JP4283705B2

JP4283705B2 - 高温用エアフィルタ

Info

Publication number: JP4283705B2
Application number: JP2004055598A
Authority: JP
Inventors: 嗣郎林; 治北山
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP2005238208A

Description

本発明は、乾燥機等の循環空気清浄用、或いは、焼却炉の排ガス処理用等に使用され、高温で使用可能な高温用エアフィルタに関する。

従来、この種の高温用エアフィルタとしては、例えば、特許文献１に開示されるように、濾紙をジグザグ状に折り畳むことにより形成されたフィルタパックのジグザグ状の端面と、フィルタ枠との間に、シリコーン樹脂等の接着剤層とガラス綿のクッション材層とで構成された二重シール層を設けることが知られている。
前記接着剤層は、耐熱性が要求されるために、シリコーン樹脂により構成されていた。このシリコーン樹脂製接着剤は、使用時にシロキサンガスを発生する。前記シロキサンガスは、親水性を撥水性に変える性質があり、また、粒子化することで、フィルタの下流側にある物質に悪影響を与えるおそれがあった。

この問題を解決するために、シリコーン樹脂の代わりに、セラミックセメント等の無機系接着剤を使用することが特許文献２で提案されている。
しかしながら、上記特許文献１に開示される技術に対して、単に特許文献２の接着剤を適用しようとしても、次のような問題があった。
即ち、
（１）ガラス綿は低密度であるため、フィルタ枠とフィルタパックとの間で、気密性に関してムラが生じやすいという問題点があった。
（２）前記気密性を向上させようとして、ガラス綿を耐熱性通気性素材により被覆する方法を採用したのでは、ガラス綿の被覆工程が増えてしまう。
（３）また、無機系接着剤は硬化状態になると脆く衝撃等によりクラックが発生し、フィルタの濾過効率を低下させるという問題点があった。

実開昭６１−４４２１４号公報（請求項１）実開昭６３−６０２３号公報（実用新案登録請求の範囲）

そこで、本発明は、接着剤及びシール材としてシリコーン樹脂を使用せず、高温域であっても使用することができ、かつ、製造作業効率の優れた高温用エアフィルタを提供することをその目的とするものである。

本発明の高温用エアフィルタは、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１記載の通り、ジグザグ状に折り畳まれた濾紙の折り畳み空間に波形のセパレータを介挿したフィルタパックを、前記濾紙のジグザグ状の端部側に、無機系接着剤を介して、密度１５０〜２３０ｇ／ｍ³の無機質繊維製の高密度シート状シール材と、密度３０〜１５０ｇ／ｍ³の無機質繊維製の低密度シート状クッション材とを順に積層して、フィルタ枠に収納したことを特徴とする。
また、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の高温用エアフィルタにおいて、前記無機質繊維製の高密度シート状シール材は、濾紙であることを特徴とする。

本発明の高温用エアフィルタによれば、シリコーン樹脂の代わりに無機系接着剤を使用したことによりシロキサンガスの発生の問題がない。
また、無機質繊維製の低密度シート状クッション材がフィルタ枠に当接することになるので、運搬等において受ける衝撃を吸収する。その結果、無機系接着剤層を衝撃から保護し、良好な接着状態を保持することができる。更に、熱を受けた金属製セパレータが、フィルタパックのジグザグ状の両端面方向に伸びたとしても、その伸びを前記クッション材が吸収し、エアフィルタ本体やその無機系接着剤層の損傷を防止することができる。また、更に、無機質繊維製の低密度シート状クッション材は、濾紙に比べて低密度で伸びが大きいため、金属製のフィルタ枠が雰囲気温度により膨張収縮しても追随してシール性が悪化するということがない。
また、無機質繊維製の低密度クッション材をシート状に形成したので、シール作業性を向上させることができる。
また、無機系接着剤と低密度シート状クッション材との間に設けられる高密度シート状シール材は、ガラス綿に比べて密度が高いのでフィルタパックのジグザグ上の端面全体を均一にシールすることができる。また、高密度シート状シール材は、伸びが小さいので、雰囲気温度により、低密度シート状クッション材が金属製フィルタ枠の膨張収縮に伴って変形したとしても、高密度シート状シール材により、フィルタパックと低密度シート状シール材との間のバイパスリークを有効に防止することができ、シール性の向上を図ることができる。
更に、無機質繊維製の高密度シート状シール材を濾紙により構成すれば、シール材として密度のバラツキが少なく、形状が安定しているため取扱性に優れる。フィルタパックのジグザグ状の端部に対して線接触することになり、気密に封止することができる。

次に、本発明の高温用エアフィルタについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の高温用エアフィルタの正面図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）を示し、図２は、同高温用エアフィルタのシール層の説明図である。
図中１で示されるものは、フィルタ枠を示し、フィルタ枠１は、断面コ字状の４枚の枠板から構成される。２は、フィルタ枠１内に気密に収容したフィルタパックを示すものである。フィルタパック２は、有機系バインダにより無機質繊維同士を結合した無機質繊維製濾紙２ａをジグザグ状に折り畳み、前記濾紙の折り畳み空間に介挿される波形のセパレータ２ｂ，２ｂ・・・とから構成される。
そして、本発明では、フィルタパック２とその外周のフィルタ枠１との間をシールするために、少なくとも、フィルタパック２のジグザグ状の端面に、シール層４を設けてフィルタ枠１に収納するようにした。このシール層４は、図２に示すように無機系接着剤層５、高密度シート状シール材層６及び低密度シート状クッション材層７を積層して構成される。

前記濾紙２ａ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等のＨＥＰＡやＵＬＰＡ用などの濾材を使用できる。
また、セパレータ２ｂとしては、アルミニウム、ステンレス等の金属箔を用いることができる。
また、無機系接着剤５としては、シリコーン樹脂よりも耐熱性のある酸化珪素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等の無機質系ペースト状物を使用できる。
また、高密度シート状シール材６としては、厚さ０．３３〜０．４３ｍｍ、目付６５〜７５ｇ／ｍ²、密度１５０〜２３０ｇ／ｍ³の無機質繊維で構成したものを使用することができ、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等のＨＥＰＡやＵＬＰＡ用濾材を使用できる。前記高密度シート状シール材６の密度が１５０ｋｇ／ｍ³未満では、フィルタパック２のジグザグ状の端部との接着性が悪くなるという問題があり、密度２３０ｋｇ／ｍ³を超えると、フィルタパック２のジグザグ状の端部への単位面積当たりの荷重が大きくなり、フィルタパック２を変形させてしまうという問題がある。
また、低密度シート状クッション材７としては、厚さ１〜４ｍｍ、目付１３０〜１５０ｇ／ｍ²、密度３０〜１５０ｋｇ／ｍ³の無機質繊維で構成したものを使用することができ、例えば、平均繊維径１〜２μｍのガラス繊維、セラミック繊維等の無機質繊維状物を使用できる。前記低密度シート状クッション材７の密度が１５０ｋｇ／ｍ³を超えると、フィルタ枠１やセパレータ２ｂ等に使用される金属の伸びの吸収性が悪くなる問題があり、密度が３０ｋｇ／ｍ³未満では、フィルタパック２を押さえる力がなくなりリークする問題がある。
また、フィルタ枠１としては、アルミニウム、ステンレス、鋼板等の金属を使用できる。

次に、本発明の具体的実施例につき、従来例、比較例との比較の下に説明する。
本実施例の高温用エアフィルタは、前記図示した高温用エアフィルタにおいて、そのシール層４を下記表１に示した構成のものとした。尚、従来例のエアフィルタは、本実施例の高温用エアフィルタのシール層４に代え、図３に示すように、接着剤層８及び低密度シート状クッション材層９を設けたものである。また、比較例のエアフィルタは、本実施例の高温用エアフィルタのシール層４に代え、図４に示すように、原綿状の耐熱クッション材１０を濾紙状シール材１１により被覆して接着剤層１２を介して設けたものである。尚、従来例及び比較例のエアフィルタのシール層の構成については、下記表１に示す通りである。
また、実施例、従来例及び比較例のいずれにおいても、組立後のフィルタ寸法は、６１０ｍｍ×６１０ｍｍ×２９０ｍｍの寸法とし、濾紙２ａ及びセパレータ２ｂは、同材料となるように条件を揃えた。
そして、実施例、従来例及び比較例の各エアフィルタの組み立てて、その作業性を評価し、組み立てられたエアフィルタを加熱試験して、発ガス性及びエアフィルタのシール性を評価した。その試験結果を表２に示した。

表２中、フィルタの組立作業性は、従来例の１台の高温用エアフィルタの組み立てにかかる時間を１００として、相対評価により１００〜１５０を○、１５０超えを×とした。
また、発ガス性の評価としては、シロキサンガスの発生のないものを○、あるものを×とした。
また、エアフィルタのシール性としては、加熱試験後の従来例の高温用エアフィルタの捕集効率１００として、相対評価により９９．９７％の濾過効率（粒径０．３μｍ）を達成するものを○、９９．９７％の濾過効率（粒径０．３μｍ）を達成しないものを×とした。
尚、加熱試験は、各エアフィルタの雰囲気温度を、１時間で３０〜２５０℃まで上昇させ、７時間２５０℃で維持し、４時間で２５０〜３０℃まで下降させるという１サイクル（１２時間）を、２０サイクル繰り返して行った。
総合評価は、発ガス性、エアフィルタの組立作業性及びフィルタのシール性の全てが○の評価以上の場合は○、いずれか１つでも×の評価がある場合は×として評価した。

表２に示される通り、本発明の実施例では、高密度シール材及び低密度クッション材がシート状に形成されたもの使用しているため、従来例と同等の時間でエアフィルタを組み立てることができた。また、本発明の実施例では、エアフィルタのシール性においても、クラックの発生や、フィルタ枠又はセパレータの金属伸びに濾紙が追随できずにパイパスリークする等の問題がなかったので、優れた捕集効率を得ることがわかった。
比較例のエアフィルタの組立作業性において、低密度の原綿状クッション材を高密度の濾紙状シール材で被覆するための手間がかかり、作業時間が実施例に比べて長くなることがわかった。

本発明の高温用エアフィルタの説明図（ａ：正面図ｂ：同Ａ−Ａ断面図）。同高温用エアフィルタのシール層従来例の高温用エアフィルタのシール層の説明図比較例の高温用フィルタのシール層の説明図

符号の説明

１フィルタ枠
１ａ枠板
１ｂリブ
２フィルタパック
２ａ波形濾材
２ｂセパレータ
４シール層
５無機系接着剤層
６高密度シート状シール材層
７低密度シート状クッション材層
８接着剤層
９低密度シート状クッション材層

Claims

ジグザグ状に折り畳まれた濾紙の折り畳み空間に波形のセパレータを介挿したフィルタパックを、前記濾紙のジグザグ状の端部側に、無機系接着剤を介して、密度１５０〜２３０ｇ／ｍ³の無機質繊維製の高密度シート状シール材と、密度３０〜１５０ｇ／ｍ³の無機質繊維製の低密度シート状クッション材とを順に積層して、フィルタ枠に収納したことを特徴とする高温用エアフィルタ。
前記無機質繊維製の高密度シート状シール材は、濾紙であることを特徴とする請求項１に記載の高温用エアフィルタ。