【発明の詳細な説明】
空気から粒子を分離するフィルタ
発明の技術分野
本発明は、空気から粒子を分離するフィルタであって、その端部にて共にまと
められた静電気的に荷電可能な材料から成る細長く、可撓性又はフレキシブルな
一組みのエレメントを備え、作動中、該エレメントを互いに対して、連続的に動
かし、これにより、空気から極小粒子さえも上記エレメントに吸引する働きをす
る静電気を発生させ得るように、流れる空気が上記フィルタを通って進むダクト
内にて作動することを目的とするフィルタに関する。
従来の技術
全体として上述した型式の空気清浄化フィルタは、米国特許第1 125 05号及び
国際出願第95／00248号により、従来から公知である。これらの公知のフィルタ
の１つの重要な利点は、粒子を捕集する可撓性のエレメントが、外部の電気エネ
ルギを供給する必要なく、連続的に静電気的に荷電される状態を保つと同時に、
極小粒子をも分離する能力を有することである。しかしながら、２つのフィルタ
構造体に共通する欠点は、束、又は組みの可撓性エレメントが不完全な状態にて
空気ダクトを充填する場合があることである。個々のエレメントは、最初に述べ
た場合、格子から成り、後に述べた場合、ループ状に配置されたバンドから成る
フレーム構造体内にて共にまとめられ、上記バンドが特定の軸方向伸長部を有し
、該フレーム構造体が空気の流れをフレーム構造体を通じて分配する働きをする
パイプ形成手段を備えている。フレーム構造体の下流に配置された可撓性のエレ
メントの部分は、移動自在であり、最適なろ過効果を得るためには、上記エレメ
ントは、ダクトの断面を横断するように均一に分配しなければならない。組みの
エレメントを収容するスペースの部分がエレメントによって充填されていないな
らば、空隙が形成され、空気は、上記のエレメントに接触し且つ該エレメントに
より清浄にされることなく、この空隙を通って流れる可能性がある。ダクト領域
のかかる空隙部分における流れ抵抗は最小であるため、空気は、当然に、かかる
空隙を通って流れようとする。換言すれば、比較的小さい空隙でも、ろ過が不十
分又は全く行われないバイパス空気流又は漏洩流れとして、清浄にすべき空気の
大
部分が流れるようにする可能性がある。充填されていない空隙は、既に垂直又は
直立の空気ダクト中に存在するが、この現象は、空気ダクトが水平に方向決めさ
れるとき、特に、顕著となる。後で述べた場合、組みのエレメントの長さの少な
くとも大部分に沿って、ダクトの上方部分にかかる可撓性のエレメントが完全に
存在しないため、可撓性のエレメントは、ダクトの底部領域に向けた方向に同時
に、それ自体の重量により共に充填されることになる。
発明の目的及び特徴
本発明は、従来から公知のフィルタに関する上述した問題点を解決し且つ改良
に係るフィルタを形成することを目的とする。このように、本発明の主目的は、
組みのエレメントが設置されるダクト領域の全体におけるろ過効果を実質的に均
一にする可撓性で且つ静電気的に荷電可能なエレメントを使用するフィルタを形
成することである。更なる目的は、構造的に簡単であり、従って、経済的に製造
できるフィルタを形成することである。
上記の目的は、請求項１の特徴部分に記載した特徴により実現される。
添付図面の簡単な説明
添付図面において、
図１は、本発明によるフィルタ内に含まれる異なる詳細を示す分解斜視図であ
る。
図２は、多数の可撓性の粒子吸引エレメントを支持ディスクに取り付ける方法
を示す部分側面図である。
図３は、本発明による２つのフィルタを含む、水平位置にある空気清浄化組立
体の図である。
図４乃至図６は、異なる断面を有する空気ダクトを示す端面図である。
発明の好適な実施の形態の詳細な説明
図面において、参照番号１は、全体として、本発明に従って設計されたフィル
タを示し、この開示した実施例における上記フィルタは、ダクト３を画定する管
２内に収容することを目的としており、このダクトを通じて空気が流れ、より正
確には、図面の頂部から下方の方向に流れることができる。記載した実施例にお
いて、管２は、比較的広い２つの主壁４、４’と、２つの狭小な側壁５、５’に
より画定された多角形、より正確には、矩形の断面形状をしている。
フィルタ１は、細長がで可撓性又はフレキシブルなエレメント６を多数備えて
いる。これらのエレメントは、その端部にて、空気が貫通することを許容する剛
性な性質の共通のフレーム構造体７内で組み立てられて又はまとめられており、
上記フレーム構造体７は、管２の長手方向軸線を直交するように伸長し、また、
管２の断面全体と実質的に交差し又は覆う。エレメント６は、糸、ストリップ、
繊維、繊維状手段又はその組み合わせの形状とすることができる。これらのエレ
メントの少なくとも幾つか、好ましくはその全ては、エレメントが互いに対して
移動するようにされたとき、静電気的に荷電することのできる材料から成るよう
にする。荷電可能なエレメントは、１つの極性のみを有する同一の材料とするこ
とができるが、異なる極性を有する２つの異なる型式の材料、例えば、強力な正
電荷を有する第一の材料と、強力な負電荷を有する第二の材料とを使用すること
も可能である。最初に述べた材料は、ウール、綿などの群から選択される一方、
第二の材料は、ポリプロピレンのようなプラスチックポリマーである。また、エ
レクトレット繊維型式の糸又はエレメント、また、例えば、銅繊維のような金属
繊維を使用することも可能である。活性なエレメントが動くようにされたとき、
より正確には、これら材料が一方にて互いに対して擦り合わされ、他方にてエレ
メントと通過する空気との間に摩擦作用が設定されたとき、静電気を発生させる
ことが特徴である。
フレーム構造体７の組立て及び支持は、実際に、幾つかの異なる方法にて行う
ことができる。しかしながら、管の断面と完全に直交するフレーム構造体は、流
入する空気をダクトの長手方向伸長部に対して直交する面内にて均一に分配し得
ることが必須である。この理由のため、フレーム構造体は、空気がより小さい部
分的流れとして通ることのできる小さく且つ個々の部分的な通路を多数、備える
必要がある。このように、フレーム構造体及び部分的な通路は、例えば、５乃至
50ｍｍ、好ましくは、10乃至30ｍｍの範囲のある少なくとも軸方向伸長部分を備
える必要がある。所定の実施例において、フレーム構造体７は、２つの長手方向
側壁９と、該側壁９の間を伸長する幾つかの仕切り１０とを有し、該幾つかの仕
切り１０が、例えば１乃至16ｍｍ2の範囲の制限された断面積を有するパイプ状
セ
ルをそれ自体の間に画定する、個々のボックスユニット８の多数から成っている
。
本発明によるフィルタが本明細書にて記載されている限り、このフィルタは全
ての必須の点にて、スウェーデン国特許第9302117−8号により従来から公知であ
る。
本発明による新規性及びその特徴は、組みの可撓性のエレメントを幾つかの部
分的な組み６’、６’’、６’’’等に仕切り、これにより、主ダクト３を幾つ
かの部分的なダクト３’、３’’、３’’’等に仕切る幾つかの仕切り又は分離
壁１１を備えている（図３を参照）。
次に、多数の可撓性エレメント６が、その上端にて薄いディスク１２の下方部
分の両側部に取り付けられる方法を示す、図２に関して説明する。実際には、該
エレメントは、接着剤の接着によりディスクに接続することができる。図２から
明らかであるように、これらのエレメントは、最初に、ボックスユニット８の厚
さより著しく大きい幅を有する豊かなエレメントの流れとして垂れ下がる。エレ
メントは、ディスク１２の両側部に取り付けた状態で示してあるが、エレメント
をその一側部にのみ取り付けることも可能である。個々のディスク１２の各々は
、隣接するボックスユニットの間に挿入され且つ好ましくは、接着剤による接着
により上記ユニットに接続され、ボックスユニット及び中間ディスクは、共に、
堅固なフレーム構造体７を形成するようにする。ディスク１２の高さは、ボック
スユニット８よりも高いため、ディスクは組み立てたフレーム構造体７を越えて
下方に突き出すことになる。仕切り１０によりボックスユニット８に通って流れ
る各空気の流れは、極めて細かい部分的な流れに分割されるため、フレーム構造
体を通る空気は、隣接するディスタ１２の間に画定された個々の区画室１３内に
て実質的に均一に分配されることになる。
分離壁１１は、例えば、上記壁の間の５つのボックスユニット８のような適当
な相対的距離にて挿入される。また、分離壁１１は、接着剤による接着により隣
接するボックスユニットと接続されることが好ましい。実際には、分離壁１１は
、その自由端がエレメント６の自由端と実質的に同一の断面内に配置されるよう
な長さである必要がある。しかしながら、実際には、上記自由端の間の寸法が相
違する可能性がある。実際には、分離壁（管２と同様）を例えば、プラスチック
の
ような空気に対して不透過性の材料で製造することが好ましい。しかしながら、
分離壁が形状に関して十分な剛性が付与されるならば、例えば、格子の形状のよ
うな、空気に対して透過性の分離壁を製造することも可能であると考えられる。
特に、フィルタがその活性状態にて水平に方向決めし得るようにされるとき、例
えば、フレームの形状をしたスペーサ要素を分離壁の自由端の間に設けて、壁が
多少可撓性であっても分離壁の間の平行状態を保証することができる。
図３には、共通のダクト形成管２内に２つのフィルタ１を取り付ける方法が示
してある。例えば圧力ファンにより空気がダクトの左端部を介して導入されると
き、その空気は、フレーム構造体７内の異なるボックスユニットの個々のセルを
最初に、貫通し、次に、分離壁１１により分離された部分的なダクト３’、３’
’、３’’’を通って流れる。これらの部分的なダクトは、限られた高さ又は幅
を有するため、異なる部分的な組みの可撓性のエレメントが部分的なダクトを実
質的に完全に充填し、該可撓性のエレメントが部分的なダクトの各々に含まれる
ことが保証される。フィルタが不作動であるとき、個々の部分的な組みのエレメ
ントが最初、多少潰れる傾向がある場合であっても、空気がダクトを通じて移動
され、従って、分離壁の間に画定された制限された容積を充填するとき、限定量
のエレメントはバタバタし始める。ダクトの断面の全体を通じて見ると、このよ
うに、完全な充填が保証され、その結果、異なる部分的な空気流が未処理のバイ
パス空気流を有することはない。換言すれば、空気は、入口と出口との間を流れ
る間、その全長に沿った粒子分離エレメントに沿って均一に擦る。換言すれば、
フィルタを通る全ての空気を効果的に清浄にすることが保証される。
図４には、互いに対してある角度にて方向決めした２つの面の各々にて幾つか
の個々の部分的なダクトを画定し得るように、第一及び第二の分離壁１１’、１
１’’を互いに対して角度を成し、好ましくは、互いに対して垂直に配置する方
法が示されている。図４による実施の形態において、個々の部分的なダクトは矩
形の断面を有している。図５には、部分的なダクトもまた方形の断面を有する状
態が示してある。最後に、図６には、円形の断面を有する管２を個々の部分的な
ダクトに仕切る方法が開示されている。この場合、フィルタは、平行で隔たった
多数の分離壁を有するのみならず、上記第一の仕切り壁に対して垂直に方向決め
された更なる分離壁をも有している。
発明の実現可能な改変例
本発明は、上述し且つ図面に図示した実施の形態にのみ厳格に限定されるもの
ではない。この実施の形態における可撓性の粒子捕集エレメントは、一端にての
み支持・組み立てフレーム構造体に取り付けた状態で示されているが、エレメン
トの両端を隔てられた２つのフレーム構造体に取り付けることも可能である。本
発明によるフィルタは、空気から粒子を分離することに関して適したものとして
説明し且つ特許請求の範囲に記載したが、該フィルタは、空気以外の他の気体に
関して同一目的にも有用である。また、フィルタが内部に取り付けられるダタト
は、管以外のものとして形成することも可能であることを指摘する必要がある。
平面状の分離壁に代えて、別の任意の形状を有する壁も使用可能である。このよ
うに、例えば、円形断面を有する外管又は殻体の内部に、円形（又は多角形）の
断面を有する１つ以上の内側分離壁を提供し、該内側分離壁がその間に、環状の
断面を有する部分的なダクトを画定するようにすることも考えられる。また、半
径方向分離壁によって上記の環状の部分的なダクトを幾つかのより小さい部分的
なダクトに仕切ることも可能である。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a filter for separating particles from air, comprising a filter which is electrostatically chargeable at the ends thereof. Comprising an elongated, flexible or flexible set of elements which, during operation, move the elements continuously relative to each other, thereby dissipating static electricity which acts to attract even microscopic particles from the air to said elements. It relates to a filter intended to operate in a duct in which flowing air passes through the filter, as may be generated. BACKGROUND OF THE INVENTION Air cleaning filters of the type described generally above are known from U.S. Pat. No. 1,125,051 and International Application No. 95/000024. One important advantage of these known filters is that the flexible element for trapping particles remains continuously electrostatically charged without the need to supply external electrical energy, The ability to separate even very small particles. However, a disadvantage common to the two filter structures is that bundles or sets of flexible elements may fill the air duct incompletely. The individual elements consist of a lattice, if mentioned at first, or together, in a frame structure consisting of bands arranged in a loop, later described, said bands having a particular axial extension. And pipe forming means which serve to distribute the flow of air through the frame structure. The portion of the flexible element located downstream of the frame structure is movable and, for optimal filtration effect, the element must be evenly distributed across the cross section of the duct. Must. If the part of the space containing the elements of the set is not filled by the elements, a gap is formed and the air flows through this gap without contacting said elements and being cleaned by said elements there is a possibility. Air naturally attempts to flow through such gaps because the flow resistance in such gaps in the duct area is minimal. In other words, even a relatively small air gap can cause a large portion of the air to be cleaned to flow as a bypass airflow or leaky flow with insufficient or no filtration. Unfilled voids are already present in vertical or upright air ducts, but this phenomenon is particularly pronounced when the air ducts are oriented horizontally. In the latter case, along at least a major part of the length of the elements of the set, the flexible element will be located in the bottom area of the duct, since there is no flexible element on the upper part of the duct. At the same time, they will be filled together by their own weight in the direction of their orientation. OBJECTS AND FEATURES OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems associated with hitherto known filters and to provide improved filters. Thus, a primary object of the present invention is to form a filter that uses a flexible and electrostatically chargeable element that substantially uniforms the filtration effect throughout the duct area in which the set of elements is installed. It is to be. A further object is to form a filter that is structurally simple and therefore economically manufacturable. The above object is achieved by the features described in the characterizing part of claim 1. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the accompanying drawings, FIG. 1 is an exploded perspective view showing different details contained within a filter according to the present invention. FIG. 2 is a partial side view showing a method of attaching a number of flexible particle suction elements to a support disk. FIG. 3 is an illustration of an air cleaning assembly in a horizontal position, including two filters according to the present invention. 4 to 6 are end views showing air ducts having different cross sections. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION In the drawings, reference numeral 1 generally designates a filter designed in accordance with the present invention, wherein the filter in the disclosed embodiment comprises a tube 2 defining a duct 3. The air flows through this duct and, more precisely, can flow downward from the top of the drawing. In the embodiment described, the tube 2 has a polygonal, more precisely rectangular cross-sectional shape defined by two relatively wide main walls 4, 4 'and two narrow side walls 5, 5'. ing. The filter 1 comprises a number of elongated, flexible or flexible elements 6. These elements are assembled or assembled at their ends in a common frame structure 7 of rigid nature that allows air to penetrate, said frame structure 7 being It extends perpendicular to the longitudinal axis and substantially intersects or covers the entire cross section of the tube 2. Element 6 may be in the form of a thread, strip, fiber, fibrous means or a combination thereof. At least some, and preferably all, of these elements are made of a material that can be electrostatically charged when the elements are moved relative to each other. The chargeable elements can be the same material with only one polarity, but two different types of materials with different polarities, for example, a first material with a strong positive charge and a strong negative It is also possible to use a charged second material. The first mentioned material is selected from the group of wool, cotton, etc., while the second material is a plastic polymer such as polypropylene. It is also possible to use electret fiber type yarns or elements, or metal fibers such as, for example, copper fibers. When the active element is allowed to move, more precisely, when these materials are rubbed against one another on the one hand and a frictional action is set up between the element and the passing air on the other hand, static electricity is created. The feature is to generate. The assembly and support of the frame structure 7 can in fact be effected in several different ways. However, it is essential that the frame structure, which is completely perpendicular to the cross section of the tube, be able to distribute the incoming air uniformly in a plane perpendicular to the longitudinal extension of the duct. For this reason, the frame structure must have a large number of small and individual partial passages through which air can pass as a smaller partial flow. Thus, the frame structure and the partial passage need to have at least an axial extension, for example in the range 5 to 50 mm, preferably 10 to 30 mm. In certain embodiments, the frame structure 7 has two longitudinal side walls 9 and a number of partitions 10 extending between the side walls 9, the number of partitions 10 being, for example, 1 to 16 mm. It consists of a number of individual box units 8, which define between themselves a pipe-shaped cell with a restricted cross-sectional area in the range of two . As far as the filter according to the invention is described herein, it is known in all essential respects from Swedish Patent 9302117-8. The novelty and its features according to the invention are that the set of flexible elements is divided into several sub-sets 6 ', 6 ", 6'", etc., whereby the main duct 3 is divided into several sub-sets. It comprises several partitions or separation walls 11 which partition into partial ducts 3 ', 3 ", 3'" etc. (see FIG. 3). 2 which shows how a number of flexible elements 6 can be mounted on both sides of the lower part of the thin disk 12 at the upper end. In practice, the element can be connected to the disc by gluing the adhesive. As is evident from FIG. 2, these elements initially hang down as a stream of rich elements having a width significantly greater than the thickness of the box unit 8. Although the elements are shown mounted on both sides of the disk 12, it is also possible to mount the elements only on one side. Each of the individual disks 12 is inserted between adjacent box units and is preferably connected to said units by gluing, the box unit and the intermediate disk together forming a rigid frame structure 7 To do. Since the height of the disk 12 is higher than the box unit 8, the disk projects downward beyond the assembled frame structure 7. The air flow through the frame structure is divided into individual compartments defined between adjacent distors 12 because the flow of each air flowing through the box unit 8 by the partitions 10 is split into very fine partial flows. 13 will be substantially uniformly distributed. Separation walls 11 are inserted at appropriate relative distances, for example, five box units 8 between the walls. Further, the separation wall 11 is preferably connected to an adjacent box unit by bonding with an adhesive. In practice, the separating wall 11 must be of such a length that its free end is arranged in substantially the same cross section as the free end of the element 6. However, in practice, the dimensions between the free ends may be different. In practice, it is preferred that the separating wall (similar to the tube 2) be made of a material which is impermeable to air, for example plastic. However, if the separating wall is provided with sufficient rigidity in terms of shape, it would also be possible to produce a separating wall that is permeable to air, for example in the form of a grid. In particular, when the filter is made to be able to orient horizontally in its active state, for example, a spacer element in the form of a frame is provided between the free ends of the separating wall so that the wall is somewhat flexible. Even so, a parallel state between the separation walls can be guaranteed. FIG. 3 shows a method of mounting two filters 1 in a common duct forming tube 2. When air is introduced through the left end of the duct, for example by a pressure fan, it first penetrates the individual cells of the different box units in the frame structure 7 and then is separated by the separating wall 11 Through the cut-out partial ducts 3 ', 3', 3 '''. Because these partial ducts have a limited height or width, different partial sets of flexible elements substantially completely fill the partial ducts, Is included in each of the partial ducts. When the filter is inactive, air is moved through the ducts, even if the individual sub-sets of elements initially tend to collapse somewhat, thus limiting the defined space between the separation walls. When filling the volume, the limited amount of elements begins to flutter. When viewed through the cross section of the duct, complete filling is thus ensured, so that different partial air flows do not have an untreated bypass air flow. In other words, the air rubs uniformly along the particle separation element along its entire length while flowing between the inlet and the outlet. In other words, it is ensured that all air passing through the filter is effectively cleaned. FIG. 4 shows that the first and second separating walls 11 ′, 1 ′, 1 ′ and 2 ′ can be defined on each of the two faces oriented at an angle with respect to each other. A method is shown in which the 1 '' is arranged at an angle to each other, preferably perpendicular to each other. In the embodiment according to FIG. 4, the individual partial ducts have a rectangular cross section. FIG. 5 shows that the partial duct also has a rectangular cross section. Finally, FIG. 6 discloses a method for separating a pipe 2 having a circular cross section into individual partial ducts. In this case, the filter has not only a large number of parallel separating walls, but also further separating walls oriented perpendicular to said first partition. Possible Modifications of the Invention The invention is not strictly limited to only the embodiments described above and illustrated in the drawings. Although the flexible particle collection element in this embodiment is shown attached to the support and assembly frame structure only at one end, it is attached to two frame structures separated by opposite ends of the element. It is also possible. Although the filter according to the invention has been described and claimed as suitable for separating particles from air, the filter is also useful for the same purpose with respect to gases other than air. It should also be pointed out that the dart in which the filter is mounted can be formed as something other than a tube. Instead of a planar separating wall, a wall having another arbitrary shape can be used. Thus, for example, within an outer tube or shell having a circular cross-section, one or more inner separating walls having a circular (or polygonal) cross-section may be provided, with the inner separating wall therebetween having an annular shape. It is also conceivable to define a partial duct having a cross section. It is also possible to divide the annular partial duct into several smaller partial ducts by means of radial separating walls.
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