JP2005021760A - 高温用エアフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】６００℃程度の高温空気の通過により、高温用エアフィルタを構成する金属製のフィルタ枠体もしくは部材が高温空気の通過による熱膨張によって伸びた場合であっても、濾材にクラックが発生せず、長期間の使用を可能とする高温用エアフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】無機質繊維を抄造してなる濾材を金属製のフィルタ枠体に固定した高温用エアフィルタであって、前記濾材の破断伸び率が少なくとも前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】無機質繊維を抄造してなる濾材を金属製のフィルタ枠体に固定した高温用エアフィルタであって、前記濾材の破断伸び率が少なくとも前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温清浄空気で物品を乾燥する乾燥機などに付設される循環空気清浄用の高温用エアフィルタに関し、特に６００℃程度の高温で使用するのに好適な高温用エアフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製薬工業、食品産業等に用いられる乾燥機には、循環空気を清浄化するための高温用エアフィルタが併設されるようになってきている。このような従来の高温用エアフィルタは、ガラス繊維を主体とし、有機バインダを用いて抄造した濾材を両側から金網等で挟持してフィルタ素子とし、前記フィルタ素子の端部をウレタン樹脂、シリコン樹脂などの有機系または無機系の液状シール材を使用して、ステンレス等の金属製のフィルタ枠体内に接着固定した構造となっている。しかしながら高温空気が前記エアフィルタを通過すると、前記フィルタ素子がフィルタ枠体に接着固定されているため、フィルタ素子とフィルタ枠体との熱膨張による伸びが異なり、熱膨張差によって濾材が引っ張られて濾材にクラックが発生するという不都合があった。さらに、高温空気が前記エアフィルタを通過すると、前記液状シール材および濾材中の有機物が炭化して、該炭化物が発塵、飛散するという不都合があった。また、無機系の液状シール材は、高温空気の通過によって硬化し脆くなるという不都合があった。このため、本出願人は、前記不都合を解消するべく、液状シール材を用いてフィルタ枠体に接着固定することなく、濾材を弾性変形可能なフレームに介装し、複数積層配列した前記フレームを積層方向、上下方向、両側方向から挟持して、前記フレームを介して前記濾材をフィルタ枠体に気密に固定した高温用エアフィルタを先に提案した（特許文献１）。さらに、本出願人は、炭化物の発塵、飛散の不都合を解消するため、発塵源となる有機バインダを含まない濾材として、極細シリカ繊維とガラス長繊維とを含有して湿式抄造したものを先に提案した（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２００４０８号公報（請求項１、図面）
【特許文献２】
特開２００１−２１２４１５号公報（特許請求の範囲）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に示した高温用エアフィルタであっても、６００℃程度の高温空気が通過すると、濾材を固定しているフィルタ枠体の熱膨張による伸びが大きくなり、前記フレームと濾材の間ではクラックが発生しにくいものの、フィルタ枠体の熱膨張による大きな伸びに伴って、前記フレームを介して濾材が引っ張られて、前記濾材にクラックが発生するという問題があった。また、特許文献２のように、有機バインダを含まない濾材を用いた高温用エアフィルタにあっては、前記濾材を金網等で挟持し、もしくは、前記特許文献１のように前記濾材に支持板等を積層して、前記濾材を強度的にバックアップする必要があり、前記支持板等の部材が金属製であると、６００℃程度の高温空気の通過によって、濾材と接触している前記部材の熱膨張による伸びに伴って前記濾材が引っ張られ、クラックが発生しやすくなるという問題があった。
そこで、本発明は前記問題点に鑑みて、６００℃程度の高温空気の通過により、高温用エアフィルタを構成する金属製のフィルタ枠体もしくは部材が高温空気の通過による熱膨張によって伸びた場合であっても、濾材にクラックが発生せず、長期間の使用を可能とする高温用エアフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の高温用エアフィルタは、前記目的を達成すべく、請求項１に記載の通り、無機質繊維を抄造してなる濾材を金属製のフィルタ枠体に固定した高温用エアフィルタであって、前記濾材の破断伸び率が少なくとも前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする。
また、請求項２記載の高温用エアフィルタは、請求項１記載の高温用エアフィルタにおいて、前記濾材に接触し、前記濾材とともにフィルタ枠体に固定する金属製の部材を設け、前記濾材の破断伸び率が前記部材を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする。
また、請求項３記載の高温用エアフィルタは、請求項１または２記載の高温用エアフィルタにおいて、前記濾材が平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％と、平均繊維径１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有してなるものであることを特徴とする。
また、請求項４記載の高温用エアフィルタは、請求項１乃至３のいずれかに記載の高温用エアフィルタにおいて、前記濾材を予め７００〜９００℃で焼成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の高温用エアフィルタは、濾材を金属製のフィルタ枠体に固定したものであり、前記濾材が無機質繊維を抄造したものであって、前記濾材の破断伸び率が前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上としたものである。
前記高温用エアフィルタを通過する高温空気によって、フィルタ枠体が熱膨張して伸び、前記フィルタに固定されている濾材が引っ張られた場合であっても、前記フィルタ枠体の伸びに追従して前記濾材が伸びるため、該濾材にクラックが発生せず、高温用エアフィルタを長期間使用することが可能となる。なお、前記濾材の破断伸び率は、ＪＩＳ Ｐ８１１３に規定される方法にしたがって測定するものとする。
前記フィルタ枠体は、例えば、耐熱性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスで構成することが好ましい。金属の伸びは、前記金属の線膨張係数に、温度変化を乗じた値（％）として表される。例えば、ＳＵＳ３０４の線膨張係数は１８×１０−６／℃であり、０〜６００℃におけるＳＵＳ３０４の伸びは１．０８％である。ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１２×１０−６／℃であり、０〜６００℃におけるＳＵＳ４３０の伸びは０．７２％である。このため、６００℃で使用する高温用エアフィルタのフィルタ枠体を構成する金属として、例えば、ＳＵＳ４３０を使用した場合は、前記フィルタ枠体に固定する濾材の破断伸び率は、０．７２％以上であることが好ましい。
【０００７】
また、前記濾材の破断伸び率は、前記濾材と接触して、前記濾材とともにフィルタ枠体に固定される部材を構成する金属の伸び以上であることが好ましい。
高温用エアフィルタに高温空気が通過し、前記濾材に接触して、該濾材を強度的にバックアップしている前記部材が熱膨張によって伸びると、前記部材の伸びに伴って濾材が強く引っ張られて、特に、濾材にクラックが発生しやすくなる。前記濾材の破断伸び率を前記部材を構成する金属の伸び以上とすると、前記部材の熱膨張による伸びに追従して前記濾材が伸び、濾材にクラックが発生しない。
前記部材は、例えば、耐熱性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスで構成することが好ましい。
【０００８】
前記濾材は、平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％と、平均繊維径１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有してなるものであることが好ましい。
平均繊維径が１．２μｍ未満の極細の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％含有し、中性抄造により濾材を形成すると、極細の耐熱性ガラス繊維同士が密に絡み合って濾材を構成するため、高温用エアフィルタに高温空気が通過し、前記フィルタ枠体または濾材を強度的にバックアップする部材が熱膨張し、この熱膨張による伸びに伴って濾材が引っ張られた場合であっても、濾材を構成する極細の耐熱性ガラス繊維同士の絡み合いが多少緩んで、前記フィルタ枠体または部材の伸びに追従して濾材が伸びるため、前記濾材にクラックが発生しない。前記耐熱性ガラス繊維の含有量を１００〜４０質量％としたのは、４０質量％未満であると、耐熱性ガラス繊維の絡み合いが少ないため、濾材の破断伸び率が低くなるためである。
平均繊維径が１．２μｍ未満の極細の耐熱性ガラス繊維の含有量が多いと、濾材の密度が高くなりすぎて、圧力損失が上昇する。このため、平均繊維径が１．２μｍ未満の極細の耐熱性ガラス繊維に、前記耐熱性ガラス繊維の平均繊維径よりも太い平均繊維径が１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有させて濾材を抄造することにより、濾材の密度を低くして圧力損失の上昇を抑制することができる。
このように、前記フィルタ枠体または部材を構成する金属の伸びに対応して、前記耐熱性ガラス繊維の残部に含有する無機質繊維の平均繊維径および含有量を適宜設定することにより、濾材の圧力損失を上昇させることなく、濾材の破断伸び率を、前記フィルタ枠体または部材を構成する金属の伸び以上とすることができる。例えば、前記フィルタ枠体または部材を構成する金属がＳＵＳ４３０である場合、０〜６００℃におけるＳＵＳ４３０の伸びは、０．７２％であるため、濾材の破断伸び率が０．７２％であり、かつ、前記濾材の圧力損失が大きくならないように、平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱製ガラス繊維と、平均繊維径が１．２μｍ以上３μ未満の無機質繊維と、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維の含有量を適宜設定する。
前記耐熱性ガラス繊維として、Ｅガラス、Ｓガラス、石英ガラス、高ケイ酸ガラス等からなるガラス繊維が挙げられるが、６００℃以上の高温空気が通過する高温用エアフィルタ用濾材に用いるため、耐熱性の観点から石英ガラス、高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維であることが好ましい。
前記無機質繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、石英ガラス、高ケイ酸ガラス等からなるガラス繊維や、アルミナ繊維等が挙げられるが、６００℃以上の高温空気が通過する高温用エアフィルタ用濾材を構成する無機質繊維として、耐熱性の面から石英ガラス、高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維、アルミナ繊維を用いることが好ましい。
【０００９】
前記濾材が高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維を含む場合は、予め７００〜９００℃で焼成することが好ましい。前記濾材は、高温空気の通過によって収縮するが、前記濾材を予め前記温度で焼成しておくことにより、高温空気の通過によっても、前記フィルタ枠体または前記部材の熱膨張による伸びに相反して濾材が収縮せず、さらに前記濾材が前記フィルタ枠体または前記部材の伸びに追従して伸びるため、濾材にクラックが発生しない。
濾材の焼成温度を前記温度範囲としたのは、７００℃未満であると、焼成温度が低すぎて、焼成後に高温の空気を通過させると濾材が収縮してしまうからであり、また、９００℃を超えると焼成温度が高すぎて濾材が硬化してしまい、濾材の伸びが失われてしまうからである。
【００１０】
【実施例】
次に、前記濾材を用いた高温用エアフィルタの実施例について図面に基づき説明する。
図１は、前記濾材を用いた高温用エアフィルタ１の全体斜視図であり、高温用エアフィルタ１は、フレーム２の間に濾材３と、前記濾材３の少なくとも片面に接触し、前記濾材３を強度的にバックアップする金属製の部材である支持板４とを介在させて、フレーム２を積層状態に配列し、フレーム２と濾材３および支持板４とを、図２に示すような一対のエンドプレート６，６、トッププレート７，７およびボトムプレート８、一対のサイドプレート９，９からなる金属製のフィルタ枠体１４内に固定している。
図３は、フレーム２と濾材３および支持板４の積層状態を示し、図３において、フレーム２とフレーム２との間には濾材３と支持板４とを介在させて３つのフレーム２を配列している。フレーム２は、矩形状の一辺を設けない開口部とし、平面が開口状態となる平面コ字形状となっており、前記開口部を上方に配置したフレーム２と、前記開口部を下方に配置したフレーム２とを交互に配置している。また、フレーム２の開口部には、スペーサ１０を配置し、スペーサ１０と濾材３との間には濾材３を保護し、かつ、濾材３と接触する金属製の部材である押さえ板１１を介在させている。なお、図示の例に限らず、所望とする高温用エアフィルタの性能に適した数のフレーム２を積層配列することが可能であり、また、フレーム２の開口部は、上下方向に限らず、側方向に配置させることも可能である。図４に示すように、前記濾材３は、前記フレーム２の周囲から突出することなく、平面コ字形状の前記フレーム２に当接する大きさとなっており、支持板４は、前記濾材３と同じ大きさとなっている。
このように、フレーム２とフレーム２との間には濾材３と支持板４を介在させて、複数のフレーム２を積層して配列し、この積層状態に配列したフレーム２を積層方向から一対のエンドプレート６，６で挟持し、また、前記フレーム２の上面両側に配置した二つのトッププレート７，７と下面に配置したボトムプレート８で上下方向から挟持し、さらに、前記フレーム２の両側面に配置した一対のサイドプレート９，９で両側方向から挟持して、前記濾材３と支持板４とを前記フレーム２を介してフィルタ枠体１４に圧着して気密に固定している。
なお、図５に示すように、積層状態に配列したフレーム２を上下方向からトッププレート７とボトムプレート８とで挟持しているため、二つのフレーム２の間に挟んだ濾材３および支持板４の上下に形成されたＶ字状の空隙が埋められ、上下方向、積層方向、両側方向から前記各プレートで挟持されて、前記フレーム２に濾材３と支持板４とが圧着されて気密にシールされた状態となる。
前記フレーム２の上方の開口部をガス流入口とし、前記フレーム２の下方の開口部をガス流出口として高温用エアフィルタを構成している。前記枠体１４は、枠体１４を構成する各プレートの互いに重なり合う所定位置に、例えば、図５に示すように孔部７ａ，９ａを穿設し、該孔部７ａ，９ａにボルト１２を通過させてナット１３で各プレート同士を互いに締め付け固定して、濾材３および支持板４をフレーム２を介して、フィルタ枠体１４に気密に固定している。なお、濾材３をフィルタ枠体１４に気密に固定する方法としては、前記各プレートをボルト１２およびナット１３で締め付け固定する方法に限らない。
高温用エアフィルタ１は、接着剤等を用いることなく、濾材３および支持板４がフレーム２に圧着されて、気密にシールされた状態でフィルタ枠体１４内に固定されているため、６００℃程度の高温の空気が高温用エアフィルタを通過した場合であっても、接着剤の燃焼によって発生する発塵等の問題がなく、濾材および支持板は、フィルタ枠体内に接着固定されていないため、分解し易く廃棄処分が容易である。
【００１１】
前記フィルタ枠体１４を構成するエンドプレート６，６、トッププレート７，７、ボトムプレート８およびサイドプレート９，９は、耐食性、耐酸性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスであることが望ましい。
【００１２】
前記支持板４は、ステンレス等の金属から製造された板状部材に多数の小孔が穿設されたパンチングプレート等からなっている。前記支持板４は、通気性を有しかつ前記濾材３をバックアップする強度を備え、空気を通過する構造であれば、パンチングプレートに限らない。前記支持板４は、耐熱性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスで構成することが好ましい。
【００１３】
前記高温用エアフィルタ１は、濾材３と支持板４の周囲をフレーム２を介してフィルタ枠体１４内に圧着して気密に固定しているため、フィルタ枠体１４および支持板４が高温空気の通過によって熱膨張し、フィルタ枠体１４および支持板４に伸びが発生すると、濾材３がフィルタ枠体１４および支持板４に引っ張られることになるが、前記濾材３の破断伸び率を、前記フィルタ枠体１４および支持板４を構成する金属の伸び以上としているため、前記フィルタ枠体１４および支持板４の伸びに追従して前記濾材３が伸び、濾材３にクラックを発生することがない。
【００１４】
前記フレーム２は、弾性変形可能でありかつ使用温度に対する耐熱性を有する材料から形成され、具体的には、ガラス繊維フェルトから形成することが好ましい。なお、フレームの形状は図示の例に限らない。
【００１５】
次に、本発明の高温用エアフィルタ用濾材および前記濾材を用いた高温用エアフィルタの実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維８０質量％と、平均繊維径１．４μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維１０質量％と、平均繊維径６μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維１０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、２．０％であった。
前記濾材と、ＳＵＳ４３０のパンチングプレートからなる支持板とを積層し、平均繊維径２μｍの高ケイ酸ガラスからなる弾性変形可能なガラス繊維フェルトから形成したフレームの間に、前記濾材と支持板とを介在させて、該フレームを５０個積層してＳＵＳ４３０のフィルタ枠体内に固定し、縦寸法３０５ｍｍ×横寸法３０５ｍｍ×奥行寸法２９０ｍｍの大きさの前記実施例と同様の構成の高温用エアフィルタとした。
【００１６】
（実施例２）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維８０質量％と、平均繊維径６μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維２０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．９％であった。前記濾材を用いたこと以外は、前記実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００１７】
（実施例３）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維４０質量％と、平均繊維径１．４μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維６０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．９％であった。前記濾材を用いたこと以外は、前記実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００１８】
（比較例１）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維３０質量％と、平均繊維径１．４μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維７０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．４％であった。前記濾材を用いたこと以外は、実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００１９】
（比較例２）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維６０質量％と、平均繊維径６μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維４０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．３％であった。前記濾材を用いたこと以外は、実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００２０】
次に、このようにして得られた実施例１〜３および比較例１、２の高温用エアフィルタに用いた濾材の破断伸び率および前記高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通風した前後の前記高温用エアフィルタの捕集効率を評価した。結果を表１に示す。
［濾材の破断伸び率］
破断伸び率は、ＪＩＳ Ｐ８１１３に規定される方法にしたがって測定した。
［高温用エアフィルタの捕集効率］
平均粒子径０．３μｍのポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）粒子を、濾材の通過風速が２．５ｃｍ／ｓとなるような風量で処理した時の高温用エアフィルタの一次側（流入側）と二次側（流出側）のＰＡＯ粒子の個数比をパーティクルカウンタで測定し捕集効率を算出した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
表１に示す結果から、以下のことが分かった。
表１から明らかなように、実施例１のように平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を８０質量％とし、平均繊維径が１．２μｍ以上３μ未満の無機質繊維と平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維と同量含有させて抄造した濾材は、前記濾材の破断伸び率が２．０％であり、フィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び０．７２％よりも大きくすることができ、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過しても、捕集効率の低下がないことから、濾材にクラックが発生していないことを確認することができた。
実施例２のように、実施例１と同様に、平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を８０質量％とし、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の比較的大きい平均繊維径の無機質繊維を２０質量％含有させて抄造した濾材であっても、前記濾材の破断伸び率をフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以上とすることができ、また、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過しても、捕集効率の低下がないことから、濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成する金属の伸び以上であれば、濾材にクラックが発生しないことが確認できた。
また、実施例３のように平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維の含有量が４０質量％と少ない場合であっても、平均繊維径が１．２μｍ以上３μｍ未満の比較的小さい平均繊維径の無機質繊維を６０質量％含有させた濾材は、前記濾材の破断伸び率をフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以上とすることができ、また、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過しても、捕集効率の低下がないことから、濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成する金属の伸び以上であれば、濾材にクラックが発生しないことが確認できた。
一方、比較例１のように、平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維が４０質量％以下であると、平均繊維径が１．２μｍ以上３μｍ未満の比較的小さい平均繊維径の無機質繊維を６０質量％含有させた濾材であっても、繊維同士の絡み合いが減少し、前記濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以下となり、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過した後に、捕集効率が低下し、濾材にクラックが発生することが確認できた。
また、比較例２のように、極細の耐熱性ガラス繊維の含有量が６０質量％と比較的多い場合であっても、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の比較的大きい平均繊維径の無機質繊維が３０質量％を超えて含有させた濾材は、繊維同士の絡み合いが減少し、前記濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以下となり、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過した後に、捕集効率が低下し、濾材にクラックが発生することが確認できた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の高温用エアフィルタは、破断伸び率が少なくともフィルタ枠体を構成する金属の伸び以上である濾材を用いたため、高温空気の通過によって、フィルタ枠体が熱膨張して伸び、前記フィルタ枠体の伸びによって濾材が引っ張られた場合であっても、前記濾材がフィルタ枠体の伸びに追従して伸び、前記濾材にクラックを発生することなく、前記高温用エアフィルタを長寿命化することができる。特に、前記濾材の破断伸び率を、前記濾材と接触して濾材とともに前記フィルタ枠体に固定される部材を構成する金属の伸び以上とした場合は、前記部材の金属膨張による伸びによって濾材が強く引っ張られた場合であっても、前記濾材が前記部材の伸びに追従して伸び、前記濾材にクラックが発生しない。
また、前記濾材が平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維と、１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維と、３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維とを適量含有させて抄造したものであると、前記濾材の破断伸び率が、前記フィルタ枠体または前記部材を構成する金属の伸び以上に適宜設定することができるとともに、濾材の密度を適宜設定して濾材の圧力損失の上昇を抑制することができる。また、前記濾材を予め７００〜９００℃で焼成した場合は、高温空気が通過しても濾材が収縮しないように予め濾材を収縮させておくことができ、濾材が前記フィルタ枠体または前記部材の熱膨張による伸びに追従して伸張可能な破断伸び率を有するとともに、金属部材の伸びに相反する収縮を生じないようにして、クラックの発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】高温用エアフィルタの全体斜視図。
【図２】図１のフィルタ枠体を示す分解斜視図。
【図３】図１の高温用エアフィルタの一部を示す分解斜視図。
【図４】図１の高温用エアフィルタのＩＶ−ＩＶ矢視縦断面図。
【図５】図１の高温用エアフィルタの一部を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１ ： 高温用エアフィルタ
２ ： フレーム
３ ： 濾材
４ ： 支持板
５ ： 積層体
６ ： エンドプレート
７ ： トッププレート
８ ： ボトムプレート
９ ： サイドプレート
１０ ： スペーサ
１１ ： 押さえプレート
１２ ： ボルト
１３ ： ナット
１４ ： フィルタ枠体
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温清浄空気で物品を乾燥する乾燥機などに付設される循環空気清浄用の高温用エアフィルタに関し、特に６００℃程度の高温で使用するのに好適な高温用エアフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、製薬工業、食品産業等に用いられる乾燥機には、循環空気を清浄化するための高温用エアフィルタが併設されるようになってきている。このような従来の高温用エアフィルタは、ガラス繊維を主体とし、有機バインダを用いて抄造した濾材を両側から金網等で挟持してフィルタ素子とし、前記フィルタ素子の端部をウレタン樹脂、シリコン樹脂などの有機系または無機系の液状シール材を使用して、ステンレス等の金属製のフィルタ枠体内に接着固定した構造となっている。しかしながら高温空気が前記エアフィルタを通過すると、前記フィルタ素子がフィルタ枠体に接着固定されているため、フィルタ素子とフィルタ枠体との熱膨張による伸びが異なり、熱膨張差によって濾材が引っ張られて濾材にクラックが発生するという不都合があった。さらに、高温空気が前記エアフィルタを通過すると、前記液状シール材および濾材中の有機物が炭化して、該炭化物が発塵、飛散するという不都合があった。また、無機系の液状シール材は、高温空気の通過によって硬化し脆くなるという不都合があった。このため、本出願人は、前記不都合を解消するべく、液状シール材を用いてフィルタ枠体に接着固定することなく、濾材を弾性変形可能なフレームに介装し、複数積層配列した前記フレームを積層方向、上下方向、両側方向から挟持して、前記フレームを介して前記濾材をフィルタ枠体に気密に固定した高温用エアフィルタを先に提案した（特許文献１）。さらに、本出願人は、炭化物の発塵、飛散の不都合を解消するため、発塵源となる有機バインダを含まない濾材として、極細シリカ繊維とガラス長繊維とを含有して湿式抄造したものを先に提案した（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２００４０８号公報（請求項１、図面）
【特許文献２】
特開２００１−２１２４１５号公報（特許請求の範囲）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に示した高温用エアフィルタであっても、６００℃程度の高温空気が通過すると、濾材を固定しているフィルタ枠体の熱膨張による伸びが大きくなり、前記フレームと濾材の間ではクラックが発生しにくいものの、フィルタ枠体の熱膨張による大きな伸びに伴って、前記フレームを介して濾材が引っ張られて、前記濾材にクラックが発生するという問題があった。また、特許文献２のように、有機バインダを含まない濾材を用いた高温用エアフィルタにあっては、前記濾材を金網等で挟持し、もしくは、前記特許文献１のように前記濾材に支持板等を積層して、前記濾材を強度的にバックアップする必要があり、前記支持板等の部材が金属製であると、６００℃程度の高温空気の通過によって、濾材と接触している前記部材の熱膨張による伸びに伴って前記濾材が引っ張られ、クラックが発生しやすくなるという問題があった。
そこで、本発明は前記問題点に鑑みて、６００℃程度の高温空気の通過により、高温用エアフィルタを構成する金属製のフィルタ枠体もしくは部材が高温空気の通過による熱膨張によって伸びた場合であっても、濾材にクラックが発生せず、長期間の使用を可能とする高温用エアフィルタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の高温用エアフィルタは、前記目的を達成すべく、請求項１に記載の通り、無機質繊維を抄造してなる濾材を金属製のフィルタ枠体に固定した高温用エアフィルタであって、前記濾材の破断伸び率が少なくとも前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする。
また、請求項２記載の高温用エアフィルタは、請求項１記載の高温用エアフィルタにおいて、前記濾材に接触し、前記濾材とともにフィルタ枠体に固定する金属製の部材を設け、前記濾材の破断伸び率が前記部材を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする。
また、請求項３記載の高温用エアフィルタは、請求項１または２記載の高温用エアフィルタにおいて、前記濾材が平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％と、平均繊維径１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有してなるものであることを特徴とする。
また、請求項４記載の高温用エアフィルタは、請求項１乃至３のいずれかに記載の高温用エアフィルタにおいて、前記濾材を予め７００〜９００℃で焼成したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の高温用エアフィルタは、濾材を金属製のフィルタ枠体に固定したものであり、前記濾材が無機質繊維を抄造したものであって、前記濾材の破断伸び率が前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上としたものである。
前記高温用エアフィルタを通過する高温空気によって、フィルタ枠体が熱膨張して伸び、前記フィルタに固定されている濾材が引っ張られた場合であっても、前記フィルタ枠体の伸びに追従して前記濾材が伸びるため、該濾材にクラックが発生せず、高温用エアフィルタを長期間使用することが可能となる。なお、前記濾材の破断伸び率は、ＪＩＳ Ｐ８１１３に規定される方法にしたがって測定するものとする。
前記フィルタ枠体は、例えば、耐熱性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスで構成することが好ましい。金属の伸びは、前記金属の線膨張係数に、温度変化を乗じた値（％）として表される。例えば、ＳＵＳ３０４の線膨張係数は１８×１０−６／℃であり、０〜６００℃におけるＳＵＳ３０４の伸びは１．０８％である。ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１２×１０−６／℃であり、０〜６００℃におけるＳＵＳ４３０の伸びは０．７２％である。このため、６００℃で使用する高温用エアフィルタのフィルタ枠体を構成する金属として、例えば、ＳＵＳ４３０を使用した場合は、前記フィルタ枠体に固定する濾材の破断伸び率は、０．７２％以上であることが好ましい。
【０００７】
また、前記濾材の破断伸び率は、前記濾材と接触して、前記濾材とともにフィルタ枠体に固定される部材を構成する金属の伸び以上であることが好ましい。
高温用エアフィルタに高温空気が通過し、前記濾材に接触して、該濾材を強度的にバックアップしている前記部材が熱膨張によって伸びると、前記部材の伸びに伴って濾材が強く引っ張られて、特に、濾材にクラックが発生しやすくなる。前記濾材の破断伸び率を前記部材を構成する金属の伸び以上とすると、前記部材の熱膨張による伸びに追従して前記濾材が伸び、濾材にクラックが発生しない。
前記部材は、例えば、耐熱性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスで構成することが好ましい。
【０００８】
前記濾材は、平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％と、平均繊維径１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有してなるものであることが好ましい。
平均繊維径が１．２μｍ未満の極細の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％含有し、中性抄造により濾材を形成すると、極細の耐熱性ガラス繊維同士が密に絡み合って濾材を構成するため、高温用エアフィルタに高温空気が通過し、前記フィルタ枠体または濾材を強度的にバックアップする部材が熱膨張し、この熱膨張による伸びに伴って濾材が引っ張られた場合であっても、濾材を構成する極細の耐熱性ガラス繊維同士の絡み合いが多少緩んで、前記フィルタ枠体または部材の伸びに追従して濾材が伸びるため、前記濾材にクラックが発生しない。前記耐熱性ガラス繊維の含有量を１００〜４０質量％としたのは、４０質量％未満であると、耐熱性ガラス繊維の絡み合いが少ないため、濾材の破断伸び率が低くなるためである。
平均繊維径が１．２μｍ未満の極細の耐熱性ガラス繊維の含有量が多いと、濾材の密度が高くなりすぎて、圧力損失が上昇する。このため、平均繊維径が１．２μｍ未満の極細の耐熱性ガラス繊維に、前記耐熱性ガラス繊維の平均繊維径よりも太い平均繊維径が１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有させて濾材を抄造することにより、濾材の密度を低くして圧力損失の上昇を抑制することができる。
このように、前記フィルタ枠体または部材を構成する金属の伸びに対応して、前記耐熱性ガラス繊維の残部に含有する無機質繊維の平均繊維径および含有量を適宜設定することにより、濾材の圧力損失を上昇させることなく、濾材の破断伸び率を、前記フィルタ枠体または部材を構成する金属の伸び以上とすることができる。例えば、前記フィルタ枠体または部材を構成する金属がＳＵＳ４３０である場合、０〜６００℃におけるＳＵＳ４３０の伸びは、０．７２％であるため、濾材の破断伸び率が０．７２％であり、かつ、前記濾材の圧力損失が大きくならないように、平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱製ガラス繊維と、平均繊維径が１．２μｍ以上３μ未満の無機質繊維と、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維の含有量を適宜設定する。
前記耐熱性ガラス繊維として、Ｅガラス、Ｓガラス、石英ガラス、高ケイ酸ガラス等からなるガラス繊維が挙げられるが、６００℃以上の高温空気が通過する高温用エアフィルタ用濾材に用いるため、耐熱性の観点から石英ガラス、高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維であることが好ましい。
前記無機質繊維としては、Ｅガラス、Ｓガラス、石英ガラス、高ケイ酸ガラス等からなるガラス繊維や、アルミナ繊維等が挙げられるが、６００℃以上の高温空気が通過する高温用エアフィルタ用濾材を構成する無機質繊維として、耐熱性の面から石英ガラス、高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維、アルミナ繊維を用いることが好ましい。
【０００９】
前記濾材が高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維を含む場合は、予め７００〜９００℃で焼成することが好ましい。前記濾材は、高温空気の通過によって収縮するが、前記濾材を予め前記温度で焼成しておくことにより、高温空気の通過によっても、前記フィルタ枠体または前記部材の熱膨張による伸びに相反して濾材が収縮せず、さらに前記濾材が前記フィルタ枠体または前記部材の伸びに追従して伸びるため、濾材にクラックが発生しない。
濾材の焼成温度を前記温度範囲としたのは、７００℃未満であると、焼成温度が低すぎて、焼成後に高温の空気を通過させると濾材が収縮してしまうからであり、また、９００℃を超えると焼成温度が高すぎて濾材が硬化してしまい、濾材の伸びが失われてしまうからである。
【００１０】
【実施例】
次に、前記濾材を用いた高温用エアフィルタの実施例について図面に基づき説明する。
図１は、前記濾材を用いた高温用エアフィルタ１の全体斜視図であり、高温用エアフィルタ１は、フレーム２の間に濾材３と、前記濾材３の少なくとも片面に接触し、前記濾材３を強度的にバックアップする金属製の部材である支持板４とを介在させて、フレーム２を積層状態に配列し、フレーム２と濾材３および支持板４とを、図２に示すような一対のエンドプレート６，６、トッププレート７，７およびボトムプレート８、一対のサイドプレート９，９からなる金属製のフィルタ枠体１４内に固定している。
図３は、フレーム２と濾材３および支持板４の積層状態を示し、図３において、フレーム２とフレーム２との間には濾材３と支持板４とを介在させて３つのフレーム２を配列している。フレーム２は、矩形状の一辺を設けない開口部とし、平面が開口状態となる平面コ字形状となっており、前記開口部を上方に配置したフレーム２と、前記開口部を下方に配置したフレーム２とを交互に配置している。また、フレーム２の開口部には、スペーサ１０を配置し、スペーサ１０と濾材３との間には濾材３を保護し、かつ、濾材３と接触する金属製の部材である押さえ板１１を介在させている。なお、図示の例に限らず、所望とする高温用エアフィルタの性能に適した数のフレーム２を積層配列することが可能であり、また、フレーム２の開口部は、上下方向に限らず、側方向に配置させることも可能である。図４に示すように、前記濾材３は、前記フレーム２の周囲から突出することなく、平面コ字形状の前記フレーム２に当接する大きさとなっており、支持板４は、前記濾材３と同じ大きさとなっている。
このように、フレーム２とフレーム２との間には濾材３と支持板４を介在させて、複数のフレーム２を積層して配列し、この積層状態に配列したフレーム２を積層方向から一対のエンドプレート６，６で挟持し、また、前記フレーム２の上面両側に配置した二つのトッププレート７，７と下面に配置したボトムプレート８で上下方向から挟持し、さらに、前記フレーム２の両側面に配置した一対のサイドプレート９，９で両側方向から挟持して、前記濾材３と支持板４とを前記フレーム２を介してフィルタ枠体１４に圧着して気密に固定している。
なお、図５に示すように、積層状態に配列したフレーム２を上下方向からトッププレート７とボトムプレート８とで挟持しているため、二つのフレーム２の間に挟んだ濾材３および支持板４の上下に形成されたＶ字状の空隙が埋められ、上下方向、積層方向、両側方向から前記各プレートで挟持されて、前記フレーム２に濾材３と支持板４とが圧着されて気密にシールされた状態となる。
前記フレーム２の上方の開口部をガス流入口とし、前記フレーム２の下方の開口部をガス流出口として高温用エアフィルタを構成している。前記枠体１４は、枠体１４を構成する各プレートの互いに重なり合う所定位置に、例えば、図５に示すように孔部７ａ，９ａを穿設し、該孔部７ａ，９ａにボルト１２を通過させてナット１３で各プレート同士を互いに締め付け固定して、濾材３および支持板４をフレーム２を介して、フィルタ枠体１４に気密に固定している。なお、濾材３をフィルタ枠体１４に気密に固定する方法としては、前記各プレートをボルト１２およびナット１３で締め付け固定する方法に限らない。
高温用エアフィルタ１は、接着剤等を用いることなく、濾材３および支持板４がフレーム２に圧着されて、気密にシールされた状態でフィルタ枠体１４内に固定されているため、６００℃程度の高温の空気が高温用エアフィルタを通過した場合であっても、接着剤の燃焼によって発生する発塵等の問題がなく、濾材および支持板は、フィルタ枠体内に接着固定されていないため、分解し易く廃棄処分が容易である。
【００１１】
前記フィルタ枠体１４を構成するエンドプレート６，６、トッププレート７，７、ボトムプレート８およびサイドプレート９，９は、耐食性、耐酸性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスであることが望ましい。
【００１２】
前記支持板４は、ステンレス等の金属から製造された板状部材に多数の小孔が穿設されたパンチングプレート等からなっている。前記支持板４は、通気性を有しかつ前記濾材３をバックアップする強度を備え、空気を通過する構造であれば、パンチングプレートに限らない。前記支持板４は、耐熱性を有するＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０などのステンレスで構成することが好ましい。
【００１３】
前記高温用エアフィルタ１は、濾材３と支持板４の周囲をフレーム２を介してフィルタ枠体１４内に圧着して気密に固定しているため、フィルタ枠体１４および支持板４が高温空気の通過によって熱膨張し、フィルタ枠体１４および支持板４に伸びが発生すると、濾材３がフィルタ枠体１４および支持板４に引っ張られることになるが、前記濾材３の破断伸び率を、前記フィルタ枠体１４および支持板４を構成する金属の伸び以上としているため、前記フィルタ枠体１４および支持板４の伸びに追従して前記濾材３が伸び、濾材３にクラックを発生することがない。
【００１４】
前記フレーム２は、弾性変形可能でありかつ使用温度に対する耐熱性を有する材料から形成され、具体的には、ガラス繊維フェルトから形成することが好ましい。なお、フレームの形状は図示の例に限らない。
【００１５】
次に、本発明の高温用エアフィルタ用濾材および前記濾材を用いた高温用エアフィルタの実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維８０質量％と、平均繊維径１．４μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維１０質量％と、平均繊維径６μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維１０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、２．０％であった。
前記濾材と、ＳＵＳ４３０のパンチングプレートからなる支持板とを積層し、平均繊維径２μｍの高ケイ酸ガラスからなる弾性変形可能なガラス繊維フェルトから形成したフレームの間に、前記濾材と支持板とを介在させて、該フレームを５０個積層してＳＵＳ４３０のフィルタ枠体内に固定し、縦寸法３０５ｍｍ×横寸法３０５ｍｍ×奥行寸法２９０ｍｍの大きさの前記実施例と同様の構成の高温用エアフィルタとした。
【００１６】
（実施例２）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維８０質量％と、平均繊維径６μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維２０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．９％であった。前記濾材を用いたこと以外は、前記実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００１７】
（実施例３）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維４０質量％と、平均繊維径１．４μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維６０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．９％であった。前記濾材を用いたこと以外は、前記実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００１８】
（比較例１）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維３０質量％と、平均繊維径１．４μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維７０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．４％であった。前記濾材を用いたこと以外は、実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００１９】
（比較例２）
平均繊維径０．６５μｍの高ケイ酸ガラスからなる極細ガラス繊維６０質量％と、平均繊維径６μｍの高ケイ酸ガラスからなるガラス繊維４０質量％とを分散し、中性抄造して目付１００ｇ／ｍ２の高温用エアフィルタ用濾材とした。該濾材を８００℃で１０分焼成した。焼成後の前記濾材の破断伸び率は、０．３％であった。前記濾材を用いたこと以外は、実施例１と同様の高温用エアフィルタとした。
【００２０】
次に、このようにして得られた実施例１〜３および比較例１、２の高温用エアフィルタに用いた濾材の破断伸び率および前記高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通風した前後の前記高温用エアフィルタの捕集効率を評価した。結果を表１に示す。
［濾材の破断伸び率］
破断伸び率は、ＪＩＳ Ｐ８１１３に規定される方法にしたがって測定した。
［高温用エアフィルタの捕集効率］
平均粒子径０．３μｍのポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）粒子を、濾材の通過風速が２．５ｃｍ／ｓとなるような風量で処理した時の高温用エアフィルタの一次側（流入側）と二次側（流出側）のＰＡＯ粒子の個数比をパーティクルカウンタで測定し捕集効率を算出した。
【００２１】
【表１】
表１に示す結果から、以下のことが分かった。
表１から明らかなように、実施例１のように平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を８０質量％とし、平均繊維径が１．２μｍ以上３μ未満の無機質繊維と平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維と同量含有させて抄造した濾材は、前記濾材の破断伸び率が２．０％であり、フィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び０．７２％よりも大きくすることができ、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過しても、捕集効率の低下がないことから、濾材にクラックが発生していないことを確認することができた。
実施例２のように、実施例１と同様に、平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を８０質量％とし、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の比較的大きい平均繊維径の無機質繊維を２０質量％含有させて抄造した濾材であっても、前記濾材の破断伸び率をフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以上とすることができ、また、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過しても、捕集効率の低下がないことから、濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成する金属の伸び以上であれば、濾材にクラックが発生しないことが確認できた。
また、実施例３のように平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維の含有量が４０質量％と少ない場合であっても、平均繊維径が１．２μｍ以上３μｍ未満の比較的小さい平均繊維径の無機質繊維を６０質量％含有させた濾材は、前記濾材の破断伸び率をフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以上とすることができ、また、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過しても、捕集効率の低下がないことから、濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成する金属の伸び以上であれば、濾材にクラックが発生しないことが確認できた。
一方、比較例１のように、平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維が４０質量％以下であると、平均繊維径が１．２μｍ以上３μｍ未満の比較的小さい平均繊維径の無機質繊維を６０質量％含有させた濾材であっても、繊維同士の絡み合いが減少し、前記濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以下となり、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過した後に、捕集効率が低下し、濾材にクラックが発生することが確認できた。
また、比較例２のように、極細の耐熱性ガラス繊維の含有量が６０質量％と比較的多い場合であっても、平均繊維径が３μｍ以上９μｍ以下の比較的大きい平均繊維径の無機質繊維が３０質量％を超えて含有させた濾材は、繊維同士の絡み合いが減少し、前記濾材の破断伸び率がフィルタ枠体および支持板を構成するＳＵＳ４３０の０〜６００℃における伸び以下となり、高温用エアフィルタに６００℃の高温空気を通過した後に、捕集効率が低下し、濾材にクラックが発生することが確認できた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の高温用エアフィルタは、破断伸び率が少なくともフィルタ枠体を構成する金属の伸び以上である濾材を用いたため、高温空気の通過によって、フィルタ枠体が熱膨張して伸び、前記フィルタ枠体の伸びによって濾材が引っ張られた場合であっても、前記濾材がフィルタ枠体の伸びに追従して伸び、前記濾材にクラックを発生することなく、前記高温用エアフィルタを長寿命化することができる。特に、前記濾材の破断伸び率を、前記濾材と接触して濾材とともに前記フィルタ枠体に固定される部材を構成する金属の伸び以上とした場合は、前記部材の金属膨張による伸びによって濾材が強く引っ張られた場合であっても、前記濾材が前記部材の伸びに追従して伸び、前記濾材にクラックが発生しない。
また、前記濾材が平均繊維径が１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維と、１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維と、３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維とを適量含有させて抄造したものであると、前記濾材の破断伸び率が、前記フィルタ枠体または前記部材を構成する金属の伸び以上に適宜設定することができるとともに、濾材の密度を適宜設定して濾材の圧力損失の上昇を抑制することができる。また、前記濾材を予め７００〜９００℃で焼成した場合は、高温空気が通過しても濾材が収縮しないように予め濾材を収縮させておくことができ、濾材が前記フィルタ枠体または前記部材の熱膨張による伸びに追従して伸張可能な破断伸び率を有するとともに、金属部材の伸びに相反する収縮を生じないようにして、クラックの発生を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】高温用エアフィルタの全体斜視図。
【図２】図１のフィルタ枠体を示す分解斜視図。
【図３】図１の高温用エアフィルタの一部を示す分解斜視図。
【図４】図１の高温用エアフィルタのＩＶ−ＩＶ矢視縦断面図。
【図５】図１の高温用エアフィルタの一部を示す分解斜視図。
【符号の説明】
１ ： 高温用エアフィルタ
２ ： フレーム
３ ： 濾材
４ ： 支持板
５ ： 積層体
６ ： エンドプレート
７ ： トッププレート
８ ： ボトムプレート
９ ： サイドプレート
１０ ： スペーサ
１１ ： 押さえプレート
１２ ： ボルト
１３ ： ナット
１４ ： フィルタ枠体
Claims (4)
- 無機質繊維を抄造してなる濾材を金属製のフィルタ枠体に固定した高温用エアフィルタであって、前記濾材の破断伸び率が少なくとも前記フィルタ枠体を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする高温用エアフィルタ。
- 前記濾材に接触し、前記濾材とともにフィルタ枠体に固定する金属製の部材を設け、前記濾材の破断伸び率が前記部材を構成する金属の伸び以上であることを特徴とする請求項１記載の高温用エアフィルタ。
- 前記濾材が平均繊維径１．２μｍ未満の耐熱性ガラス繊維を１００〜４０質量％と、平均繊維径１．２μｍ以上３μｍ未満の無機質繊維を０〜６０質量％と、平均繊維径３μｍ以上９μｍ以下の無機質繊維を０〜３０質量％とを含有してなるものであることを特徴とする請求項１または２記載の高温用エアフィルタ。
- 前記濾材を予め７００〜９００℃で焼成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高温用エアフィルタ。
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