JP2022511295A - フィルタアセンブリ - Google Patents

Abstract

フィルタアセンブリが開示される。具体的には、濾材と、濾材を覆うオーバーレイ部分とを含むフィルタアセンブリが開示される。このようなフィルタアセンブリは、許容可能なフィルタリング能力と、洗浄可能な目に見える前面との両方を提供し得る。

Description

フィルタは、例えば、空気から小さな浮遊微粒子を除去するなど、多くの目的で使用される。フィルタアセンブリは、剛性フレーム及び濾材の両方を含み得る。

一態様では、本開示はフィルタアセンブリに関する。フィルタアセンブリは、第１の主面及び第２の主面と厚さとを有するウェブを含む濾材を含み、ウェブは、親油性材料又は難燃性材料のうちの少なくとも１つを含む。フィルタアセンブリはまた、フィルタフレームと、を含み、フィルタフレームはオーバーレイ部分を含み、オーバーレイ部分は、第１の主表面の少なくとも２０％を覆うが、８０％を超えて覆うことはない。オーバーレイ部分は連続的であり、複数の開口領域を画定する。オーバーレイ部分はまた、濾材とは異なる材料を含む。

フィルタアセンブリの上面平面図である。 別のフィルタアセンブリの上面平面図である。 フィルタアセンブリフレームのオーバーレイ部分の一部の側面図である。 別のフィルタアセンブリフレームのオーバーレイ部分の一部の斜視図である。

フィルタアセンブリは、多種多様な用途で使用することができる。フィルタアセンブリは、特定の場所に濾材を設置又は固定するために使用することができる。フレーム及び濾材を含むフィルタアセンブリは、フィルタアセンブリをその意図された位置に取り付ける、格納する、又は固定することができる、ハンドル、フック、タブ、又は他の機械構成要素若しくは接着剤構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、フィルタアセンブリは、例えば、部屋の空気フィルタリングシステム、炉フィルタリングシステム、又は別の強制空気フィルタシステムにおいて、一般的な空気フィルタリング目的で構成され得る。これらの実施形態では、フィルタフレーム及び濾材は、フィルタが主に空中の微粒子をフィルタリングするように構成されている。例えば、濾材は、直径１０マイクロメートル未満、直径５マイクロメートル未満、２．５マイクロメートル未満、又は直径０．３マイクロメートル未満の粒子をフィルタリングするように設計され得る。いくつかの実施形態では、フィルタアセンブリは、油脂をフィルタリングする目的で、商業用キッチンなどの特殊な目的で使用され得る。

商業用キッチンでは、排気フードにおける油脂の捕捉は、健康、安全性、及び環境上の理由で重要であり得る。排気フード、又は排気フードと気流的に連通しているダクトの中及びそれらの周囲における油脂の集積が、火災危険を引き起こす場合があり、油脂の堆積物は非常に可燃性である。商業用の排気フードは、そこを通って移動する大量の空気に対処するように構成されており、このことが、火災が発生した場合に災害を拡大させる可能性があり、危険性が高まることになる。

危険を軽減させるために、商業用キッチンは、典型的には、ステンレス鋼、亜鉛めっき鋼、又はアルミニウムのような金属又は金属合金などの不燃性材料で作製された、バッフルなどの気流遮断器又は中断器（disrupter）を使用する。バッフルは、調理面と上方の配管との間に火炎が広がることを防止する。加えて、エアロゾル化された油脂が、バッフルによって構築された複雑な経路を通過して表面で凝縮し、よって油脂がダクト内の更に先で蓄積することが防止される。しかしながら、バッフル上でのこの油脂の集積は定期的な洗浄を必要とし、そうしない場合は、防火障壁及び油脂収集器の両方としてのバッフルの有効性が低下する。美的には、商業用のフードバッフル上の目に見える油脂はまた、最新のオープンキッチンでは魅力的でないか又は食欲を損なわせる可能性がある。残念なことに、バッフルはその場で洗浄することができず、多くの場合、数キログラムになるほど重い。バッフルを取り外し、洗浄し、及び再設置することは、時間がかかり、多大な労働力を要し、危険であり得る。

本明細書に記載されるフィルタアセンブリは、きれいな外観を維持するために拭くことができる表面を提供しながら、商業用の調理プロセスから生成される油滴の効果的な濾過を可能にし得る。本明細書に記載されるフィルタアセンブリは、使い捨て式であり、容易に取り外し可能かつ設置可能であり、軽量であり得る。

図１は、フィルタアセンブリの上面平面図である。フィルタアセンブリ１００は、複数の開口領域１３０を画定するオーバーレイ部分１２０を含むフレーム１１０を含む。フレーム１１０（オーバーレイ部分１２０を含む）は、金属、プラスチック、又はプラスチックコーティングされた金属を含む任意の好適な材料であってもよい。いくつかの実施形態では、フレーム１１０用の材料は、その不燃性又は高融点ゆえに選択され得る。いくつかの実施形態では、フレーム１１０の材料は、その物理的特性、例えばその硬さ又は剛性ゆえに選択され得る。いくつかの実施形態では、フレーム１１０は熱可塑性樹脂であってもよく、又は熱可塑性樹脂を含んでもよい。いくつかの実施形態では、フレーム１１０は繊維強化プラスチックであってもよく、又は繊維強化プラスチックを含んでもよい。いくつかの実施形態では、フレーム１１０は、１つ以上の顔料又は着色剤を含んでもよい。いくつかの実施形態では、フレーム１１０は、双性イオン性コーティング、フルオロポリマーコーティング、又は疎水性コーティングなどの、洗浄を容易にするためのコーティング又は処理を含んでもよい。

フィルタアセンブリ１００はまた、フレームに隣接して又はフレーム内に配置された濾材で作製されたフィルタを含み、このフィルタは、複数の開口領域を通して目に見える。濾材は、所望の用途に応じて、任意の好適な濾材とすることができる。いくつかの実施形態では、濾材は、織布材料又は織物を含んでもよい。いくつかの実施形態では、濾材は、不織布材料を含んでもよい。好適な不織布材料は、任意の好適な方法で、及び任意の好適な材料で形成されてもよい。例えば、濾材は、不織布（例えば、ロフティ、カーディング、エアレイド（air-laid）、又は機械的に接合された、例えば、スパンレース、ニードル交絡、又はニードルタック）フィルム、織布フィルム、編みフィルム、メッシュフィルム、又は有孔フィルムであってもよい。繊維ウェブ又はシートは、接合され得る（例えば、繊維が様々な場所で互いに接合されている）か、又は非接合であり得る。濾材は、接合されることができ、フィルタ中での接合の一部又は全部をもたらす熱硬化性材料又は溶融材料を含むことができ、これら材料は、例えば、フレーク、粉末、繊維、又はこれらの組み合わせであり、例えば、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、又はこれらの組み合わせなどの任意の好適な熱可塑性樹脂又は熱硬化性ポリマーを含む。溶融接合又は加熱接合の後、フレーク、粉末、又は繊維は溶融し、繊維を一緒に接合させ得る。濾材の接合は、フィルタの安定性及び強度の増大をもたらすことができる。繊維ウェブ又はシートは、耐火性繊維に加えて、酸化ポリアクリロニトリル繊維（ＯＰＡＮ）、ＦＲレーヨン、又はこれらの組み合わせを含む任意の好適な材料又は繊維を含み得る。例えば、濾材としては、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、カポック繊維、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、綿、ナイロン、ポリエステル、レーヨン（例えば、非不燃性レーヨン）、羊毛、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。濾材としては、コーティング、不燃剤、繊維、熱硬化材料又は溶融材料（例えば、粉末、フレーク、又は繊維）、金属繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、吸着剤、膨張性材料（例えば、繊維又は粒子）、雲母、珪藻土、グラスバブル、炭素粒子、又はこれらの組み合わせを更に挙げることができる。添加することができる繊維の例としては、より多くのロフト（loft）及びボディを与えるために添加され得る、より大きな直径の繊維が挙げられる。中空繊維又は芯鞘繊維（core-sheath fiber）などの他の繊維を添加して特別な特性を付与し、例えば、強化された親油性又は疎油性をフィルタに付与することができる。不燃剤の例は、不燃又は「ＦＲ」と表記される任意のポリマーを含むか、又は（例えば、純粋な材料として、又は材料を含む化合物として）アルミニウム、ポリリン酸塩、リン、窒素、硫黄、ケイ素、アンチモン、塩素、臭素、マグネシウム、亜鉛、炭素、又はこれらの組み合わせを含むことができる。不燃剤は、ハロゲン含有不燃剤、又は非ハロゲン化不燃剤であり得る。コーティング類又は添加剤の例としては、膨張性黒鉛、バーミキュライト、ポリリン酸アンモニウム、アルミナ三水和物（ＡＴＨ）、マグネシウム水酸化物（Ｍｇ（ＯＨ）２）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、モリブデン酸塩化合物、塩素化合物、臭素化合物、酸化アンチモン、有機リン化合物、又はこれらの組み合わせが挙げられる。濾材は、約１０～約４００ｇ／ｍ^２、若しくは約８０～約２５０ｇ／ｍ^２、又は約１０ｇ／ｍ^２以下、又は約２０ｇ／ｍ^２、４０、６０、８０、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、２７５、３００、３２５、３５０、３７５未満であるか、これらに等しいか、若しくはこれらを超える、又は約４００ｇ／ｍ^２以上など、任意の好適な全体密度を有し得る。

濾材は、所望の用途の要件に応じて、数ミリメートル～数センチメートルの任意の好適な厚さを有してもよい。フィルタは、耐火性繊維を含む、濾材の少なくとも１つの層を含む。フィルタは、耐火性繊維を含む濾材の単一の層、又は繊維ウェブ若しくはシートの複数の層を含み得る。複数の層は、フィルタ内で独立して、隣接しているか、又は分離している場合がある。例えば、フィルタは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、若しくは１０、又はそれより多い濾材の層を含み得る。

フィルタは、繊維ウェブ又はシートの１つ以上の層に加えて、耐火性繊維を含む他の層を含み得る。１つ以上の追加の層は、任意の好適な層とすることができ、例えば、難燃性層（例えば、Ｎｅｘｔｅｌ（商標）Ｄｏｔ Ｐａｐｅｒなどの耐火材料の薄いシート、又はセラミック、金属、ガラス、若しくは他の難燃性繊維／耐火性繊維から構成される他の薄いウェブ）、非難燃性層、織布層、不織布層、金属層（例えば、穿孔された薄い金属若しくは箔、又は展伸金属）、接着剤層、コーティング、粉末、吸着剤層、勾配層（gradient layer）（例えば、縮合管理フィルム、又は油／油脂に対して高い親和性を有する熱誘起相分離材料を使用して、内部又は縁部へと油脂を引き込む勾配層）、犠牲層（例えば、油脂で飽和した際に取り除かれ得る層であり、追加の犠牲層が、既に存在しているか、又は使い捨ての層を剥離した後に追加される）油脂劣化層（例えば、酵素又は微生物）、樹脂層、スクリム層、又はこれらの組み合わせである。１つ以上の追加の層は、それぞれ独立して、難燃性材料、接着剤材料、熱硬化性材料又は溶融材料（例えば、繊維、粉末、又はフレーク）、耐火性繊維、コーティングされた繊維、粉末、金属、ガラス、セラミック、金属繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、吸着剤、膨張性材料（例えば、繊維又は粒子）、雲母、珪藻土、グラスバブル、炭素粒子、又はこれらの組み合わせを含み得る。１つ以上の追加の層は、それぞれ独立して、非接合である、接着剤でラミネートされている（laminated）、熱接合されている、超音波接合されている、ニードルタックされている、締結具により物理的に取り付けられている、又はこれらの組み合わせであり得る。

場合によっては、フィルタは、スクリムの２つの層の間に含まれる材料を含んでもよい。場合によっては、スクリムを使用して、耐火性繊維を含む、フィルタからの繊維の脱落を低減させて、例えば、フィルタからの繊維又は他の遊離した材料が、確実に食品調理領域又は処理領域へと落ちないことを補助することができる。このような材料の例としては、活性炭、油吸収粒子、バーミキュライト、又はこれらの組み合わせが挙げられる。スクリム材料の例としては、ポリマー又は金属から形成されたメッシュ、ポリマーから作製された不織布材料、繊維（例えば、セラミック、ガラス、又はアラミド繊維）、ポリマー又は金属から作製された有孔フィルム、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。スクリム材料は、任意選択的に耐火性とすることができ、例えば、金属、セラミック、ガラス、ＦＲレーヨン、ＯＰＡＮ、及びアラミド繊維（Ｋｅｖｌａｒ及びＮｏｍｅｘ）を含む。スクリム材料は、ポリリン酸アンモニウムなどの難燃剤でコーティングされ得る。難燃剤でコーティングされ得るスクリム材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はナイロンが挙げられる。

オーバーレイ部分１２０は、濾材を覆い、連続的であって複数の開口領域１３０を画定している。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分は、濾材の主表面の２０％超を覆うが、８０％を超えて覆うことはない。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分は、上面平面図で見て、領域で、濾材の主表面の３０％超、４０％超、５０％超、又は６０％超を覆う。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分による被覆率は、部分的には、使用中にフィルタアセンブリの前側と後側との間の圧力低下を低く維持することと、更に美的に心地よい前面の外観を提供することとのバランスのために選択され得る。加えて、いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分１２０による十分な表面被覆により、フィルタアセンブリを拭くことが可能になる。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分１２０は２ｍｍの最小幅を有する。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分１２０は１０ｍｍの最小幅を有する。濾材は、オーバーレイ部分の材料とは異なる材料を含む。

フレームは、オーバーレイ部分を含めて、射出成形、金属射出成形、スタンピング、フォーミング、打ち抜き、又は任意のアディティブ若しくはサブトラクティブプロセスを含む、任意の好適な方法で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、フレームは、別々の部品で形成され、後で濾材の周囲で結合される。フレームは、インターロック機構、接着剤などを介して取り外し可能に取り付けることができ、又は、溶接、リベットや他の機械的締結具、若しくは部品を一緒に溶融させることを介して、恒久的又は半恒久的に取り付けてもよい。

図２は、別のフィルタアセンブリの上面平面図である。フィルタアセンブリ２００は、複数の開口領域２３０を画定するオーバーレイ部分２２０を含むフレーム２１０を含む。フィルタアセンブリ２００は、図１のフィルタアセンブリ１００とは、その異なるオーバーレイ部分のスタイルで異なる。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分２２０によって画定される複数の開口領域は、１０ｍｍ以下の最長寸法（オーバーレイ部分の点同士の間）を有してもよい。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分２２０によって画定される複数の開口領域は、５ｍｍ以下の最長寸法を有してもよい。いくつかの実施形態では、オーバーレイ部分２２０によって画定される複数の開口領域は、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、又は更には１ｍｍ以下の最長寸法を有してもよい。開口領域は、任意の数の辺を有する多角形（図示するような）、円形、楕円形、又は任意の他の規則的若しくは不規則な形状を含む、任意の好適な形状を有してもよい。開口領域のサイズ、形状、及び／又は分布は、フィルタアセンブリ２００の方向のうちのいずれか１つに沿って周期的に変化してもよく、又は非周期的に変化してもよく、又は擬似ランダム若しくはランダムに見えてもよい。より小さい開口部は、特に濾材が油脂を吸収していて、見た目がよくない場合に、濾材を隠すことができる。

図３は、フィルタアセンブリフレームの一部の側面図である。フレーム部分３００は、フィルタアセンブリの厚さ方向に湾曲し、平坦面部分３１０を含む。平坦面部分３１０は、少なくとも１つの方向において１０ｃｍ未満の曲率半径を有する部分によって画定され得る。平坦面部分は、オーバーレイ部分の非平坦部分（すなわち、曲線）へと円滑に移行してもよく、又は平坦面部分と非平坦面部分との間に不連続部が存在してもよい。いくつかの実施形態では、平坦面部分３１０は、オーバーレイ部分の少なくとも５０％を領域で占めてもよい。いくつかの実施形態では、平坦面部分３１０は、オーバーレイ部分の少なくとも８０％を領域で占めてもよい。いくつかの実施形態では、平坦面部分３１０は、オーバーレイ部分の少なくとも９０％を領域で占めてもよい。図３に示すような平坦面部分により、フィルタアセンブリのオーバーレイ部分を拭き、脱脂し、又は洗浄することがより容易になり得る。いくつかの実施形態では、小さい曲率半径は、油脂が蓄積するための隙間を提供し得る。図示されていないが、濾材は、いくつかの実施形態では、フレーム部分３００の輪郭に適合してもよく、又は代替として、フレーム部分３００の下で平坦又はプリーツ状であってもよい。

図４は、別のフィルタアセンブリフレームの一部の側面図である。フレーム部分４００は、角度αを呈する。角度αは、フレーム部分４００の接平面と、濾材の厚さに垂直な基準面との間に形成される。部分４００は、平坦面部分であり得る。いくつかの実施形態では、図４に示すように、角度αが平坦面部分のαの平均値から１０°を超えて変化することがないとき、その部分は平坦面部分である。いくつかの実施形態では、角度αが平坦面部分のαの平均値から５°を超えて変化することがないとき、その部分は平坦面部分である。いくつかの実施形態では、角度αが平坦面部分のαの平均値から２０°を超えて変化することがないとき、その部分は平坦面部分である。このような幾何学的形状により、拭き取り又は洗浄の目的で平坦面を提供しながら、興味深く美的に心地よいフィルタフレームが可能になり得る。

図中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。上述の実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするために詳細に記載されたものであるため、本発明は、上述の特定の実施例及び実施形態に限定されるものと見なされるべきではない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物によって定義される本発明の範囲内に含まれる様々な変形形態、同等のプロセス、及び代替的デバイスを含めた、本発明の全ての態様を包含するものと理解されるべきである。

Claims (12)

1. フィルタアセンブリであって、
   第１の主面及び第２の主面と厚さとを有するウェブを含む濾材であって、前記ウェブは、親油性材料又は難燃性材料のうちの少なくとも１つを含む、濾材と、
   フィルタフレームと、を備え、
   前記フィルタフレームはオーバーレイ部分を含み、前記オーバーレイ部分は、上面平面図で見て、領域で、第１の主表面の少なくとも２０％を覆うが、８０％を超えて覆うことはなく、
   前記オーバーレイ部分は連続的であり、複数の開口領域を画定し、
   前記オーバーレイ部分は、前記濾材とは異なる材料を含む、フィルタアセンブリ。
2. 前記オーバーレイ部分は、５ｍｍの最小幅を有する、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
3. 前記オーバーレイ部分によって画定される前記複数の開口領域は、５ｍｍ以下の最長寸法を有する、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
4. 第１のオーバーレイ部分は、少なくとも１つの平坦面部分を含み、前記平坦面部分は、少なくとも１つの方向に沿って１０ｃｍを超える曲率半径を有することによって画定される、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
5. 前記オーバーレイ部分は、少なくとも１つの平坦面部分を含み、前記少なくとも１つの平坦面部分は、前記厚さに垂直な基準面に対して傾斜角を形成する接平面が、前記少なくとも１つの平坦面部分の平均傾斜角から２０度を超えて変化することがないように配置されている、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
6. 前記少なくとも１つの平坦面部分は、前記オーバーレイ部分の少なくとも５０％を領域で占める、請求項４又は５に記載のフィルタアセンブリ。
7. 前記少なくとも１つの平坦面部分は、前記オーバーレイ部分の少なくとも８０％を領域で占める、請求項４又は５に記載のフィルタアセンブリ。
8. 前記少なくとも１つの平坦面部分は、前記オーバーレイ部分の少なくとも９０％を領域で占める、請求項４又は５に記載のフィルタアセンブリ。
9. 前記オーバーレイ部分はプラスチックを含む、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
10. 前記オーバーレイ部分は、プラスチックでコーティングされた金属を含む、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
11. 前記オーバーレイ部分は金属を含む、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
12. 前記ウェブは酸化ポリアクリロニトリル繊維を含む、請求項１に記載のフィルタアセンブリ。
    

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