JP2006000838A

JP2006000838A - 空調用フィルタ

Info

Publication number: JP2006000838A
Application number: JP2004207906A
Authority: JP
Inventors: Takao Kinetsuki; 隆夫杵築; Masayuki Okamoto; 正行岡本
Original assignee: NIPPON AIR FILTER KK; Shinwa Corp
Current assignee: NIPPON AIR FILTER KK; Shinwa Corp
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】従来の高性能空調用フィルタは、空気中に含まれる微粒子を効率良く捕集する性能を要求されるため、長時間の使用に耐える機能が十分でないといった問題があった。捕集性能とフィルタの寿命とは一般的傾向として両立し難い関係にあり、捕集性能が良好な程目詰りによる圧力上昇が激しく寿命は短くなるし、逆に寿命を長くしょうとすると、捕集性能が低下する。その両立し難い性能を解決しようとしたものである。
【解決手段】第１の解決手段は気流方向に対して上流側となる低密度層と下流側となる高密度層の２層以上の構造を有した１枚の濾材シートで濾材を構成し、この濾材をジグザグ状に折り畳んで適宜材質のセパレータまたはビート状接着剤を挟み、全周を接着剤で枠に気密に取り付け、上流側となる低密度層で大きな粒子を捕捉し、下流側となる高密度層で微粒子を捕捉して、寿命の長いコンパクトな空調用フィルタを提供すること、第２の解決手段は前記濾材と他の適宜密度層の濾材とを重ね合わせて寿命の長いコンパクトな空調用フィルタを提供することである。
【選択図】図１

Description

一般に空調用フィルタは空気中に含まれる粒子を効率良く捕集する性能と、長時間使用に耐える即ちフィルタの寿命が長いという性能が、基本的性能として要求される。ところが、捕集性能とフィルタの寿命とは一般的傾向として両立し難い関係にあり、捕集性能が良好な程目詰りによる圧力上昇が激しくフィルタの寿命は短くなる。逆にフィルタの寿命を長くしょうとすると、捕集性能が低下する。そこで、本発明は、これらの問題点を解決した空調用フィルタに関する。

従来、微粒子に対して高い捕集効率を有する空調用フィルタを空調系統に設置する場合、高い捕集効率を有する空調用フィルタの目詰まりを防止するため、高い捕集効率を有する空調用フィルタの前に前記フィルタより捕集効率の低いフィルタを配置した２段フィルタの構成としているが、２段フィルタにした場合設置スペースの制約および構造の複雑化さらにコストアップの観点から、特許文献１に２枚の濾材を重ね合わせることにした構造すなわち気流方向に対して上流側には粒径０．３μｍの粒子に対して７５％以上で９９．９７％未満の捕集効率を有する濾材を配し、下流側には粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有する濾材を配して、これら２層の濾材を密接に重ね合わせた状態で、空気通路を確保するための適宜材質のセパレータを挟んでジグザグ状に折り畳み、空気もれが生じないようにその全周を接着剤で枠に気密に取りつけた高性能フィルタの発明が開示されている。しかしながら、特許文献１には、寿命は考慮されておらず濾材の目詰まりが早くなってしまうといった問題については、解決されていなかった。

このため、上記の問題を解決するために、特許文献２に気流方向の上流側より粒径０．３μｍの粒子に対して４０〜７０％の捕集効率の低効率濾材と、粒径０．３μｍの粒子に対して９０〜９９．９９％の捕集効率を有する高効率濾材を密接して重ね、これら各濾材の濾材面積を２５〜３５ｍ２／台である濾材構成で寿命を長く持たせた発明が考えられているが、２枚の濾材シートを重ね合わせてジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工するため、濾材全体の厚みが必要以上に大きくなってしまいフィルタの処理風量を比較した場合、通常のフィルタのサイズに比べ大きくならざるを得なかった。
特開昭５４−９４１７６号公報特開２００２−２９２２１５号公報

本発明は上述の課題を解決するためのものであり、高い捕集効率でありながら、圧力損失の小さい、しかも寿命の長いコンパクトな空調用フィルタを提供することを目的とする。

発明が解決するための手段

本発明の第１の解決手段は気流方向に対して上流側となる低密度層と下流側となる高密度層の２層以上の構造を有した１枚の濾材シートで濾材を構成し、この濾材をジグザグ状に折り畳んで適宜材質のセパレータまたはビート状接着剤を挟み、全周を接着剤で枠に気密に取り付け、上流側となる低密度層で大きな粒子を捕捉し、下流側となる高密度層で微粒子を捕捉して、寿命の長い且つ高い捕集効率で圧力損失の低いコンパクトな空調用フィルタを、さらに第２の解決手段は前記濾材と他の適宜密度層の濾材とを重ね合わせて寿命の長いコンパクトな空調用フィルタを提供するものである。

次に濾材について説明する。濾材は、低密度層と高密度層の２層以上の構造を有する１枚の濾材シートからなるもので、この濾材シートの低密度層と高密度層の材質は特に制限はないが、繊維状の材料を用いたものが好ましい。

そして、上流側となる低密度層は、有機繊維、無機繊維を適宜用いることができる。そして、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維、ポリイミド繊維、レーヨン繊維、ポリアクリルニトリル繊維等の有機繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、炭素繊維、ロックウール繊維等の無機繊維が使用可能である。これらを単独で用いても良いし、２種類以上を併用しても良い。

また、上流側の低密度層に用いる繊維の繊維径は０．５〜１０μｍ好ましくは１〜６μｍである。この径を有する繊維は繊維重量の５０重量％以上含有されているのが好ましい。

下流側に配置される高密度層は、上流側の層に使用した繊維と同様の有機繊維、無機繊維が使用され、繊維径０．５μｍ以下の繊維が配合されていることが望ましい。

これらのシート形成法としては、湿式抄紙法を用いる方法や乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などが用いられる。

このようにして、作成されたシート状構造物は強度アップ、加工性を向上させる目的で、樹脂を含浸させるが、用いる樹脂はフエノール系、アクリル系、酢酸ビニール系、スチレン系、エポキシ系などの一般的樹脂が広く使用可能である。

また、上記課題解決手段による作用は次の通りである。すなはち、濾材は、上流側となる低密度層と、下流側となる高密度層の２層以上の構造から出来ているので、空調用フィルタを通過する空気中の大きな粒子は低密度層で捕捉され、低密度層を通過した微粒子は高密度層で捕捉される。このように予め低密度層で大きな粒子を捕捉し、高密度層で微粒子を捕捉するので、高い捕集効率を有しながら圧力損失を低く抑えられ、寿命を長く維持出来るものである。しかも１枚の濾材シートから濾材を形成したのでコンパクトで軽量な空調用フィルタを提供できるものである。

発明の効果

上述したように、本発明の空調用フィルタは次のような効果が得られる。
（１）低密度層と高密度層の２層以上の構造を有した１枚の濾材シートで濾材を構成したので、外形寸法、縦６１０×横６１０×幅２９２ｍｍの場合でも、本発明の濾材シートは４０ｍ^２／台以上の面積まで折り込みが容易で、それだけ低圧損で寿命が長くできる。
（２）低密度層で大きな粒子を粗取りするため、高密度層の負担を大幅に低減出来、寿命の長い空調用フィルタを提供できる。
（３）低密度層と高密度層の２層以上の構造を有した１枚の濾材で空調用フィルタを製作するので、コンパクト化が図れ且つ軽量化も図れる。
（４）低密度層と高密度層の２層以上の構造を有した１枚の濾材と他の適宜密度の繊維層からなる濾材とを密接して重ねた空調用フィルタはプレフィルタと中性能と高性能あるいは中性能と高性能と超高性能の３つの機能を１台で兼ね備えることが出来るので非常にコンパクト化が図れる。

発明の実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態に係る空調用フィルタを添付図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本実施形態では、空調用フィルタ１について説明する。この空調用フィルタ１は、図１に示すように、枠２と、この枠２内にビード状接着剤３を介してジクザグ状に折り畳んで収納した濾材４と、枠２全周内面に前記濾材４を気密に取り付けた接着剤５とから構成されている。

前記濾材４は、繊維径が１〜６μｍで且つ繊維重量の５０重量％以上含有の有機繊維、無機繊維の単独あるいは適宜混合して製作した低密度層の繊維層と繊維径が０．５μｍ以下で且つ繊維重量の５０重量％以上含有の有機繊維、無機繊維の単独あるいは適宜混合した高密度層の繊維層とからなる濾材シートを適宜寸法に裁断したものである。

前記濾材シートは湿式抄紙法を用いて製造される。

前記濾材シートは粒径０．３μｍの粒子に対して４０〜７０％の捕集効率を有する上流側の中性能繊維層と、粒径０．３μｍの粒子に対して９０〜９９．９９％の捕集効率を有する下流側の高性能繊維層とから構成されている。

または、前記濾材シートは粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有する上流側の高性能繊維層と、粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９９９％以上の捕集効率を有する下流側の超高性能繊維層とから構成されている。

（第２実施形態）
本実施形態では、空調用フィルタ６について説明する。この空調用フィルタ６は、図２に示すように、枠２と、この枠２内に金属または合成樹脂製波形セパレータ７を介してジクザグ状に折り畳んで収納した濾材４と、枠２全周内面に前記濾材４を気密に取り付けた接着剤５とから構成されている。

前記濾材は第１実施形態と同じものである。

次に前記濾材シートの製造方法を説明する。

（実施例１）
低密度層として、繊維径約１μｍのガラス繊維６０％、繊維径約５μｍのポリエステル繊維２０％とバインダー繊維２０％を水中に均一に分散し、スラリーを調整した。

高密度層として、繊維径約０．１μｍのガラス繊維８０％とバインダー繊維２０％を分散剤と共に水中に均一に分散し、スラリーを調整した。

低密度層を７０ｇ／ｍ^２、高密度層を３０ｇ／ｍ^２のシートからなる２層を抄き合わせ、１２０℃で乾燥後、１５０℃で１分間熱処理を行った。その後樹脂含浸を行い、乾燥後、１５０℃で１０分間キュアリングを行った。さらに、撥水剤を含浸し乾燥を行い濾材シートを得た。

（実施例２）
低密度層の配合を繊維径約１０μｍのポリエステル繊維５０％、繊維径約５μｍのポリエステル繊維３０％、ポリエステルバインダー繊維２０％とし、高密度層の配合を繊維径約１μｍのポリエステル繊維６０％、繊維径約０．１μｍのポリエステル繊維２０％、ポリエステルバインダー繊維２０％とした以外は実施例１と同様の方法で濾材シートを得た。

尚、上記実施形態では１実施例を述べただけで、種々変更しても何ら本発明の要旨を変更するものではない。例えば、金属または合成樹脂製波形セパレータ７に限定されることなく、金属に樹脂をコーチングしたものも使用可能である。

本発明は、微粒子に対して高い捕集効率を有しながら、長い寿命とコンパクト化を図ったもので、ガスタービンプラントの空気圧縮機などに対する大気塵の付着を軽減して、発電出力の低下を防止し、長時間に亘りフィルタの交換を不要とした用途に適したものである。

本発明の１実施例を示す空調用フィルタの斜視図で、部分的に破断したものである。本発明の他の実施例を示す空調用フィルタの斜視図で、部分的に破断したものである。

符号の説明

２・・・枠３・・・ビード状接着剤４・・・濾材
５・・・接着剤７・・・金属または合成樹脂製波形セパレータ

Claims

気流方向の上流側となる低密度層と下流側となる高密度層の２層以上の構造を有した濾材をジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工し、ひだ折りした濾材間に適宜材質のセパレータまたはビート状接着剤を挟み込んで全周を接着剤で枠に気密に取り付けたことを特徴とする空調用フィルタ。
前記上流側となる低密度層が粒径０．３μｍの粒子に対して４０〜７０％の捕集効率を有する中性能繊維層で、下流側となる高密度層が粒径０．３μｍの粒子に対して９０〜９９．９９％の捕集効率を有する高性能繊維層であることを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
前記上流側となる低密度層が粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率を有する高性能繊維層で、下流側となる高密度層が粒径０．３μｍの粒子に対して９９．９９９９％以上の捕集効率を有する超高性能繊維層であることを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
気流方向の上流側となる低密度層と下流側となる高密度層の２層以上の構造を有した濾材と、他の適宜密度の繊維層からなる濾材とを密接して重ね、これらの濾材をジグザグ状に折り畳んでひだ折り加工し、ひだ折りした濾材間に適宜材質のセパレータまたはビート状接着剤を挟み込んで全周を接着剤で枠に気密に取り付けたことを特徴とする空調用フィルタ。