JP3666590B2 - Method for producing wire-made porous material - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の濾過に使用するフィルターエレメントのような線材製多孔材の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
流体の濾過に使用するフィルターエレメントは、用途に応じて様々の素材・構造のもの使用されている。例えば溶融紡糸の濾過用フィルターのように目が細かくてある程度の厚さが必要なものの場合は、多数枚の金網を積層したものや焼結金属、或いは不織布等が使用されている。
【0003】
また、フィルターと同様の構造の多孔材は様々の用途に使用されており、その一例として、本願出願人は特許第2617277号において、マグネトロン用の高周波漏洩防止ガスケットに使用することを提案した。
【0004】
更に、多孔材の他の用途として、例えば空気等のガスの管路内で音が発生するのを防止又は抑制するために当該管路に内蔵する消音材(サイレンサー)、或いは、光触媒や燃焼ガス浄化用触媒のような各種触媒を担持させる担持部材など、様々のものが考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような多孔材として、前記特許第2617277号のように線材を使用すると、金網を積層した場合に比べて製造が著しく簡単になると共に、金網を打ち抜いた場合のように外周縁に線材の端部が露出することはないため、人が手で取り扱うに際しての安全性が高いといった利点がある。
【0006】
本発明は、この特許第2617277の技術思想を更に発展させて、汎用性の高い多孔材を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願発明は、1本又は複数本の細長い金属線材を素材として、この線材を螺旋状又はジグザグ状に曲げ形成してから、丸めるように線材を曲がりくねらせて絡め合わせることによって塊状に形成し、次いで、前記塊状のものをプレス装置のような成形手段によって板状に成形するものである。
【0009】
なお、線材の素材や直径などは用途に応じて様々のものを使用することができる。もちろん、空隙の程度も、必要に応じて様々に設定することができる。
【0010】
【発明の作用・効果】
本願発明の製法で製造された多孔材は、線材は細かく曲がってしかも複雑に絡み合っているため、無数の空隙が縦横に空いている多孔材でありながら、その形状は一定に保持される。従って、取り扱いに際しての安全製が高い多孔材を提供できる。
【0011】
また、金網を積層した多孔材の場合は広い素材を所望の形状に打ち抜かなければならないため、素材のロスがあるが、本願発明では線材の全部が多孔材に使用されるため、素材(線材)のロスが全くない。このように素材のロスがないことや保形用のリム(フレーム)を必ずしも必要としないことが相俟って、安価に製造することができる。
【0012】
また、線材は三次元方向に曲がりくねっているため、空隙も複雑に入りくんだ状態になっており、このため、フィルターとして使用した場合、層(厚さ)の全体を捕集に使用することができ、その結果、濾過性能を格段に向上することができる。
【0013】
更に、線材を丸める(こねる)ようにして複雑に絡め合わせてから挟圧して板状に成形するにおいて、押圧力の程度(厚さ)を調節することにより、空隙の程度(目の粗さ)を変えることが可能となり、このため、目の粗さが異なる多孔材を簡単に製造することが可能となる。
【0014】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
(1).第1実施形態(図1〜図4)
図1〜図5では第1実施形態を示している。本実施形態では、エアコンの管路内に配置した消音材の製法に適用している。まず、図1〜2に基づいて、エアコンの概要と冷凍サイクルとを説明する。図3はフィルターと消音材との分離視図である。
【0016】
a.エアコンの概要
図1に示すエアコンは室外機1と室内機2とを備えており、室外機1は、冷媒を圧縮するコンプレッサー3と、四方弁4と、室外熱交換器5及びファン6とを備えており、室内機2は室内熱交換器7とファン8を備えている。
【0017】
四方弁4は、流入専用の第1ポート9と、入排出が切り替わる第2〜第4のポート10,11,12を備えており、第1ポート9とコンプレッサー3とは第1管路13で接続されており、第2ポート10と室外熱交換器5とは第2管路14で接続され、両室外機1は第3管路15で接続され、室内熱交換器5と第4ポート12とは第4管路16で接続され、第3ポート11とコンプレッサー3とは第5管路17で接続されている。
【0018】
冷房時には、四方弁4の内部では、実線で示すように、第1ポート9と第2ポート10とが連通し、第3ポート11と第4ポート12とが連通している。従って、コンプレッサー3で圧縮されて液化した冷媒は、第1管路13→第2管路14→第3管路15→第4管路16→第5管路17の順で流れて行き、第5管路17に到達した段階では気化している。
【0019】
冷房時には、室内熱交換器7で放熱され(すなわち、室内に温風が放出され)、室外熱交換器5では大気の熱が吸熱される(両熱交換5,7の矢印群は空気の流れではなく、熱の収支方向を示しており)。
【0020】
暖房時には、四方弁4の内部では、一点鎖線で示すように、第1ポート9と第4ポート12とが連通し、第2ポート10と第3ポート11とが連通している。従って、冷媒は、第1管路13→第4管路→第3管路15→第2管路14→第5管路17の順に流れて行き、室外熱交換器5では大気から吸熱され、室内熱交換器5では室内に放熱される。
【0021】
冷房時も暖房時も第1管路13と第5管路17とでは冷媒の流れ方向は一定している。第1管路13及び他の箇所にフィルター18を内蔵している。
【0022】
b.冷凍サイクル
図2ではエアコン等における冷凍サイクルの回路を原理的に示している。
【0023】
この冷凍サイクルにおいて、コンプレッサー3で圧縮されて第1管路13を経て、分流器20、凝縮器(コンデンサ:室外熱交換器)21、ヘッダー22、受液器(レシーバー)23、サイトグラス24、濾過器(ストレーナー)25、ドライヤー26、蒸発器(エバポレーター:室内熱交換器具)27、レデューサー(図示せず)、アキュームレーター28と流れて行き、再びコンプレッサー3に戻る。
【0024】
第1管路13には、図1と同様のフィルター18を設けている。フィルター18は、金網製のフィルターエレメント29と、これを保持する金属板製のリム30とから成っている。
【0025】
c.消音材
第1管路13の内部において、圧縮された冷媒によって騒音が発生することがある。この騒音消すための方法として、従来は第1管路13に断面積の大きい膨張室を設けていたが、本実施形態では、フィルター18の内部に、本願発明の実施品である消音材(消音体)32を嵌め込んでいる。
【0026】
この消音材22は、ステンレスのような防錆性のごく細い線材(例えば直径が0.1〜0.2mm程度)からなっており、1本又は複数本の長い線材が細かく曲げられていると共に、厚さ方向と面方向とに3次元的に複雑に入りくんで絡み合っている。従って、不織布のような外観を呈している。
【0027】
d.消音材の製造方法
次に、消音材32の製造方法を説明する。図4に示すよように、本実施形態では、素材としてリール33に巻かれた条線34がが使用されている。この条線34を、例えば細い丸棒35に目を詰めた状態で巻いてから、丸棒35を引き抜くことにより、(C)で拡大して示すような筒状中間体36を得る。
【0028】
なお、家庭用エアコンの消音材32である本実施形態の場合、筒状中間体36の外径は1.3〜1.4mm程度に設定している。
【0029】
筒状中間体36は、1個の消音材32を製造するための所定の長さ(或いは所定の重量)に切断される。そして、所定の長さに切断したものを、(D)に示すように、大きく目が開いた状態に引き伸ばすことによって螺旋状中間体37と成し(螺旋状中間体37と成してから切断して良い)、これを、図4(F)のように線材が複雑に絡み合ってボール状中間体38を得る。
【0030】
螺旋状中間体37をボール状中間体38に成す方法として、本実施形態では、図5(E)に示すように、偏心回転する二つの円板39,40の間に螺旋状中間体37を挟んで、適当な圧力を掛けながら両円板39,40を偏心回転させている。
【0031】
このように2枚の円板39,40による押圧力と回転作用との相乗作用により、螺旋状中間体37は、いわば手で材料をこねてダンゴや丸餅が形成されるように塑性変形していき、全体として丸まっていく。また、もともと線材は螺旋状に曲がっているため、全体として丸まっていく過程で複雑に絡み合っていく。円板39,40の相対向した面には、線材の変形を容易ならしめるため、ゴムのような摩擦板41を張っている(摩擦板に代えて粗雑面としても良い)。
【0032】
ボール状中間体38は、図5(G)に示すように、プレス装置42によって円板状に成形され、これによって消音材32が完成する。プレス装置42はシリンダー43と可動受け台44と可動プッシャー45とから成っており、成形された消音材32は、可動受け台44を上昇させることによって取り出される。
【0033】
円板39,40でこねる作用を加える時間や挟圧力の程度の制御の仕方によっては、ボール状中間体38とせずに偏平状の中間体とすることも可能である。この場合は、プレス装置42による成形は形を整えるほどの機能しかもたず、円板39,40での加工によって殆ど消音材32が完成していると言える。
【0034】
また、図面では説明の便宜のために1本の螺旋状中間体37で消音材32が製造される過程を描いているが、複数本(例えば2〜5本程度)の螺旋状中間体37をまとめて丸めても良いことは言うもでもない。複数本の線材を使用すると、互いの絡み合いよって保形機能を向上できる。
【0035】
螺旋状中間体37をボール状中間体38に成す方法として、機械を使用せずに人手によって行っても良い。
【0036】
本方法のように、先ず筒状中間体36を製造すると、多数本の筒状中間体36を、絡ませることなくダンボール箱やトレー等にて運搬したり保管したりすることができる。従って、例えば線材を螺旋状に曲げる工程と丸める工程とを別々の場所で行ったり、時間を変えて行っったりする場合などに有益である。
【0037】
(2).第2〜第4実施形態(図6〜図8)
第1実施形態では筒状中間体36から螺旋状中間体37を製造したが、一つの工場で一連の工程として製造する場合は、ロール状線材から直接に螺旋状中間体37を製造することも可能である。
【0038】
この点について、図6に示す第2実施形態では、条線34を丸棒35に対して目を広げた状態に螺旋状に巻き付けてから、丸棒35を引き抜くことによって螺旋状中間体37を得ている。
【0039】
また、図7に示す第2実施形態((B)は(A)の B-B視断面図である)では、丸棒46の螺旋溝47に条線44を巻き込んで、一対の押さえロール48と共に丸棒46を回転させることにより、螺旋状中間体37を連続的に繰り出し形成している。螺旋状中間体37はカッター49で所定の長さに切断される。
【0040】
図7に示す第3実施形態では、2本の線材を二重に巻いた状態に形成している。もちろん、3本以上の線材からなる螺旋状中間体37を使用することも可能である。
【0041】
(3).第5〜第6実施形態(図9〜図10)
図9及び図10では多孔材の別構造を示している。このうち図9に示す第5実施形態では、線材の太さや密度が異なる複数種類の多孔材49を積層し、全体をフレーム50によって固定している。
【0042】
図9に示す第6実施形態では、多孔材49を広い面積に形成して、フレーム50で縁を保持している。また、細い棒材51で押さえ固定している。この形態は、例えばクリーンルームのためのフィルターのように、断面積が大きくかつ流速があまり大きくない流路に配置するフィルターとして、好適である。
【0043】
(4).第7〜第8実施形態(図11)
図11では、螺旋状中間体37を自動的に丸めるための方法及び装置の別例を示している。このうち(A)に示す第7実施形態では、水平回転する円板52のうち進展中心から隔てた部位にケース43を回転自在に設けて、ギア54により、ケース53が自転しながら公転するように設定している。
【0044】
ケース53の自転と公転との複雑な作用により、螺旋状中間体37には自重によって複雑に曲げ作用を受け、ボール状に丸められる。なお、蓋55は開閉自在であることは言うまでもない。ケース53の内面にはゴム等の摩擦材41を設けている。
【0045】
(B)に示す第8実施形態では、複数箇所をコイルばね56で支持された振動体47に螺旋状中間体37が入る凹所58を多数形成し、振動体57に取り付けたバイブレータ(振動モータ)等の加振手段59を駆動することにより、振動板57を矢印で示すように楕円状の軌跡を描いて振動させ、以って、凹所58内で螺旋状中間体37を丸め形成している。
【0046】
(5).その他
本発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。
【0047】
板状に形成したものを円板状等の所望の形状に打ち抜いても良い。この場合も、単なる金網積層体とは異なって、バラバラになることはなはく、形状は保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態を適用しているエアコンの原理図である。
【図2】冷凍サイクルを示す回路図である。
【図3】多孔材の一例である消音材をフィルターと分離した斜視図である。
【図4】製造工程の前半部を示す図である。
【図5】製造工程の後半部を示す図である。
【図6】第2実施形態を示す図である。
【図7】第3実施形態を示す図である。
【図8】第4実施形態を示す図である。
【図9】第5実施形態を示す図である。
【図10】第6実施形態を示す図である。
【図11】第7実施形態及び第8実施形態を示す図である。
【符号の簡単な説明】
1 エアコンの室外機
2 エアコンの室内機
3 コンプレッサー
18 フィルター
22 多孔材の一例としての消音材
26 筒状中間体
27 螺旋状中間体
28 ボール状中間体
29,30 円板
32 プレス装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a wire-made porous material such as a filter element used for fluid filtration.
[0002]
[Prior art]
Filter elements used for fluid filtration are used in various materials and structures depending on the application. For example, in the case of a fine filter such as a filter for melt spinning that requires a certain thickness, a laminate of a large number of metal meshes, a sintered metal, or a nonwoven fabric is used.
[0003]
Further, a porous material having a structure similar to that of a filter is used in various applications. As an example, the applicant of the present application proposed in Japanese Patent No. 2617277 to use as a high-frequency leakage prevention gasket for a magnetron.
[0004]
Further, as another use of the porous material, for example, a silencing material (silencer) incorporated in the pipe to prevent or suppress the generation of sound in a gas pipe such as air, or a photocatalyst or combustion gas Various things, such as a supporting member for supporting various catalysts such as a purification catalyst, are conceivable.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As such a porous material, when a wire material is used as in the above-mentioned Patent No. 2617277, the manufacturing process is remarkably simplified as compared with the case where a wire mesh is laminated, and the end of the wire material is formed on the outer periphery as in the case of punching the wire mesh. Since the portion is not exposed, there is an advantage that safety is high when a person handles it by hand.
[0006]
An object of the present invention is to provide a highly versatile porous material by further developing the technical idea of Japanese Patent No. 2617277.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[0008]
The present invention uses one or a plurality of elongated metal wires as a raw material, bends the wire in a spiral or zigzag shape, and then forms the lump by twisting and twisting the wires to make them round, Next, the lump is formed into a plate shape by a forming means such as a press device.
[0009]
Various materials and diameters of the wire can be used depending on the application. Of course, the degree of the air gap can be variously set as required.
[0010]
[Operation and effect of the invention]
Since the porous material manufactured by the manufacturing method of the present invention is bent finely and intricately intertwined, the shape is kept constant even though it is a porous material in which innumerable voids are open vertically and horizontally. Therefore, it is possible to provide a porous material that is highly safe when handled.
[0011]
In addition, in the case of a porous material in which a metal mesh is laminated, there is a loss of material because a wide material must be punched into a desired shape. However, in the present invention, since all of the wire material is used for the porous material, the material (wire material) There is no loss. Thus, it can be manufactured at a low cost in combination with the absence of material loss and the need for a shape-retaining rim (frame).
[0012]
In addition, since the wire is twisted in the three-dimensional direction, the voids are also intricately included. For this reason, when used as a filter, the entire layer (thickness) can be used for collection. As a result, the filtration performance can be remarkably improved.
[0013]
Furthermore, when the wires are rolled up (kneaded) in a complicated manner and then pressed into a plate shape, the degree of voids (roughness of the eyes) is adjusted by adjusting the degree of pressing force (thickness). Therefore, it is possible to easily manufacture porous materials having different eye roughness.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
(1). First embodiment (FIGS. 1 to 4)
1 to 5 show the first embodiment. In the present embodiment, the present invention is applied to a method for producing a silencer disposed in a pipeline of an air conditioner. First, based on FIGS. 1-2, the outline | summary of an air-conditioner and a refrigerating cycle are demonstrated. FIG. 3 is a perspective view of the filter and the silencer.
[0016]
a . Outline of Air Conditioner The air conditioner shown in FIG. 1 includes an outdoor unit 1 and an
[0017]
The four-
[0018]
During cooling, the
[0019]
During cooling, heat is radiated from the indoor heat exchanger 7 (that is, warm air is released into the room), and the
[0020]
During heating, the
[0021]
The refrigerant flow direction is constant in the
[0022]
b . The circuit of the refrigeration cycle in the refrigeration cycle diagram 2 in the air-conditioner or the like that have theoretically shown.
[0023]
In this refrigeration cycle, after being compressed by the
[0024]
The
[0025]
c . Silencer In the
[0026]
The
[0027]
d . Next, a method for manufacturing the
[0028]
In the case of the present embodiment, which is the
[0029]
The cylindrical
[0030]
As a method of forming the spiral
[0031]
Thus, by the synergistic action of the pressing force and the rotating action by the two
[0032]
As shown in FIG. 5G, the ball-shaped
[0033]
Depending on the time for applying the kneading action by the
[0034]
Further, in the drawings, for the convenience of explanation, a process in which the
[0035]
As a method of forming the spiral
[0036]
When the cylindrical
[0037]
(2). Second to fourth embodiments (FIGS. 6 to 8)
In the first embodiment, the spiral
[0038]
In this regard, in the second embodiment shown in FIG. 6, the spiral
[0039]
Further, in the second embodiment shown in FIG. 7 ((B) is a sectional view taken along the line BB of (A)), the
[0040]
In the third embodiment shown in FIG. 7, two wires are wound in a doubled state. Of course, it is also possible to use a spiral
[0041]
(3). Fifth to sixth embodiments (FIGS. 9 to 10)
9 and 10 show another structure of the porous material. Among these, in the fifth embodiment shown in FIG. 9, a plurality of types of
[0042]
In the sixth embodiment shown in FIG. 9, the
[0043]
(4). Seventh to eighth embodiments (FIG. 11)
FIG. 11 shows another example of a method and apparatus for automatically rounding the spiral intermediate 37. Of these, in the seventh embodiment shown in (A), a
[0044]
Due to the complicated action of the rotation and revolution of the
[0045]
In the eighth embodiment shown in FIG. 7B, a vibrator (vibration motor) attached to the
[0046]
(5). Others present invention, Ru can be in addition to various embodied also in the above embodiment.
[0047]
You may punch out what was formed in plate shape in desired shapes, such as disk shape. Also in this case, unlike a simple wire mesh laminate, it does not fall apart and the shape is maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle diagram of an air conditioner to which a first embodiment is applied.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a refrigeration cycle.
FIG. 3 is a perspective view in which a silencer, which is an example of a porous material, is separated from a filter.
FIG. 4 is a diagram showing a first half of a manufacturing process.
FIG. 5 is a diagram showing the latter half of the manufacturing process.
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a fifth embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a sixth embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a seventh embodiment and an eighth embodiment.
[Brief description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outdoor unit of air-
Claims (1)
線材製多孔材の製造方法。 Using one or a plurality of elongated metal wires as a raw material, the wire is bent into a spiral shape or a zigzag shape, and then formed into a lump shape by twisting and twisting the wire rods so as to be rolled, Is formed into a plate shape by a molding means such as a press device,
A method for producing a wire- made porous material.
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