JP2014004530A - エアフィルタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数サイクルの熱履歴を受けても、長期間安定してエアフィルタの特性を維持することができるエアフィルタユニットを提供する。
【解決手段】エアフィルタユニットのプリーツ濾材の複数の折り畳み空間のそれぞれに設けられるセパレータ（空間支持部材）の線膨張係数は、フィルタユニットン金属製のフィルタ枠体の線膨張係数以上である。さらに、前記セパレータのうち、プリーツ濾材の折る方向（第１の方向）と直交する第２の方向において、プリーツ濾材の最も外側に位置する両側部を含む側部領域に設けられるセパレータの線膨張係数は、いずれも、前記側部領域に挟まれる中央部領域に設けられるセパレータの線膨張係数に比べて小さい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気流中の塵を捕集するエアフィルタユニットに関する。

半導体の製造工程や自動車用鋼板の塗装乾燥工程等において導入空気を清浄化するための高温用エアフィルタが用いられている。半導体の製造、特にフラットパネルディスプレイの製造時の成膜や微細パターンの形成時、数１００℃の高温を要求される工程において導入空気を清浄化するニーズがある。このため、耐熱性に優れた高温用エアフィルタが求められている。

従来より、濾材をフィルタ枠体に収容する際、濾材とフィルタ枠体とをセラミックセメントにより接着固定する方法が用いられてきた（特許文献２）。
一般に、高温用エアフィルタユニットの使用時、エアフィルタユニットは例えば３００〜４００℃の温度に加熱され、使用されないときは、室温に冷やされるので、室温と３００〜４００℃の高温との間を繰り返す熱履歴を受ける。このため、濾材とフィルタ枠体の間に用いられる接着剤が、接着剤と濾材、あるいは接着剤とフィルタ枠体との間の膨張係数の違い及び上記熱履歴とにより、接着剤の層が損傷しクラックが入り、エアフィルタユニットのシール性が維持できない場合がある、この場合、クラックを通して小さな塵等が通過し、下流に流れてしまう。さらには、濾材の一部が破損する場合もある。

これに対して、シリコーン樹脂及び耐熱性の無機系のシール剤等の接着剤を使用することなく、高温域でも使用でき、且つ、エアフィルタの製作のための作業効率を向上させるエアフィルタが知られている（特許文献２）。
当該エアフィルタは、ジグザグ状に折り畳まれた濾紙（プリーツ濾材）の折り畳み空間に波形のセパレータ（空間維持部材）を介挿したフィルタパックを、濾紙のジグザグ状の端部側に配置した平均繊維径１μｍ以下の超極微細ガラス繊維からなる密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３のシート状シール材を介してフィルタ枠に収容する。すなわち、当該エアフィルタは、濾紙の端部をシート状シール材に当接させることによりエアフィルタユニットのシール性を確保する。
特に、当該エアフィルタを高温域で用いるために、フィルタ枠体に高温使用に耐えられるようにステンレス鋼が用いられ、アルミニウムあるいはアルミニウム合金のセパレータが用いられる。

実開昭６３−６０２３号公報 特許第４４７２３９８号公報

しかし、上記エアフィルタでは、上述した熱履歴を受けることにより、長期間繰り返しエアフィルタを使用すると、図７に示すように、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなるセパレータ１１４が矢印の方向に収縮して、濾紙１１２の両側部の折り畳み空間を適正に維持できなくなる。さらには、セパレータ１１４の収縮によりセパレータ１１４で保持されない濾紙１１２の部分が折れ曲がって濾紙１１２の図中の上下方向の端部が上記シート状シール材と当接しなくなり、シート状シール材と濾紙との間に隙間ができる場合がある。このような場合、塵等がエアフィルタの下流側に流れ、エアフィルタの機能を発揮しない。なお、図７中の符号１１６はフィルタ枠体であり、符号１１２は、プリーツ濾材である。

そこで、本発明は、従来の問題点を解決するために、複数サイクルの熱履歴を受けても、長期間安定してエアフィルタの特性を維持することができるエアフィルタユニットを提供することを目的とする。

本発明者は、従来のエアフィルタユニットでは、フィルタ枠体と接する濾紙（プリーツ濾材）の両側部を含む側部領域に設けられるセパレータ（空間維持部材）の収縮が特に大きく、この収縮がエアフィルタユニットのシール性の上で大きな問題となっていることを知見した。さらに、本発明者は、上述したセパレータ（空間維持部材）の収縮が、セパレータの線膨張係数とフィルタ枠体の線膨張係数との差異によって生じることを見出した。すなわち、濾紙（プリーツ濾材）の側部領域に設けられるセパレータ（空間維持部材）の線膨張係数を、フィルタ枠体の線膨張係数に近づけるために、濾紙（プリーツ濾材）の中央部領域に設けられるセパレータ（空間維持部材）の線膨張係数に比べて低くすることにより、濾紙（プリーツ濾材）の側部領域に設けられるセパレータ（空間維持部材）の収縮を抑制することができ、これにより、エアフィルタユニットのシール性を維持することができることを知見し、本発明に至っている。

すなわち、本発明の一態様は、気流中の塵を捕集するエアフィルタユニットである。当該エアフィルタユニットは、
繊維製濾材を第１の方向に沿って複数回折ったジグザク形状のプリーツ濾材と、
前記プリーツ濾材に形成される複数の折り畳み空間のそれぞれを維持するために前記折り畳み空間のそれぞれに挿入される、波形状に折り曲げられて前記第１の方向に延びる複数の金属製の空間維持部材と、
前記折り畳み空間に前記空間維持部材が挿入された前記プリーツ濾材の周囲を囲み、前記プリーツ濾材を支持固定する金属製のフィルタ枠体と、
前記プリーツ濾材における前記第１の方向の両端部と当接することにより、前記フィルタ枠体との間の隙間をシールする繊維製シール材と、を有する。
前記空間維持部材の線膨張係数は、前記フィルタ枠体の線膨張係数以上である。
前記空間維持部材のうち、前記第１の方向と直交する第２の方向において前記プリーツ濾材の最も外側に位置する両側部を含む側部領域に設けられる第１の空間維持部材の線膨張係数は、いずれも、前記側部領域に挟まれる中央部領域に設けられる第２の空間維持部材の線膨張係数に比べて小さい。

その際、前記第１の空間維持部材には、前記第２の空間維持部材の金属材料と同じ金属材料に３５０℃〜４００℃の温度で、０．５時間〜２時間の加熱処理を施したものが用いられる、ことが好ましい。

また、前記フィルタ枠体に、例えばステンレス鋼が用いられ、前記第１の空間維持部材及び前記第２の空間維持部材に、例えばアルミニウムあるいはアルミニウム合金が用いられる。

さらに、前記第１の空間維持部材の線膨張係数をＡとし、前記第２の空間維持部材の線膨張係数をＢとしたとき、比Ａ／Ｂは０．４以上１．０未満である、ことが好ましい。

さらに、前記第１の空間維持部材の表面には、型押しされて形成された凹凸部が複数設けられている、ことが好ましい。

上記エアフィルタユニットによれば、繰り返し熱履歴を受けても、長期間安定してエアフィルタの特性を維持することができる。

本実施形態のエアフィルタユニットの概観斜視図である。 （ａ）は、本実施形態のエアフィルタユニットの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。 本実施形態のエアフィルタユニットの構造の一例を説明する図である。 本実施形態のエアフィルタユニットの構造の他の例を説明する図である。 本実施形態のエアフィルタユニットの構造の他の例を説明する図である。 本実施形態のエアフィルタユニットの構造の他の例を説明する図である。 従来のエアフィルタユニットについて説明する図である。

以下、本発明のエアフィルタユニットについて詳細に説明する。

［エアフィルタユニット］
図１は、本実施形態のエアフィルタユニットの外観斜視図である。図２（ａ），（ｂ）は、本実施形態エアフィルタ１０の正面図及びそのＸ−Ｘ断面図である。
図１に示すエアフィルタユニット１０は、高温用エアフィルタユニットであり、例えば、３５０℃以上（例えば最高４００℃まで）の温度において耐熱性を有する。
エアフィルタユニット１０は、プリーツ濾材１２と、空間維持部材であるセパレータ１４と、フィルタ枠体１６と、繊維製シール材１８（図２（ｂ）参照）と、を主に有する。

プリーツ濾材１２は、繊維製濾材を第１の方向（図１の上下方向）に沿って複数回折ったジグザク形状を成している。プリーツ濾材１２は、無機質繊維製濾紙を含む。無機質繊維製濾紙としては、例えば、極細ガラス繊維を有機バインダで結合した抄造法によるガラス繊維紙であり、ＨＥＰＡやＵＬＰＡ用などの濾材を使用することができる。プリーツ濾材１２は、シート状の濾材を、気流の上流及び下流側に向くように山折り、谷折りを行うことにより、例えば９０回折ることにより形成される。

セパレータ１４は、プリーツ濾材１２に形成される複数の折り畳み空間のそれぞれを維持するための空間維持部材であり、この折り畳み空間のそれぞれに挿入される複数の金属製の部材である。セパレータ１４は、繊維製シール材１８に当接している。具体的には、セパレータ１４は、波形状に折り曲げられて形成されて、図１に示すように、折り畳み空間に挿入され、図中の上下方向に延びている。セパレータ１４の材料は、オーステナイト系あるいはフェライト系のステンレス鋼、１０００系の純アルミニウム（１０００番台のアルミニウム）、２０００系のＡｌ−Ｃｕ系合金、３０００系のＡｌ−Ｍｎ系合金、４０００系のＡｌ−Ｓｉ系合金、５０００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、６０００系のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、７０００系のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、さらに、８０１１Ｈ１８等を含む８０００系のアルミニウム合金を含む。アルミニウム合金８０１１Ｈ１８は、例えば、Ａｌ：９７．５２質量％以上、Ｃｕ：０．１質量％、Ｓｉ：０．５〜０．９質量％、Ｆｅ：０．６〜１．０質量％、Ｍｎ：０．２質量％、Ｚｎ：０．１質量％、Ｔｉ：０．０８質量％の組成を有する。特に、セパレータ１４の重量を低下させる点で、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を用いることが好ましい。セパレータ１４は多数の折り畳み空間のそれぞれに挿入されるので、ステンレス鋼を用いると重量が増大し、エアフィルタユニット１０の設置作業性が劣り、エアフィルタユニット１０の設置場所が制限されるため、実用上好ましくない。セパレータ１４は、板厚を例えば２５〜６５μｍである。

フィルタ枠体１６は、折り畳み空間のそれぞれにセパレータ１４が挿入されたプリーツ濾材１２の周囲を囲み、プリーツ濾材１２を支持固定する金属製の部材である。フィルタ枠体１６は、気流の流れる上下流側（図２（ｂ）の左右方向の両側）にリブ１６ａを立設した４枚の枠板が組み合わされて構成されている。リブ１６ａの先端部は、エアフィルタユニット１０の内側に向かって折り曲げられている。フィルタ枠体１６は、熱耐久性を有する点から、ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ４３０で構成されることが好ましい。フィルタ枠体１６は、この他に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金や鋼を用いることもできる。

繊維製シール材１８は、フィルタ枠体１６に設けられたプリーツ濾材１２における第１の方向の両端部（図１中の上下方向の両端部）と当接することにより、フィルタ枠体１６との間の隙間をシールする。
繊維製シール材１８には、超極細ガラス繊維が用いられる。繊維製シール材１８は、例えば、厚さ１〜４ｍｍ、目付８０〜１２０ｇ／ｍ^２、密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３の無機質繊維で構成したものを使用することができる。超極細ガラス繊維は、例えば、平均繊維径１μｍ以下の超極細ガラス繊維である。繊維製シール材１８は、この繊維をバインダを用いることなく、紡糸・集綿したシート状に成形して、繊維製シール材１８が形成されることが好ましい。超極細ガラス繊維製の繊維製シール材１８の密度が１２０ｋｇ／ｍ^３を超えると、フィルタ枠体１６やセパレータ１２等に使用される金属の伸びの吸収性が悪くなる。一方、繊維製シール材１８の密度が２０ｋｇ／ｍ^３未満であると、フィルタパック（プリーツ濾材１２の折り畳み空間にセパレータ１４が挿入された組立体）を押さえる力が小さいために塵等のリークを生じ、シール性が保てないという問題がある。また、上記平均繊維径が１μｍを超えると、プリーツ濾材１２のジグザグ形状の端部の凹凸に馴染み難くシール性が不十分となる。

このようなエアフィルタユニット１０において、セパレータ１４のいずれの線膨張係数も、フィルタ枠体１６の線膨張係数以上になっている。エアフィルタユニット１０の使用中、エアフィルタユニット１０の温度が室温から３００℃以上の高温になって、セパレータ１４及びフィルタ枠体１６に熱膨張が生じても、セパレータ１４とフィルタ枠体１６の線膨張係数の違いに起因して、フィルタ枠体１６の熱膨張はセパレータ１４の熱膨張と同等かそれより小さい。このため、室温のみならず高温においても、セパレータ１４が繊維製シール材１８と当接した状態は維持され、セパレータはプリーツ濾材１２の形状を保持することができる。一方、セパレータ１４の線膨張係数が、フィルタ枠体１６の線膨張係数より小さい場合、セパレータ１４及びフィルタ枠体１６に熱膨張が生じると、熱膨張の違いにより、セパレータ１４と繊維製シール材１８との間に隙間ができ、セパレータ１４が繊維製シール材１４に当接しない。この結果、高温状態でプリーツ濾材１２の形状を部分的に保持できなくなる場合が生じる。このため、セパレータ１４の線膨張係数は、フィルタ枠体１６の線膨張係数以上になっている。ここで、線膨張係数は、０度と４００℃における長さから求められる平均した線膨張係数をいう。

さらに、セパレータ１４は、線膨張係数の大小によって２つのセパレータに分けられている。線膨張係数の小さいセパレータ１４ａは、第１の方向（図１中の上下方向）と直交する第２の方向（図１中の左右方向）において、プリーツ濾材１２の最も外側に位置する両側部を含む側部領域Ｒ₁に設けられ、セパレータ１４ａに比べて線膨張係数の大きいセパレータ１４ｂは、側部領域Ｒ₁に挟まれた中央部領域Ｒ₂に設けられている。
側部領域Ｒ₁は、プリーツ濾材１２の折り畳み空間の総数をＮ個とすると、側部領域Ｒ₁の範囲の端は、上記第２の方向（図１中の左右方向）の、プリーツ濾材１２の両側部から折り畳み空間を順番に数えて、例えば０．０５・Ｎ個〜０．１・Ｎ個（０．０５・Ｎ，０．１・Ｎが整数でないときは、０．０５・Ｎ，０．１・Ｎを越えない最大の整数）の折り畳み空間の範囲にある。例えば、プリーツ濾材１２の折り畳み空間の総数を９０個とすると、側部領域Ｒ₁の中央部側の端は、プリーツ濾材１２の両側部から折り畳み空間を順番に数えて、４個〜９個目までの折り畳み空間の範囲に位置し、したがって、この場合、線膨張係数の大きいセパレータ１４ａは、両側部から連続して４〜９個の折り畳み空間に設けられる。
上記範囲内に位置するセパレータ１４ａは、フィルタ枠体１６に近く、室温〜高温の熱履歴を大きく受けるため、セパレータ１４の収縮はそれ以外の領域のセパレータ１４ｂに比べて大きい。このため、セパレータ１４ａの熱膨張係数は、フィルタ枠体１６の線膨張係数に近づくように、セパレータ１４ｂの線膨張係数に比べて小さい。

なお、エアフィルタユニット１０が室温と３００〜４００℃の高温の間を繰り返す熱履歴を受けることで、セパレータ１４が熱収縮するのは、以下の理由によると考えられる。
すなわち、３００〜４００℃の高温に昇温すると、セパレータ１４は熱膨張しようとするが、この熱膨張に比べて、フィルタ枠体１６の熱膨張は同等かそれより小さい。しかも、セパレータ１４は、折り畳み空間内にプリーツ濾材１２の形状を保持するように挿入されているので、セパレータ１４が膨張する余地は少ない。特に、セパレータ１４の図１中の上下方向に長いので、セパレータ１４は図１中の上下方向に大きく膨張しようとする。しかし、この膨張は、フィルタ枠体１６及び繊維製シール材１８によって抑えられた状態が続く。特に、フィルタ枠体１６に近い側部領域Ｒ₁にあるセパレータ１４の膨張は中央部領域Ｒ₂に比べて大きく拘束される。この状態が続くことで、セパレータ１４はフィルタ枠体１６に抑えられて形状が安定化する。この後、エアフィルタユニット１０の使用が終了し、温度が室温に低下したときセパレータ１４は熱収縮する。高温時フィルタ枠体１６によって膨張が抑えられて形状が安定化したセパレータ１４は、この状態から熱収縮するため、セパレータ１４の上下方向の端部は、繊維状シール材１８と当接しなくなる。セパレータ１４は、このような熱履歴を繰り返し受けることにより、図７に示すように、最終的に隙間が生じる程度に収縮する。例えば、従来のセパレータ１４は、５〜１０ｍｍ程度収縮する。
このため、本実施形態では、特に熱履歴を大きく受け大きく収縮しやすい側部領域Ｒ₁に設けられるセパレータ１４ａは、中央部領域Ｒ₂に設けられるセパレータ１４ｂに比べて線膨張係数を小さくし、フィルタ枠体１６の線膨張係数に近づけている。セパレータ１４ａの、フィルタ枠体１６に対する線膨張係数の比率は、１．０〜３．０であることが好ましい。
また、セパレータ１４ａの線膨張係数をＡとし、セパレータ１４ｂの線膨張係数をＢとしたとき、比Ａ／Ｂは０．４以上１．０未満であることが好ましい。

このようなセパレータ１４ａは、セパレータ１４ｂの金属材料と同じ金属材料に３５０℃〜４００℃の温度で、０．５〜２．０時間の加熱処理を施したものが用いられることが好ましい。加熱処理に用いる温度の上限は例えば４００℃である。このように加熱処理を予め施したものは、線膨張係数が小さくなるので、セパレータ１４ａに好適に用いることができる。特に、セパレータ１４ａ及びセパレータ１４ｂにアルミニウムあるいはアルミニウム合金が用いられる場合、上記加熱処理を施すことにより、セパレータ１４ａの線膨張係数をセパレータ１４ｂの線膨張係数に比べて効率よく小さくすることができ、上記比Ａ／Ｂを０．４以上１．０未満に容易にすることができる。

また、セパレータ１４ａの表面には、図３に示すように、型押しされて形成された凹凸部が複数設けられていることが好ましい。すなわち、熱履歴に伴ってセパレータ１４ａが熱膨張あるいは熱収縮するとき、これらの熱膨張あるいは熱収縮を吸収することができ、フィルタ枠体１６と同程度の膨張、収縮を実現できる変形部をセパレータ１４ａに設ける。このような変形部は、セパレータ１４ａの元となる箔部材を波形状に加工する前に、凹凸部ができるように予め加工するとよい。
さらに、型押しされて形成された凹凸部は、図４（ａ）〜（ｃ）に示す形態も含む。図４（ａ）に示すように、セパレータ１４の山折り、谷折りの折り線に平行な直線状に延びる凹部及び凸部、及び山折り、谷折りの折り線に直交する直線状に延びる凹部及び凸部を、型押しされて形成された凹凸部として設けることができる。図４（ｂ）に示すように、セパレータ１４の山折り、谷折りの折り線に平行な凹部及び凸部を、型押しされて形成された凹凸部として設けることもできる。また、図４（ｃ）に示すように、セパレータ１４の山折り、谷折りの折り線に対して斜めに延びる凹部及び凸部（図中の実線、点線）を、型押しされて形成された凹凸部として設けることもできる。

さらに、本実施形態では、図５に示すように、エアフィルタユニット１０において、フィルタパックの中央部領域Ｒ₂に位置する少なくとも１枚のセパレータ１４ｂの代わりに、剛性板１５を介挿し、剛性板１５の上下方向の端部を超極微細ガラス繊維のシート状シール材層１８ａを介してフィルタ枠体１６に当接させるようにするとともに、隣接する各セパレータ１４、１４の折り線同士が、図６に示されるように、プリーツ濾材１２を介して互いに交叉するように配置することが、フィルタパックの形状を維持する点で好ましい。

このように、エアフィルタユニット１０のセパレータ１４の線膨張係数は、フィルタ枠体１６の線膨張係数以上であり、セパレータ１４のうち、側部領域Ｒ₁に設けられるセパレータ１４ａの線膨張係数は、いずれも、中央部領域Ｒ₂に設けられるセパレータ１４ｂの線膨張係数に比べて小さく設定されているので、側部領域Ｒ₁に設けられるセパレータ１４ａの熱膨張は、セパレータ１４ｂに比べてフィルタ枠体１６の熱膨張に近づいている。このため、図７に示す従来のセパレータ１１４のように、多数回の熱履歴を受けて収縮することは少なくなる。
特に、側部領域Ｒ₁に設けられるセパレータ１４ａの線膨張係数をＡとし、中央部領域Ｒ₂に設けられるセパレータ１４ｂの線膨張係数をＢとしたとき、比Ａ／Ｂを０．４以上１．０未満とすることにより、より効果的にセパレータの収縮を抑制することができる。

［実施例、比較例］
以下、本実施形態の効果を確認するために、種々のセパレータを用いてエアフィルタユニットを作製した。
下記実施例１，２，３及び比較例１,２では、プリーツ濾材１２として、Ｃガラス繊維を材料とする極細ガラス繊維を用いた目付１００ｇ／ｍ²の濾材を用い、この濾材を９０回山折り及び谷折りを行って、セパレータを折り畳み空間のそれぞれに挿入して、６１０ｍｍ×６１０ｍｍ×２９０ｍｍ（縦方向長さ×横方向長さ×奥行き長さ）のサイズのフィルタパックを作製した。フィルタ枠体として、厚さ２ｍｍのＳＵＳ４３０を用いた。ＳＵＳ４３０の線膨張係数は、１１．２×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であった。
繊維製シール材１４として、厚さ２ｍｍ、目付け１１２ｇ／ｍ²、密度５４ｋｇ／ｍ³、Ｅガラス繊維の平均繊維径０．６μｍ（１７００レールス）のシート材を用い、１つのエアフィルタユニットに４０ｇ使用した。
エアフィルタユニットでは、図５，６に示す構成を採用し、剛体板１５には、厚さ１．２ｍｍのＳＵＳ３０４を用い、図６に示すセパレータの交差角度を３度とした。シート状シール層１８ａは、繊維製シール材１８と同じシール材を用いた。

一方、セパレータについては、実施例１では、厚さ６０μｍのアルミニウム合金３３０４の箔を波状に折り曲げて使用した。側部領域Ｒ₁（左右５箇所ずつ計１０箇所）に設けられるセパレータ１４ａには、予め３５０℃で１時間加熱処理をしたものを用いた。中央部領域Ｒ₂（８０箇所）に設けられるセパレータ１４ｂには、加熱処理をしないものを用いた。セパレータ１４ａの線膨張係数は、２８．２９×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であり、セパレータ１４ｂの線膨張係数は、２９．１８×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であった。
実施例２では、厚さ６０μｍのアルミニウム合金８０１１Ｈ１８の箔を波状に折り曲げて使用した。側部領域Ｒ₁に設けられるセパレータ１４ａには、予め３５０℃で１時間加熱処理をしたものを用いた。中央部領域Ｒ₂に設けられるセパレータ１４ｂには、加熱処理をしないものを用いた。セパレータ１４ａの線膨張係数は、２８．１６×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であり、セパレータ１４ｂの線膨張係数は、２８．６１×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であった。
実施例３では、厚さ３０μｍのＳＵＳ３０４と厚さ６０μｍのアルミニウム合金８０１１Ｈ１８の箔を波状に折り曲げて使用した。側部領域Ｒ₁に設けられるセパレータ１４ａには、加熱処理しないＳＵＳ３０４をしたものを用いた。中央部領域Ｒ₂に設けられるセパレータ１４ｂには、加熱処理をしないアルミニウム合金８０１１Ｈ１８を用いた。セパレータ１４ａの線膨張係数は、１７．９×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であり、セパレータ１４ｂの線膨張係数は、２８．６１×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であった。
一方、比較例１では、厚さ６０μｍのアルミニウム合金３３０４の箔を波状に折り曲げて使用した。比較例１ではすべてのセパレータに同じ加熱処理をしないものを用いた。したがって、全てのセパレータの線膨張係数は、上述した実施例１のセパレータ１４ｂの線膨張係数と同様の２９．１８×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であった。
比較例２では、厚さ６０μｍのアルミニウム合金８０１１Ｈ１８の箔を波状に折り曲げて使用した。比較例２ではすべてのセパレータに同じ加熱処理をしないものを用いた。したがって、全てのセパレータの線膨張係数は、上述した実施例２のセパレータ１４ｂの線膨張係数と同様の２８．６１×１０^-6℃^-1（０〜４００℃の平均）であった。

作製したエアフィルタユニットを用いて、エアフィルタユニットの捕集効率とセパレータの収縮を調べた。セパレートの収縮は、エアフィルタユニットの温度を、３０℃から１．５時間かけて３５０℃に昇温し、３５０℃を１時間維持した後、４時間かけて３０℃に降温する工程を１サイクルとして２０サイクル繰り返して熱履歴をエアフィルタユニットに与えた。セパレータの収縮は、０サイクル（測定開始直後）、５サイクル目、１０サイクル目、１５サイクル目の終了直後に複数のセパレータの収縮のうち最大収縮した長さを計測した。
一方、エアフィルタユニットの捕集効率については、矩形ダクトにセットし、風量を３５ｍ³／分となるように空気の流れを調整し、エアフィルタユニットの上流側に大気塵粒子を導入し、エアフィルタユニットの上流側と下流側の０．３μｍ粒子の濃度を、光散乱式粒子計数器を用いて測定を行った。その際、上述した熱履歴のサイクルを与えて測定した。エアフィルタユニットの捕集効率は、０サイクル（測定開始直後）、５サイクル目、１０サイクル目、１５サイクル目の終了直後に室温の状態で測定し、下記式に従ってエアフィルタユニットの捕集効率を求めた。
捕集効率（％）＝［１−（下流側の粒子の濃度／上流側の粒子の濃度）］
×１００

下記表１は、エアフィルタの捕集効率とセパレータの収縮長さの測定結果を示している。
これによると、側部領域Ｒ₁と中央部領域Ｒ₂との間で線膨張係数を異ならせた実施例１，２，３は、いずれも１５回目においても捕集効率は９９．９７％以上あり、合格品である。一方、収縮長さは、許容範囲内の４ｍｍ以下であった。
比較例１，２では、収縮長さが許容範囲の上限の４ｍｍを超え、不合格品であった。特に、比較例２では、１０サイクル目、１５サイクル目において捕集効率は許容範囲の下限である９９．９７％を下回った。これは、収縮長さが大きくなり、プリーツ濾材の形状を維持することが難しくなり形状変形することにより、捕集効率が低下したものと想定される。
以上より、本実施形態のエアフィルタユニットの効果は明らかである。

以上、本発明のエアフィルタユニットについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ エアフィルタユニット
１２，１１２ プリーツ濾材
１４，１４ａ，１４ｂ，１１４ セパレータ
１５ 剛性板
１６，１１６ フィルタ枠体
１６ａ リブ
１８ 繊維製シール材
１８ａ シート状シール材層

Claims (5)

1. 気流中の塵を捕集するエアフィルタユニットであって、
   繊維製濾材を第１の方向に沿って複数回折ったジグザク形状のプリーツ濾材と、
   前記プリーツ濾材に形成される複数の折り畳み空間のそれぞれを維持するために前記折り畳み空間のそれぞれに挿入される、波形状に折り曲げられて前記第１の方向に延びる複数の金属製の空間維持部材と、
   前記折り畳み空間に前記空間維持部材が挿入された前記プリーツ濾材の周囲を囲み、前記プリーツ濾材を支持固定する金属製のフィルタ枠体と、
   前記プリーツ濾材における前記第１の方向の両端部と当接することにより、前記フィルタ枠体との間の隙間をシールする繊維製シール材と、を有し、
   前記空間維持部材の線膨張係数は、前記フィルタ枠体の線膨張係数以上であり、
   前記空間維持部材のうち、前記第１の方向と直交する第２の方向において前記プリーツ濾材の最も外側に位置する両側部を含む側部領域に設けられる第１の空間維持部材の線膨張係数は、いずれも、前記側部領域に挟まれる中央部領域に設けられる第２の空間維持部材の線膨張係数に比べて小さい、ことを特徴とするエアフィルタユニット。
2. 前記第１の空間維持部材には、前記第２の空間維持部材の金属材料と同じ金属材料に３５０℃〜４００℃の温度で、０．５時間〜２時間の加熱処理を施したものが用いられる、請求項１に記載のエアフィルタユニット。
3. 前記フィルタ枠体に、ステンレス鋼が用いられ、前記第１の空間維持部材及び前記第２の空間維持部材に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が用いられる、請求項１または２に記載のエアフィルタユニット。
4. 前記第１の空間維持部材の線膨張係数をＡとし、前記第２の空間維持部材の線膨張係数をＢとしたとき、比Ａ／Ｂは０．４以上１．０未満である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアフィルタユニット。
5. 前記第１の空間維持部材の表面には、型押しされて形成された凹凸部が複数設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアフィルタユニット。

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