JP2009247963A - 耐熱フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性に優れ、かつ、捕集効率９９．９７％（ａｔ０．３μｍ）以上を満足する耐熱エアフィルタを提供すること。
【解決手段】 平均繊維径１μｍ以下のガラス綿からなるシート状シール材（３０ａ），（３０ｂ）を目付１３０ｇ／ｍ^２以上となるように複数枚重ねてフィルタパック（２０）と上下フィルタ枠（１１），（１２）の間をシールして耐熱エアフィルタを構成する。この場合、前記シート状シール材（３０ａ），（３０ｂ）の少なくとも１枚はフィルタパックのプリーツ先端にまで被せることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、乾燥機等の循環空気清浄用、或いは、焼却炉の排ガス処理用等に使用され、高温で使用可能な耐熱エアフィルタに関する。

従来、この種の耐熱エアフィルタとしては、例えば、特許文献１に開示されるように、フィルタパックとフィルタ枠の間に、ガラス綿等のクッション材層と接着剤層からなる二重シール層を介在させた耐熱エアフィルタが知られている。そして、前記接着剤層は耐熱性の要求に応えるため、シリコーン樹脂等からなる耐熱性接着剤により構成されていた。また、特許文献２に開示されるように、フィルタパックとフィルタ枠の間にセラミック接着剤を介在させたものが知られている。

実開昭６１−４４２１４号公報 特開２００５−１３７９６号公報

前記シリコーン樹脂製の接着剤を使用した場合は、使用時にシロキサンガスを発生する。このシロキサンガスは親水性を撥水性に変える性質があり、また、発生したシロキサンガスが清浄化された下流側で粒子化されて汚染を引き起こすという問題があった。また、前記セラミック接着剤を用いた場合は、接着剤のクラックによりリークが生じるという問題があった。即ち、使用時の温度上昇や温度降下時に膨張、収縮を繰り返すことにより、セラミック接着剤と、金属からなるフィルタ枠、或いは、ガラス繊維からなるフィルタパックとの膨張、収縮率の違いから、相手の膨張、収縮に追随できないため、セラミック接着剤にクラックが発生してしまうことになる。尚、前記膨張、収縮率の違いの対策として、金属製フィルタ枠とガラス繊維製フィルタパックとの間で、金属製フィルタ枠側に、セラミック接着剤とは別にガラス綿をガラス繊維紙で被覆したシール材を設けてシールすることが試みられている。しかしながら、熱劣化によるセラミック接着剤の剥離により発塵する問題があった。
また、このような接着剤のシール材を用いない場合は、使用時に、フィルタパックを構成する濾材が偏ったり、倒れたりしないようにするために補強板を用いる必要があった。また、このような補強板自体が倒れたり、ずれたりしてフィルタの効率性能が悪化するという問題があった。
本発明の耐熱エアフィルタは前記従来技術の問題点に着目してなされたもので、その目的は、生産性に優れ、かつ、捕集効率９９．９７％（ａｔ０．３μｍ）以上を満足する耐熱エアフィルタを提供することにある。

本発明の耐熱エアフィルタは、前記目的を達成するため、請求項１記載の通り、平均繊維径１μｍ以下のガラス綿からなるシート状シール材を目付１３０ｇ／ｍ^２以上となるように複数枚重ねてフィルタパックと上下フィルタ枠の間をシールしたことを特徴とする。
また、請求項２記載の耐熱エアフィルタは、請求項１記載の耐熱エアフィルタにおいて、前記シート状シール材の少なくとも１枚はフィルタパックのプリーツ先端にまで被せたことを特徴とする。
また、請求項３記載の耐熱エアフィルタは、請求項１または２記載の耐熱エアフィルタにおいて、前記上下フィルタ枠に、エアフィルタの上下流方向の各開口に対して平行に延びるリブからなる舟部を設け、前記フィルタパック内に介装させた補強板を該補強板に設けたフック部を前記リブに係合させた状態で前記舟部に載置し、該補強板を上下フィルタ枠で挟んで固定したことを特徴とする。

本発明によれば、平均繊維径１μｍ以下のガラス綿からなるシート状シール材を目付１３０ｇ／ｍ^２以上となるように複数枚重ねてフィルタパックと上下フィルタ枠の間をシールするようにしたため、前記ガラス綿を構成するガラス繊維が十分に細かくて、適度な柔軟性を有しているので、濾紙とのなじみがよく、フィルタパックの表面との間にリークが生じる間隙を作らないようにガラス綿を敷き詰めることができる。
また、このようにシール性がよいため、捕集効率９９．９７％（ａｔ０．３μｍ）以上を満足できる。しかも、接着剤を使用しなくても済むため、シロキサンガスの問題や、セラミック接着剤のようなクラックによるリークの問題も生じない。
また、前記シート状シール材の少なくとも１枚をフィルタパックのプリーツ先端にまで被せるようにした場合、衝撃等によりシール材とフィルタパックの間に隙間が生じたとしても、フィルタパックのプリーツ先端において、シート状シール材でその隙間を埋めることができるため、確実なシール性を得ることができる。
また、前記上下フィルタ枠に、エアフィルタの上下流方向の各開口に対して平行に延びるリブからなる舟部を設け、前記フィルタパック内に介装させた補強板を該補強板に設けたフック部を前記リブに係合させた状態で前記舟部に載置し、該補強板を上下フィルタ枠で挟んで固定するようにした場合、前記舟部のリブと補強板のフック部がしっかり係合し、補強板がフィルタパックに対して前後にずれることがない。即ち、フィルタパックとフィルタ枠の間に接着剤がない場合は、補強板は上下フィルタ枠で挟んで固定されるだけなので、輸送時の振動によって補強板がずれてフィルタパックが偏るとか、倒れて効率性能が低下するという問題が生じるが、補強板がフィルタパックに対して前後にずれることがないので、フィルタパックが使用時に偏るとか倒れることがなく、効率性能が低下する問題が起こらない。

次に、添付図面に従って本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明耐熱エアフィルタの一実施の形態の分解斜視図を示し、図２は図１のＡ―Ａ線断面図を示す。
図中１０はフィルタ枠を示し、その内部にフィルタパック２０が収容されている。
前記フィルタ枠１０は、上下フィルタ枠１１，１２と、側枠１３，１４とで方形の囲枠状に形成され、各枠１１，１２、１３，１４は、それぞれ、アルミニウム、鋼板、ステンレス等で構成され、特に耐熱性を考慮すると、オーステナイト系ステンレス、ＳＵＳ３０４系、ＳＵＳ４３０等で構成するのが好ましい。前記上下フィルタ枠１１，１２には、それぞれ、エアフィルタの上下流方向の各開口に対して平行に延びるリブ１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａを設け、これらリブ１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａからなる舟部１１ｂ、１２ｂが形成されている。前記リブ１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａは、前記枠１１，１２、１３，１４と同様に、アルミニウム、鋼板、ステンレス等で構成され、特に耐熱性を考慮すると、オーステナイト系ステンレス、ＳＵＳ３０４系、ＳＵＳ４３０等で構成するのが好ましい。尚、前記リブリブ１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａは上下フィルタ枠１１，１２に対して溶接で固定されている。

また、前記フィルタパック２０としては、ガラス繊維、合成繊維等の濾紙をプリーツして、波形セパレータ、或いは、リボンで間隔保持したものを使用できるが、特に耐熱性を考慮すると、図示のように、耐熱性ガラス繊維製濾紙２１をプリーツしてアルミ合金、ステンレス等の金属製波形セパレータ２２により間隔保持したものが好ましい。

前記フィルタパック２０の耐熱性ガラス繊維製濾紙２１の折り曲げ空間を利用して、２枚の補強板２３が介装されており、この各補強板２３の一側の上下端に、フック部が２３ａ，２３ａが設けられている。本実施の形態では、フィルタパック２０内に介装させた各補強板２３を、該補強板２３に設けたフック部２３ａ，２３ａを前記リブ１１ａ，１１ａ、１２ａ，１２ａに係合させた状態で前記舟部１１ｂ、１２ｂに載置し、このように載置された各補強板２３を上下フィルタ枠１１，１２で挟んで固定するようにした。

本願発明では、平均繊維径１μｍ以下のガラス綿からなるシート状シール材３０を目付１３０ｇ／ｍ^２以上となるように複数枚重ねて前記フィルタパック２０と上下フィルタ枠１１，１２の間をシールするようした。
図示の例では、２枚の被覆用シート状シール材３０ａをフィルタパック２０のプリーツ先端にまで被せ、更にその上に４枚の積層用シート状シール材３０ｂを積層した状態でシールするようにした。これら被覆用シート状シール材３０ａ及び積層用シート状シール材３０ｂは、綿状（短繊維）の原材料を乾式で不織布にしたものを使用できるが、特に耐熱性を考慮すると、密度３０〜２３０ｇ／ｍ^３のガラス繊維を乾式で不織布にしたものが好ましい。

次に、前記耐熱エアフィルタの組立方法について図２及び図３に従って説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、リブ１２ａによる舟部１２ｂ付きの下フィルタ枠１２を用意する。
次に、図２（ｂ）に示すように、２枚の補強板２３をフィルタパック２０に介装して、前記下フィルタ枠１２の上方まで運ぶ。
次に、図２（ｃ）に示すように、補強板２３のフック部２３ａを前記舟部１２ｂを形成するリブ１２ａ，１２ａに係合させた状態で前記舟部１２ｂに載置する。
次に、図２（ｄ）に示すように、フィルタパック２０のプリーツ部の四周を覆うように被覆用シート状シール材３０ａを２枚被せる。
次に、図２（ｅ）に示すように、更に、４枚の積層用シート状シール材３０ｂを前記被覆用シート状シール材３０ａの上に積層する、
次に、図２（ｆ）に示すように、補強板２３のフック部２３ａとリブ部１１ａが係合するように上フィルタ枠１１をフィルタパック２０の上方から載せて、上フィルタ枠１１とフィルタパック２０との間のシールを完了する。
次に、図２（ｇ）に示すように、エアフィルタを反転して、下フィルタ枠を一旦外して、前記と同様にして下フィルタ枠とフィルタパックの間のシールを完了させ、図２（ｈ）に示すようにエアフィルタを完成させる。

次に、本発明の実施例を比較例を参照して説明する。
（実施例１）
舟部（リブ高さ１０ｍｍ）付きの上下フィルタ枠及び側枠を用いて、縦２９２ｍｍ×横１０００ｍｍ×高さ７６０ｍｍのＳＵＳ４３０製のフィルタ枠を構成した。また、極微細Ｃガラス繊維濾紙をプリーツし、厚さ６０μｍのアルミニウム合金製セパレータで間隔保持して、縦２７３ｍｍ×横９６０ｍｍ×高さ７１５ｍのフィルタパックを構成した。尚、フィルタパックには、厚み１．２ｍｍ×縦７１４ｍｍ×横２６０ｍｍのＳＵＳ３０４製のフック部付きの補強板を２枚介装するようにした。そして、フィルタパックと上下枠の間のそれぞれに、平均繊維径０．６μｍのＣガラス繊維からなる目付２６．５ｇ／ｍ^２の縦２７３ｍ×横９６０ｍｍの積層用シート状シール材を３枚積層してシールし、エアフィルタを完成させた。このときのガラス綿の目付は１５９ｇ／ｍ^２であった。

（実施例２）
フック部を備えない補強板の使用に代えたこと以外は実施例１と同様にしてシールを行い、エアフィルタを完成させた。このときのガラス綿の目付は１５９ｇ／ｍ^２であった。

（実施例３）
平均繊維径０．６μｍのＣガラス繊維からなる目付８．１３ｇ／ｍ^２の縦３１３ｍｍ×横９８０ｍｍの被覆用シート状シール材を２枚、フィルタパックのプリーツ先端にまで被せ、更にその上に前記積層用シート状シール材を４枚積層してシールするようにしたこと以外は実施例１と同様にしてシールを行い、エアフィルタを完成させた。このときのガラス綿の目付は３３６ｇ／ｍ^２であった。

（比較例１）
積層用シート状シール材の繊維径を１．３μｍのものに代えたこと以外は実施例１と同様にしてシールを行い、エアフィルタを完成させた。このときのガラス綿の目付は４２０ｇ／ｍ^２であった。
（比較例２）
積層用シート状シール材を２枚に代えたこと以外は実施例１と同様にしてシールを行い、エアフィルタを完成させた。このときのガラス綿の目付は１０６ｇ／ｍ^２であった。

次に得られたエアフィルタの特性等につき評価して、その評価結果を下記表１に示した。
尚、各評価項目は次のようにして評価した。
１）シリコーンガス発生： 発ガス分析（ＴＥＮＡＸ―ＧＲ捕集＋ＧＣ・ＭＳ分析を行い、ＴＯＣ及びシロキサンの発生を確認した。
シロキサンガスの発生がないものを○、有るものを×とした。
２）接着剤クラック発生： ヒートサイクル試験（２５０℃×８時間 ― ３０℃×4時間を１０サイクル）を実施して、シール部分を目視にて観察した。
亀裂がないものを○、有るものを×とした。
３）振動試験： エアフィルタを段ボール梱包し、ＪＩＳ ０２３２に従い、下記条件にて振動試験を実施した。
試験前後により外観、性能（圧力損失、捕集効率）を風量８８ｍ^３／ｍｉｎにより測定し、著しい変化の有無を確認した。
著しい変化のないものを○、有るものを×とした。
４）耐圧耐熱試験： ７５０Ｐａ、２５０℃で１時間、風量８８ｍ^３／ｍｉｎにて通風し、試験前後の性能（ＰＡＯ）を測定した。
９９．９９％以上のものを◎、９９．９９％未満で９９．９７以上のものを○、９９．９７％未満のものを×とした。

上記表１から、平均繊維径１μｍ以下のガラス綿からなるシート状シール材を目付１３０ｇ／ｍ^２以上となるように複数枚重ねた場合に良好な耐熱シール性が得られ、また、前記シート状シール材の少なくとも１枚をフィルタパックのプリーツ先端にまで被せた場合に、より良好な耐熱シール性が得られることが明らかである。また、前記フィルタパック内に介装させた補強板のフック部を上下フィルタ枠のリブに係合させた状態でシールした場合、フィルタパックにずれが生ぜず、耐衝撃性に優れることが明らかである。

本発明耐熱エアフィルタの分解斜視図 本発明耐熱エアフィルタの組立工程を示す説明図 図２のＡ−Ａ線断面図

符号の説明

１０ フィルタ枠
１１ 上フィルタ枠
１１ａ リブ
１１ｂ 舟部
１２ 下フィルタ枠
１２ａ リブ
１２ｂ 舟部
１３，１４ 側板
２０ フィルタパック
２１ 耐熱性ガラス繊維製濾紙
２２ 金属製波形セパレータ
２３ 補強板
２３ａ フック部
３０ シート状シール材
３０ａ 被覆用シート状シール材
３０ｂ 積層用シート状シール材

Claims (3)

1. 平均繊維径１μｍ以下のガラス綿からなるシート状シール材を目付１３０ｇ／ｍ^２以上となるように複数枚重ねてフィルタパックと上下フィルタ枠の間をシールしたことを特徴とする耐熱エアフィルタ。
2. 前記シート状シール材の少なくとも１枚はフィルタパックのプリーツ先端にまで被せたことを特徴とする請求項１記載の耐熱エアフィルタ。
3. 前記上下フィルタ枠に、エアフィルタの上下流方向の各開口に対して平行に延びるリブからなる舟部を設け、前記フィルタパック内に介装させた補強板を該補強板に設けたフック部を前記リブに係合させた状態で前記舟部に載置し、該補強板を上下フィルタ枠で挟んで固定したことを特徴とする請求項１または２記載の耐熱フィルタ。

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