JP2935433B2 - フィルタカートリッジ - Google Patents

フィルタカートリッジ

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JP2935433B2
JP2935433B2 JP2027330A JP2733090A JP2935433B2 JP 2935433 B2 JP2935433 B2 JP 2935433B2 JP 2027330 A JP2027330 A JP 2027330A JP 2733090 A JP2733090 A JP 2733090A JP 2935433 B2 JP2935433 B2 JP 2935433B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ジグザグに折られた折り体に配置された多
数の濾過シートを有していて、該折り体の一方の折り筋
範囲から対向する他方の折り筋範囲に向かって貫流する
媒体を濾過するためのフィルタカートリッジ、特に直方
体のフィルタカートリッジであって、媒体に対して透過
性のフィルタ材料から成っており、該フィルタ材料に、
各濾過シートから隣接した濾過シートに向かって突出し
ていて濾過空気の濾過方向に延びている、エンボス加工
によって形成された突出部が設けられている。該突出部
は、特にその幅を上回る長さを有しており、互いに隣接
した濾過シートの突出部が、間隔確保及び補強のために
互いに接触しており、折り筋を介して結合された２つの
濾過シートの互いに接触している突出部が、対向して位
置する折り筋に向かってその高さを増大しており、互い
に接触している前記突出部が、該両濾過シートの間にお
いて空気の通過の運動で減少し、かつ当該濾過シートを
通過した後は、間隔が増加する形式のものに関する。
従来の技術 公知のフィルタカートリッジは直方体形状をしてい
て、ジグザグの折られたフィルタエレメントから成って
いる。ジグザグ折り体によって形成される濾過シートに
は、両側に連続したビード状のスペーサが配置されてい
る。ビード状のスペーサは互いに向き合った辺で接触し
ている。これによって、濾過シートの間隔は、所定の間
隔に保持される。濾過シートは互いに配置されており、
気流は、ジグザグ折り体の流入面から流出面に向かって
濾過シートひいてはフィルタカートリッジを通過する。
この場合の欠点は、スペーサ材料の粘性の違いなどに
よってビードの径にバラツキが存在することである。こ
のため、折り間隔にバラツキが生じる。従って、幾何学
的に正確な等しい間隔での折りはほとんど不可能であ
る。これによって、各濾過シートを通過する気流の量の
バラツキによって圧損のバラツキが生じ、耐用寿命が短
くなり、フィルタカートリッジの集塵率が低下する。
また、濾過シートは互いに向かい合いかつ隣接した２
つの濾過シート端部の間隔の寸法を有する径で曲げられ
た折り筋を介して、平行に配置することしかできない。
なぜなら、スペーサであるビードの径は一定であり、濾
過シートをテーパー状断面に配置できないからである。
このため、気流のフィルタカートリッジの直線的な通過
は不可能であり、流れ抵抗は高くなる。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、冒頭に述べた形式のフィルタカート
リッジを改良して、濾過抵抗を可能な限り小さくするこ
とができ、構造が簡単であるにもかかわらず、高い形状
安定性を保証することができるフィルタカートリッジを
提供することである。
課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、ジグザグに折ら
れたブロック状の構造をもつ濾過シートを有し、該ブロ
ック状の濾過シートの一方の折り筋のある面から対向す
る他方の折り筋のある面に向かって空気を濾過するため
のフィルタカートリッジであって、空気に対して透過性
のフィルタ材料からなり、該フィルタ材料は、各濾過シ
ートから隣接したシートに向かって突出している濾過空
気の通過方向に並列に伸びているエンボス加工により形
成された突出部を備える。そして、互に隣接した濾過シ
ートの突出部が間隔保持及び補強のために互に接触して
おり、折り筋を介して結合された２枚の濾過シートの互
に接触している突出部は、対向する折り筋に向かってそ
の高さを増大しており、互に接触している前記突出部
は、隣接した濾過シートの間隔が濾過空気の通過方向で
減少し、かつ当該濾過シートを通過後は、その間隔が増
大する形状に形成される。
突出部は濾過空気の通過方向に対して直角の方向に一
定の幅を有し、突出部の側壁は互いに向かい合う濾過シ
ートを結合している折り筋に対して濾過シート面上で垂
直方向に延び、互に接触している。さらに隣接した折り
筋を結合することによってフィルタカートリッジを安定
化させる糸または条片が設けられており、該糸又は条片
が折り筋に接触していて、折り筋に対してほぼ直角に方
向付けられている。
実施例 次に図面につき本発明の実施例を説明する。
第1a図、第２図及び第４図にはそれぞれ、濾過シート
から成るフィルタ材料10の一部が示されており、このフ
ィルタ材料はジグザグ折りによって、ほぼ直方体のフィ
ルタカートリッジ11に形成されている。このフィルタ材
料は、空気中の浮遊物を濾過する濾過シートである。し
かしながら原則的には、適当に成形するすることのでき
るいかなるフィルタ材料を使用することも可能である。
直方体のフィルタカートリッジ11は公知のように、該
フィルタカートリッジを付加的に安定化させるフレーム
12内に入れられている。フィルタカートリッジは、使用
目的に応じて、場合によってはフレームなしに構成され
ていてもよく、この場合フィルタカートリッジの外寸
は、対応する受容部分における該フィルタカートリッジ
のための切欠きに合わせられている。フィルタカートリ
ッジには流入側13から、濾過すべき空気が流入し、そし
てこの空気はフィルタ材料を貫いて、対向して位置する
流出側14に向かって流れ、そこから適当な流出導管を介
して流出させられるか又は外部に排出させられる。
フィルタ材料10は、第1a図及び第1b図に示されている
ようにジグザグに折られている。この場合濾過シート15
〜22はそれぞれ壁を形成している。濾過シート15,16は
流入側13に位置する折り筋23によって互いに結合されて
いる。
同様に濾過シート17,18は折り筋24によって、濾過シ
ート19,20は折り筋25によって、濾過シート21,22は折り
筋26によってそれぞれ互いに結合されている。これに対
して濾過シート16,17は流出側14に位置する折り筋27に
よって互いに結合されている。同様に濾過シート18,19
は折り筋28によって、濾過シート20,21は折り筋29によ
って互いに結合されている。このように折られているこ
とによって、フィルタカートリッジの表面が増大し、フ
ィルタカートリッジ11の濾過能力が向上する。このよう
な能力の向上は、濾過空気の速度分布の最適化と圧力差
の低減とによって達成される。またフィルタカートリッ
ジの耐用寿命は従来のフィルタに比べて長くなる。
濾過シート15〜22は均一な突出部30を有しており、こ
れらの突出部はフィルタ材料（浮遊物シート）のエンボ
ス加工によって構成されている。突出部30は、濾過すべ
き空気の通過方向において一定の幅を有している。この
場合突出部の幅は、突出部30の側壁300は、濾過シート1
5〜22を互いに結合する折り筋23〜29に対して垂直に延
びている。この場合突出部30は折り筋27〜29から折れ筋
23〜26に向かって、濾過シート15〜22の平面に対して増
大する高さを有している。
突出部が接触する範囲は、突出部30の方形の接触面の
形に構成されている。これによってフィルタカートリッ
ジの形状安定性が高まる。濾過シート15〜22のエンボス
加工によってフィルタエレメントの表面積は増大する。
突出部を形成するために必要な材料は、エンボス加工さ
れる濾過シートから分配される。これによって突出部30
の壁は相応に薄く構成されている。塗布される接着剤に
よってちょうどこの範囲が付加的に補強されるので、変
形によって生じた材料の弱化が排除されるか、もしくは
接着剤の塗布に応じて充分に補償される。
隣接した濾過シート15〜22の突出部30は、間隔保証及
び補強のために互いに接触している。この場合例えば、
折り筋27を介して互いに結合された２つの濾過シート1
6,17の互いに接触している突出部30は、互いに向い合っ
ている折り筋23,24の方向で、その高さを、それぞれの
濾過シート16;17に対して増大するように構成されてお
り、これによって両濾過シート16,17の間は、空気の通
過する運動方向において間隔が減少し、空気が各濾過シ
ート16;17を通過した後には間隔が増大するように構成
される。このようにして、フィルタ材料の全面を均一に
利用することができ、空気の流路に沿って、流れ抵抗を
不都合に増大させる圧力変動の発生が防止される。
突出部30は互いに等しい間隔を有する直線31〜34に沿
って配置されている。この場合突出部は流入側13と流出
側14とから交互に出現している。つまり、直線31,33に
おけるにおける突出部30は流入側13から出現し、直線3
2,34に沿って配置された突出部30は流出側14から出現し
ている。突出部30をこのように交互に配置することによ
って、形状安定性が高められる。すなわち、濾過シート
は流入側13においても流出側14においても互いに規定の
間隔をおいて保持されることになる。
第１図の一部Ａを拡大して示す第２図には、折り筋26
によって形成された折り筋35から、濾過シート22より突
出した突出部30への移行範囲36が示されている。
この移行範囲36は、濾過シートの平面に対して最大間
隔を有する突出部30端部から、折り筋35の方向で濾過シ
ート22の平面に延びている。この場合移行範囲36は勾配
の大きな範囲を有しており、この範囲は勾配の小さな２
つの範囲の間に配置されている。特に、勾配の小さな範
囲は連続的に隣接した平らな範囲に移行している。方形
の面37は、濾過シートの互いに接触している隣接した突
出部30の接触面の一部である。移行範囲36は流れに有利
に構成されているので、突出部によって生ぜしめられる
流れ抵抗は減じられる。
突出部30及び移行範囲36の上には、該突出部及び移行
範囲を補強する硬化可能な接着被覆層38が形成されてい
る。接着被覆層38は接着剤を含浸させて構成することも
できる。
接着被覆層38は移行範囲36及び突出部30の側壁300に
まで延びている。この場合接着被覆層38の局部的な厚さ
は、濾過シート22の面に対する突出部30の隆起の間隔と
共に増大する。この結果、エンボス加工に起因する突出
部30のシートの厚さの減少は、突出部を補強する硬化可
能な接着被覆層38によって補償される。従って突出部は
接着被覆層38によって、濾過動作時に生じる力に対して
必要な強度及び形状安定性を得る。
塗布された接着被覆層38によって、互いに接触してい
る隣接した突出部30は互いに接着されている。これによ
ってフィルタカートリッジ11は安定化され、同時に付加
的なフレームなしにその直方体を維持することができ
る。この結果、公知のフィルタケーシング12へのフィル
タカートリッジ11の組み込みが著しく簡単になる。
第３図には、折られていない状態におけるフィルタ材
料10の一部が斜視図で示されている。
図面から分かるように突出部30は、流入側13及び流出
側14から交互に突出している。突出部30は、フィルタ材
料10の両側に配置された２つのローラ（図示せず）を用
いてエンボス加工される。この場合フィルタ材料10はシ
ート状にエンボス加工ローラを通って走行する。これに
よって直線31〜34に沿って連続的に、エンボス加工され
た突出部30が適当な移行範囲36及び折り筋35と共に形成
される。
次いでフィルタ材料10は、該フィルタ材料の両側に配
置されたローラ（図示せず）を通って走行する。このロ
ーラはそのローラ壁に、エンボス加工された突出部30の
形に相当する中空型を有している。硬化性の接着被覆層
38はエンボス加工によって、突出部30及び該突出部の側
壁300に塗布される。突出部30のエンボス加工によって
フィルタ材料10は安価に製造され、硬化性の接着被覆層
38の塗布も、製造技術的に有利なローラを用いた加工に
よって行われる。
第４図にはフィルタカートリッジ11の一部が示されて
おり、このフィルタカートリッジには、互いに平行に延
びていてフィルタカートリッジ11を安定化させる２つの
糸39が配置されている。糸39は折り筋35に対して垂直に
延びていて、これらの折り筋35を平面図で見た最短距離
で互いに結合している。この場合糸はそれぞれフィルタ
カートリッジ11の表面に接触している。一方の濾過シー
ト40における折り筋35を起点として、糸39はこの一方の
濾過シート40の各突出部30まで延びており、この突出部
30は、対向して位置している濾過シート41の各突出部30
に接触している。
糸39は次いでそれぞれさらに、折り筋35の方向に向い
た突出部30の面42上を、隣接した濾過シート41にまで延
び、この濾過シート41上を次の折り筋にまで延びてい
る。糸39はエンドレスに、折り筋35と、フィルタカート
リッジ11を外方に向かって制限する濾過シート（図示せ
ず）とを越えて延びるように配置されている。これによ
ってフィルタカートリッジ11は取扱いが容易になり、形
状安定性が大きくなるので、比較的大きな構成も可能に
なる。
糸は接着性のある及び／又は硬化する均一な発砲プラ
スチックもしくはボール紙及びこれに類したもの製の条
片材料から成っている。これによって糸39は、フィルタ
カートリッジ11に接触している範囲において該フィルタ
カートリッジと接着することができる。これによって糸
39の滑りが回避され、フィルタカートリッジ11の形状安
定性が高まる。フィルタカートリッジ11を安定化する糸
39は、フィルタカートリッジ11を外方に対して制限する
濾過シート、つまりフィルタケーシングにフィルタカー
トリッジを差し込むための案内として働く濾過シート
（図示せず）の範囲に配置されている。これによってフ
イルタカートリッジ交換が容易となる。
第５図には、互いに接触している２つの突出部45が拡
大横断面図で示されている。この場合両突出部はそれぞ
れ濾過シート43,44にエンボス加工されている。突出部4
5は折り筋46を起点として、図示されていない対向して
位置する折り筋に向かって、濾過シート43,44の各平面
に対して高さを増大させるように構成されている。
突出部45の幅は一定である。突出部45の幅は、各濾過
シート43,44に対する突出部45の最大隆起部の高さより
も小さい。従って突出部45はほぼ、既に述べた突出部30
の特性を有している。しかしながら違いは、突出部45の
先端の丸い形状にある。選択的に突出部45はまた斜めに
面取りされていてもよい。
この実施例においても接着被覆層38の局部的な厚さ
が、突出部45の隆起の間隔で各濾過シート43,44に対し
て増大している。突出部45は互いに線で接触していて、
接着被覆層38は突出部45の圧着によって接触線の側部に
位置し、この結果接着被覆層38は流れに有利な側壁47,4
8を形成している。接着被覆層のこの構成によって挿入
フィルタ11の形状は安定化するので、突出部30;45が配
置されている直線31〜34の間の間隔を広げることができ
る。流れ抵抗は、突出部の少ない数によって減少し、引
いては吸込みもしくは貫流のために必要なエネルギも減
少する。
図示されていない別の実施例ではフィルタ材料10は、
熱可塑性材料から成る繊維を有している。熱可塑性繊維
はこの場合次のような部分、つまり、繊維材料10が局部
的な熱処理によって範囲的に溶着され、これによってそ
れ自体凝縮されて硬化され、かつ同種の材料と結合され
ているような部分に含まれている。
折り筋23〜29は、適当な圧力条件及び／又は温度条件
に起因する繊維の溶着によって生ぜしめられており、そ
れぞれ膜ヒンジの形をしている。この場合繊維は大きな
中空室なしに互いに結合されている。透過性のフィルタ
材料10はさらに多層に構成されている。外側の層はポリ
プロピレン、つまり熱可塑性材料から成っている。この
構成によってフィルタの特性を、熱処理によって製造過
程及びフィルタ過程の必要条件に適合させることができ
る。これによって外側の層並びに内部のフィルタ媒体は
範囲的に互いに溶着され、凝縮されて硬化される。まず
初めに先行するエンボス加工によって幾分不安定になっ
た突出部30の壁は、熱処理によって再び硬化される。
本発明の構成は、上に述べた実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の枠を逸脱することなしに、主々様々
な実施例が可能である。
発明の効果 本発明のフィルタカートリッジは以上のように、濾過
材料製のシート材をジグザグに折り曲げてブロック状に
形成して、フィルタカートリッジを構成したものであ
る。
シート材を折り曲げ加工する際に、エンボス加工によ
り、シート材上に突出部が形成される。この突出部は、
濾過すべき空気の通過方向に並列に設けられ、その高さ
が順次高くなるように形成される。
そして、この突出部は、シートの表面側に突出する突
出部と、シートの裏面側に突出する突出部が交互に出現
するように設けられている。
したがって、シートをジグザグに折り曲げて対向する
突出部を接触させてフィルタカートリッジを構成したと
きに、濾過空気が通過する流路を形成する２枚のシート
の間隔は、一方の折り筋から他方の折り筋に向かって減
少する。しかし、濾過シートを通過した後には、濾過空
気の流路を形成する２枚のシートの間隔は増加し、その
減少する割合と増加する割合は等しくなる。
突出部の幅寸法は一定であるので、通過する空気の圧
力損失も一定となる。
突出部により濾過シートの折り間隔を均一に保持し、
かつ、濾過シートの断面形状をテーパ状に配置できるの
で、フィルタカートリッジの圧力損失は低くなる。
さらに、隣接する折り筋は、糸又は条片により結合さ
れるので、シート材をジグザグに折り曲げたフィルタカ
ートリッジは、その形状を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は本発明によるフィルタ材料の１実施例を示す斜
視図、第1b図は第1a図に示されたフィルタ材料の平面
図、第２図は第1a図の一部Ａを拡大して示す部分図、第
３図は折られていない状態におけるフィルタ材料の一部
を示す斜視図、第４図は挿入フィルタに折られたフィル
タ材料を、襞を固定するための結合手段と共に示す斜視
図、第５図は濾過シートの互いに接触しかつ接着されて
いる２つの突出部を拡大して示す横断面図である。 10…フィルタ材料、11…挿入フィルタ、12…フレーム、
13…流入側、14…流出側、15〜22…濾過シート、23〜29
…折り筋、30…突出部、31〜34…直線、35…折り筋、36
…移行範囲、37…面、38…接着被覆層、39…糸、40,41
…濾過シート、42…面、43,44…濾過シート、45…突出
部、46…折り目、47,48…側壁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−18293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−6916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−5218（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−74985（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−121912（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−75819（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−49911（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−4670（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B01D 29/07 B01D 46/52 B01D 27/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ジグザグに折られたブロック状の構造をも
    つ濾過シートを有し、該ブロック状の濾過シートの一方
    の折り筋のある面から対向する他方の折り筋のある面に
    向かって空気を濾過するためのフィルタカートリッジで
    あって、 空気に対して透過性のフィルタ材料からなり、該フィル
    タ材料は、各濾過シートから隣接したシートに向かって
    突出している濾過空気の通過方向に並列に伸びているエ
    ンボス加工により形成された突出部を備え、 互に隣接した濾過シートの突出部が、間隔保持及び補強
    のために互に接触しており、折り筋を介して結合された
    ２枚の濾過シートの互に接触している突出部は、対向す
    る折り筋に向かってその高さを増大しており、 互に接触している前記突出部は、隣接した濾過シートの
    間隔が濾過空気の通過方向で減少し、かつ当該濾過シー
    トを通過後は、その間隔が増加する形状に形成され、 突出部は濾過空気の通過方向に対して直角の方向に一定
    の幅を有し、突出部の側壁は互いに向かい合う濾過シー
    トを結合している折り筋に対して濾過シート面上で垂直
    方向に延び、 それぞれ隣接した折り筋を結合してフィルタカートリッ
    ジの形状を安定させるための糸又は条片が設けられてお
    り、 該糸又は条片は、折り筋に接触していて、折り筋に対し
    てほぼ直角に接着されることを特徴とするフィルタカー
    トリッジ。
  2. 【請求項２】前記糸又は条片は、接着性を有する発泡プ
    ラスチックであることを特徴とする請求項１記載のフィ
    ルタカートリッジ。
  3. 【請求項３】前記発泡プラスチックは、熱可塑性のプラ
    スチックであることを特徴とする請求項２記載のフィル
    タカートリッジ。
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