、留
め具の高さｈを所望の寸法にしたものを必要な都度用意
すれば良い。一方図７で代表される別部材の留め具７２
を固定具１に嵌め込むなど、後から固着する別部材方式
やであれば、高さｈの異なる別部材の留め具のみを用意
しておけば固定部在韓のクリアランスｈを留め具を選ぶ
だけで済むので、固定部材１は一種類のみ用意すれば済
む。また図７にて例示されるものは、かすがい状の太さ
のものから外周の枠を兼ねるような幅のあるものまで、
適宜に設計して用いることができる。

【００２３】固定部材１の構造は、例えば格子状、タテ
またはヨコ方向のいずれか一方だけの平行状、ナナメ格
子状、ナナメ平行状等どのようなものでも良く、保形性
があって、且つフィルターを挟みこむ留め具２が一体化
されるか若しくは固着できる構造であれば良く、孔は通
気抵抗を少なくするためには大きめが好ましく、格子や
縞を形成する非通気性の部分は針金様の細い物であって
良い。 留め具２が固定部材１と別部材の場合、その固
着方法は従来から知られているどんな方法をとっても良
く、代表例としてはホック式や穴への差し込み式、ネジ
式などがある。

【００２４】空気（ガス）の取り入れ側と、排出側の固
定部材１の組み合わせは、留め具２の取り付け位置が所
定の位置になっているので、固定部材１の形状が異なる
ものの組み合わせであっても良く、また穴の形態や大き
さが異なるものの組み合わせで使用しても、一向に差し
支えない。また空気（ガス）の取り入れ側と、排出側の
どちらがわにどのような形状や穴のものを使用するか
は、必要に応じて決めることができる。しかし再生処理
を繰り返して使用するときなどで、処理する空気圧が高
くてフィルターにヘタリが生じやすい場合などは、フィ
ルターの全面を覆うシート状の固定部材を使用すること
が好ましい。

【００２５】留め具２は、図５や図６に留め具５２、５
２’、６２として例示されるようなものと、図７に留め
具７２として例示されるようなものを組み合わせて複数
種併用することも、その強度面やその他の必要性から効
果が増す場合もある。例えば図５や図６に示されるよう
な留め具５２、５２’、６２と、図７に示されるような
留め具７２を併用する場合を説明すると、片側の固定具
１の格子点部に雄の留め具５２を取り付け、もう一方の
固定部材１の合わさる位置の格子点部に雌の留め具５
２’を取り付け、図７に示す外縁部に留め具７２を取り
付ける。固定部材１，１の間にフィルター３を挟み込む
には、雄の留め具５２と雌の留め具５２’を圧着接合さ
せる。さらに、固定部材１，１の外縁部に図７に示す留
め具７２を嵌めこむ。留め具５２、５２’の構造は、フ
ィルターに貫通させるため、太さはできる限り細く、先
端は丸みを持たせたものが好ましい。

【００２６】留め具２の取り付け位置は、格子の合わさ
った部分に限らず、外縁部等どこでもよく、２枚の固定
部材１，１を合わせたときに嵌めこみできるように一致
する部分であれば良い。留め具２の取り付け個数は、挟
み込みまれたフィルター３が処理する空気（ガス）の圧
力を受けても変形したり、移動したりすることがないよ
うにフィルター３を固定する機能があれば良い。

【００２７】これまで繊維状活性炭からなる不織布、織
物、編物、フェルトなどから選ばれるシート状のフィル
ターは強度が非常に弱いため、再生することが困難であ
ったが、本発明では固定部材１、留め具２などの素材が
繊維状活性炭不織布の再生処理に耐え得る素材を使用し
て、繊維状活性炭不織布フィルターをユニットごと再生
可能としたものであって、耐熱性や耐酸性、耐アルカリ
性などの処理に必要な特性を有する素材を用いる。

【００２８】例えばポリプロピレン樹脂等を用いた場
合、ポリプロピレン樹脂は上記の必要な特性を満たすだ
けでなく、比較的軽量でもあるため、フィルタユニット
の総重量は軽量でフィルタユニットの交換、再生等の作
業は簡単である。したがって従来例の金属製の金網を使
用しているときのような交換作業の危険性はない。ま
た、固定部材１ごと１３０℃程度の熱処理した実験、お
よび酸性またはアルカリ性の再生液で再生処理した場合
でも、従来の金属製のように腐食されてしまうなどの不
具合は起きないので、再生時に繊維状活性炭繊維不織布
フィルター３を固定部材１から取り外す必要がない。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、フィルターユニット取り付け
部の面積の殆ど全てを、フィルターの有効面積として活
用できる様にしたものである。

【００３０】さらに本発明のフィルターユニットは、繊
維状活性炭不織布フィルター３が再生不可能となるまで
何度も繰り返し使用できるため、経済性に非常に優れた
ものである。

【００３１】また、固定部材１は留め具２が一定のクリ
アランスを持つため、処理する空気（ガス）の圧力が加
わっても本発明のフィルターユニットは、いったんヘタ
ッタ部分の嵩が回復し易く、製造当初の厚さと殆ど変化
しないで厚さを略一定に保つことができるので、再生処
理の後でもフィルター密度が一定に保たれるために圧力
損失のバラツキを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

図１、図２、図３、図４はフィルターユニットを両面か
ら挟んで固定する板状部材(固定部材) の構造の概念を
例示する正面図（ａ）および背面図（ｂ）である。図
５、図６、図７は、それぞれ留め具の一実施例を示す断
面から見た概念図を表す。

【符号の説明】

１、・・・・・・・・・・・・・ 固定部材 ２、５２、５２’、６２、７２・ 留め具 ３・・・・・・・・・・・・・・ フィルター ４・・・・・・・・・・・・・・ 枠

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA03 BB02 BB03 BB04 BC12 CA10 CB01 CB04 CB09 4D058 JA12 JB04 JB24 JB25 KA01 KA16 KA23 KA25 KA29 KC06 MA12 SA01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気体を処理するフィルターを、両側から挟
   んで固定する板状部材に通気性を有する部材を用い、且
   つフィルターの着脱が可能なことを特徴とするフィルタ
   ーユニット。
2. 【請求項２】請求項１において、フィルターを固定する
   板状部材が網目状、縞状、格子状などの多孔性構造を有
   する板状部材であることを特徴とする、フィルターユニ
   ット。
3. 【請求項３】請求項１，２において、フィルターを固定
   する板状部材の少なくとも一方が、フィルターの周縁部
   を固定する、枠体であることを特徴とするフィルターユ
   ニット。
4. 【請求項４】請求項１，２において、フィルターを固定
   する板状部材の少なくとも一方が、フィルターの全面を
   覆うシート状であることを特徴とするフィルターユニッ
   ト。
5. 【請求項５】請求項１、２、３，４において、使用する
   フィルターが繊維状活性炭からなる不織布、織物、編
   物、フェルトなどから選ばれるシートであって、該フィ
   ルターユニットを分解することなくそのまま酸・アルカ
   リ・加熱などによる再生処理ができ、再生処理後そのま
   まフィルターユニットとして再使用が可能であることを
   特徴とするフィルターユニット。
6. 【請求項６】請求項１、２、３，４、５において、フィ
   ルターを両側から挟んで固定する板状部材の留め具が、
   固定する板状部材間のクリアランスを一定に保つことが
   可能なものであることを特徴とするフィルターユニッ
   ト。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５、６において、
   フィルターを両側から挟んで固定する板状部材の留め具
   が、固定する板状部材に対して取り付け・取り外しが自
   在な別部材であることを特徴とする空気浄化用フィルタ
   ーユニット。