JP2018051471A - 集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 濾材以外の部材の性能特性に左右されない集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントを実現する。
【解決手段】 プリーツを形成した不織布または織布からなる筒状の濾材１と、後半部が濾材の両端付近の外周に環状に重合されるとともに前半部が両端から突設される不織布または織布からなる当て布２、３と、濾材から突設される上記当て布に重合される不織布または織布からなる筒状のエンド部材２０、３０の合成繊維製の糸の縫着によりカートリッジ型フィルターエレメントを構成し、その際に当て布の後半部を濾材のプリーツの形状に沿ったプリーツ状に形成するとともに、前半部をプリーツを構成する襞同士を折り重ねた形状に形成し、そこにエンド部材を嵌め合わせるようにする。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、産業用の集塵機のダストコレクターに使用される固気分離フィルターエレメントに関し、特にプリーツを形成した筒状の濾材を用いたカートリッジ型フィルターエレメントに関する。

集塵機において、吸い込んだ空気より塵などの粉体（固形分）を捕集して濾過・分離するためのダストコレクターにフィルターが使用されている。

前記のフィルターとしては従来の布製のバッグフィルター（例えば特許文献１）が徐々に成形型のカートリッジフィルター（例えば特許文献２）に変わりつつある。

前記の成形型のカートリッジフィルターはプリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着した構成よりなり、エンド部材は金属やプラスチックにより構成され、接着剤により濾材に固着されていた。

前記の成形型のカートリッジフィルターは濾材がプリーツを形成した筒状であることから容積効率が高く、同一体積でバッグフィルターの数倍の風量を処理することができる利点があった。

特開２００３−１９０７２０号公報 特開２０１３−８６０９３号公報 特開昭６３−２４２３０５号公報 特開平５−１１１６２２号公報

一方、前記の従来技術の成形型のカートリッジフィルターは、その構造上、金属、接着剤、プラスチックなど、濾材以外の素材を数種使用する。

カートリッジフィルターにおいては濾過性能が問われることはもちろんだが、耐薬品性、耐熱性、導電性、非金属性などの性能も問われる。

すなわち、濾過材の性能が高くても、それ以外の部材において耐薬品性、耐熱性、導電性、非金属性などの性能が低いと、成形型のカートリッジフィルターの性能は部材の一番低い性能特性に左右されることになってしまう。

そのため、前記の従来技術の成形型のカートリッジフィルターは濾材以外の部材に濾材とは異なる素材を数種使用しているために、それらの一番低い性能特性に左右されてしまう問題があった。

本願発明の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントは前記の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、プリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材とエンド部材の双方の素材を不織布または織布としたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントにおいて、不織布または織布は合成繊維製であることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントにおいて、各部材の固着手段は合成繊維製の糸による縫着であることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントにおいて、プリーツを形成した筒状の濾材と、後半部が上記濾材の両端付近の外周に環状に重合されるとともに前半部が両端から突設される当て布と、濾材から突設される上記当て布に重合される筒状のエンド部材からなり、上記当て布の後半部は濾材のプリーツの形状に沿ったプリーツ状に形成されるとともに、前半部はプリーツを構成する襞同士を折り重ねた形状に形成されることに後半部より小径に形成されることを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントにおいて、エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成されることを特徴とする。

次に、本願発明の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法は、
プリーツを形成した筒状の不織布または織布製の濾材の両端付近の外周に不織布または織布製の帯状の当て布をプリーツの形状に沿って環状に巻き付け、当て布の後半部を濾材のプリーツに縫着して重合する工程、
濾材の端部より突設した当て布の前半部のプリーツを構成する襞同士を折り重ねて縫着することにより後半部より小径に形成する工程、
濾材の両端から突出したそれぞれの当て布の前半部に不織布または織布製の筒状のエンド部材を嵌め合わせて縫着する工程、
からなることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法において、不織布または織布は合成繊維製であることを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法において、縫着は合成繊維製の糸により行われることを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法において、エンド部材は当て布の前半部との嵌め合わせ箇所を外布と内布の二重構造とし、当て布の前半部は上記の外布と内布の間に内挿されることにより嵌め合わされることを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法において、エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成されることを特徴とする。

以上の構成よりなる本願発明によれば、プリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材とエンド部材の双方の素材を不織布または織布とすることにより、不織布または織布以外の素材、例えば金属、接着剤、プラスチックなどを使用しない。よって、カートリッジフィルターの性能が不織布または織布以外の素材の性能特性に左右されることがなく、高性能のカートリッジフィルターを実現することができる。

また、請求項４記載の発明によれば、後半部が濾材の両端付近の外周に環状に重合されるとともに前半部が両端から突設される当て布を介してエンド部材を濾材に固着するが、上記当て布の後半部は濾材のプリーツの形状に沿ったプリーツ状に形成されるとともに、前半部はプリーツを構成する襞同士を折り重ねた形状に形成されることに後半部より小径に形成されてエンド部材に重合されるので充分な重合面積をとることができる。よって、接着剤などを用いずとも、これらの重合面を合成繊維製の糸により縫着することにより強固に固着することが可能となる。

一方、本願発明の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法は、プリーツを形成した筒状の不織布または織布製の濾材の両端付近の外周に不織布または織布製の帯状の当て布をプリーツの形状に沿って環状に巻き付け、当て布の後半部を濾材のプリーツに縫着して重合し、濾材の端部より突設した当て布の前半部のプリーツを構成する襞同士を折り重ねて縫着することにより後半部より小径に形成し、そこに不織布または織布製の筒状のエンド部材を嵌め合わせて縫着するので、濾材とエンド部材を接合するために使用する部材を不織布または織布製の帯状の当て布で賄うことができるとともに、固着は縫着により行うので製造が容易となる。

本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントの斜視図。 同上、濾材の中間省略斜視図。 同上、濾材に当て布を巻き付ける工程を示す中間省略斜視図。 同上、濾材に当て布を巻き付ける工程を示す中間省略斜視図。 同上、濾材の一端に当て布を巻き付ける工程を示す斜視図。 同上、濾材の一端にエンド部材を嵌め合わせる工程を示す一部切り欠き斜視図。 同上、濾材の一端にエンド部材を固着した状態を示す斜視図。 同上、濾材の他端にエンド部材を嵌め合わせる工程を示す一部切り欠き斜視図。 同上、濾材の他端にエンド部材を固着した状態を示す斜視図。 同上、当て布のプリーツを示す断面図。 同上、当て布のプリーツを構成する襞同士を折り重ねる工程を示す断面図。

以下、本願発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントの一実施例を示す図であり、ここでは断面真円状のエレメントを例示している。本願発明のエレメントはプリーツＰを構成した筒状の濾材１および、この濾材１の一端に固着される端部を開口したエンド部材２０、同じく他端に固着される端部を閉塞したエンド部材３０からなる基本構成を有する。

本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントは濾材とエンド部材の双方の素材および縫着のための糸を不織布または織布としたことを特徴とするが、ここでは不織布または織布は例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）やＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）などの合成繊維としている。

図２は濾過用カートリッジフィルターエレメントの濾材１を中間部を省略した状態で図示した斜視図である。この濾材１は山部Ｐ１、谷部Ｐ２が繰り返し連続する逆Ｖ字状の襞Ｐを有する公知のプリーツ状のものである。

前記の濾材１の両端にはエンド部材２０とエンド部材３０が固着される。従来技術の金属製のエンド部材の場合は濾材とエンド部材は接着により、剛性を有するプラスチック製のエンド部材の場合は受け治具内に熱可塑性樹脂からなるエンド部材を嵌合し、これを融点近くまで加熱して溶融し、そこに濾材の端部を挿入した後に冷却固化させることにより（特許文献３、４）固着していた。

これに対し、濾材と同じ不織布または織布により構成されるエンド部材を使用する本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントにおいては、濾材とエンド部材は不織布または織布製の当て布を介して固着する。

図３〜９は前記の工程を示す図である。図中符号２は濾材１の一端に固着される当て布、３は他端に固着される当て布である。前記当て布２、３は初期状態では図３に示すように帯状であり、これを濾材１の両端に環状に巻き付け、図４に示すように後半部２Ａ、３Ａが濾材の両端付近の外周に、前半部２Ｂ、３Ｂが両端から突設するように位置させる。

次いで、巻き付けた当て布２、３を濾材１のプリーツの形状に沿って折り曲げていき、山部ＰＰ１、谷部ＰＰ２が繰り返し連続する襞ＰＰを形成する。図５は前記の工程を濾材１の一端側において図示したものであるが、他端側も同様なので図示は省略する。

前記の工程において、当て布２、３の後半部２Ａ、３Ａは濾材１のプリーツの形状に沿って折り曲げられることにより、濾材に重合されることになる。そこで、両者を合成繊維製の糸（図示せず）により縫着することにより固着する。

前記の工程において、濾材１の両端に後半部２Ａ、３Ａが固着された当て布２、３はプリーツ状の前半部２Ｂ、３Ｂが濾材が突出することになる。そこで、次の工程では当て布２、３の前半部２Ｂ、３Ｂのプリーツを構成する襞ＰＰ同士を図１０、１１に示すように折り重ねて山部ＰＰ１、谷部ＰＰ２を消滅させて全体が後半部より小径の円筒状になるように成形し、折り重ね部を合成繊維製の糸（図示せず）により縫着する（図６、８参照）。その結果、円筒状になるように成形された前半部２Ｂ、３Ｂは襞の折り重ねにより剛性を持つことになる。

図６、７は濾材１の一端にエンド部材２０を固着する工程を示す図である。前記エンド部材２０は濾材と同じ不織布または織布により構成されるものであり、端部を開口部２１とした筒状に形成される。前記エンド部材２０は濾材１の一端に突出した円筒状の当て布２の前半部２Ｂに嵌め合わされるが、ここではエンド部材の嵌め合わせ箇所を外布２０Ｂと内布２０Ａの二重構造とし、当て布の前半部は上記の外布と内布の間の隙間Ｓに内挿されることにより嵌め合わされる。嵌め合わされたエンド部材２０は内挿された当て布２の前半部２Ｂとともに合成繊維製の糸（図示せず）により縫着することにより濾材１の一端に固着される。

図８、９は濾材１の他端にエンド部材３０を固着する工程を示す図である。前記エンド部材３０は濾材と同じ不織布または織布により構成されるものであり、端部を閉塞部３１とした筒状に形成される。前記エンド部材３０は濾材１の他端に突出した円筒状の当て布３の前半部３Ｂに嵌め合わされるが、ここではエンド部材の嵌め合わせ箇所を外布３０Ｂと内布３０Ａの二重構造とし、当て布の前半部は上記の外布と内布の間の隙間Ｓに内挿されることにより嵌め合わされる。嵌め合わされたエンド部材３０は内挿された当て布３の前半部３Ｂとともに合成繊維製の糸（図示せず）により縫着することにより濾材１の多端に固着される。

１ 濾材
２ 当て布
３ 当て布
２０ エンド部材
３０ エンド部材

Claims (10)

1. プリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材とエンド部材の双方の素材を不織布または織布としたことを特徴とする集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
2. 不織布または織布は合成繊維製である請求項１記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
3. 各部材の固着手段は合成繊維製の糸による縫着である請求項１または２記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
4. プリーツを形成した筒状の濾材と、後半部が上記濾材の両端付近の外周に環状に重合されるとともに前半部が両端から突設される当て布と、濾材から突設される上記当て布に重合される筒状のエンド部材からなり、上記当て布の後半部は濾材のプリーツの形状に沿ったプリーツ状に形成されるとともに、前半部はプリーツを構成する襞同士を折り重ねた形状に形成されることに後半部より小径に形成される請求項１から３のいずれかに記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
5. エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成される請求項１から４のいずれかに記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
6. プリーツを形成した筒状の不織布または織布製の濾材の両端付近の外周に不織布または織布製の帯状の当て布をプリーツの形状に沿って環状に巻き付け、当て布の後半部を濾材のプリーツに縫着して重合する工程、
   濾材の端部より突設した当て布の前半部のプリーツを構成する襞同士を折り重ねて縫着することにより後半部より小径に形成する工程、
   濾材の両端から突出したそれぞれの当て布の前半部に不織布または織布製の筒状のエンド部材を嵌め合わせて縫着する工程、
   からなることを特徴とする集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。
7. 不織布または織布は合成繊維製である請求項６記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。
8. 縫着は合成繊維製の糸により行われる請求項６または７記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。
9. エンド部材は当て布の前半部との嵌め合わせ箇所を外布と内布の二重構造とし、当て布の前半部は上記の外布と内布の間に内挿されることにより嵌め合わされる請求項６から８のいずれかに記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。
10. エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成される請求項６から９のいずれかに記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。