JP4456075B2

JP4456075B2 - エアフィルタ

Info

Publication number: JP4456075B2
Application number: JP2005512259A
Authority: JP
Inventors: 健山口; 正昭渡辺
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: CN100406103C; CN1705503A; KR100945633B1; JPWO2005077492A1; KR20060120295A; WO2005077492A1

Description

本発明は、例えば、液晶・半導体生産用クリーンルーム等、超清浄空間を作り出すエアフィルタに関するものである。

従来、液晶・半導体用生産用クリーンルームは、エアフィルタを天井全体に敷き詰めて大型ファンにより空気を循環させる構造となっている。このようなエアフィルタとして、従来、縦６１０ｍｍ×横６１０ｍｍの大きさのエアフィルタが用いられている。エアフィルタの濾材の保護手段として、実開昭５７−７３３６３号公報に開示のように、波状にひだ付け加工した濾紙の長手方向の両側面にクラフト紙を貼着し、その底面に金網からなる補強部材を張設するとともに、この補強部材を更に補強するために、金網の両側に折曲部を設けて部品にはめ込むようにしたものや、前記折曲部に加えて金網の平坦部にビードを設けたものが用いられている。

ところで、最近、低価格なクリーンルームを作るため、天井フレームに使用されるアルミニウム材の使用量の削減や、フィルタの数量だけ存在するファンの数量を減らすという理由から、縦４フィート×横４フィート等の大型エアフィルタが用いられている。このような大型エアフィルタは、水平に置いて使用する場合の自重や風圧によるフィルタパックの変形が大きく、また、このような変形に起因して濾材の破損が多いため、この問題を解決することが課題であった。

しかしながら、前記公報に開示されたような濾材の保護手段では、折曲部或いは折曲部及びビードを設けた金網を、合成樹脂からなるパッキングで前記クラフト紙に接着しただけであるため、補強効果が小さく、自重や風圧による変形が大きくなる大型エアフィルタの濾材の変形を防止できないという問題があった。

このような問題に対処するために、特許第３３３７６７６号公報には、ジグザグ状に折り畳んだプリーツ付きの濾材で構成されるフィルタパックの少なくとも下流側に網状物を配設し、該網状物に一本以上のリブを設け、前記網状物の周囲をフィルタ枠の内側壁に設けた切り込みに埋め込み固定したエアフィルタが開示されている。前記エアフィルタは、前記網状物の周囲を、フィルタ枠の内側壁に設けた切り込みに埋め込み固定することで網状物全体の強度を高め、フィルタパックの変形防止及び濾材の保護を強化している。

ところが、大型エアフィルタは、フィルタパック自体の自重が非常に大きくなる上に、フィルタパックにかかる風圧も大きくなるため、長期間の使用により、特にフィルタパックの中央部分が自重によって大きく下流側方向に垂れ下がる傾向にあり、フィルタパックの変形を長期間防止するため、濾材の保護手段の改善を図る必要があった。

そこで、本発明は、縦４フィート×横４フィート等の大型化したエアフィルタにおいて、従来通りの均一な吹出し風速と捕集効率を維持し、圧力損失を上昇させることなく、フィルタパックの変形とそれに起因する濾材の破損の防止の効果を更に向上させ、長期間の使用を実現したエアフィルタを提供することを課題とする。

本発明のエアフィルタは、前記目的を達成するべく、請求項１に記載の通り、フィルタパックの少なくとも下流側に二枚以上の網状物を配設してフィルタ枠に収納したエアフィルタであって、前記網状物の少なくとも一端部を折り曲げて二本以上のリブを形成し、前記リブに沿って補強板を設け、前記リブ同士の背面を突き合わせてフィルタ枠に固定したエアフィルタであって、前記リブの端部を折り返し、この折り返し部と前記リブとの間に補強板を配置して、前記折り返し部で前記補強板を前記リブに圧接して固定したことを特徴とする。
また、請求項２記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記フィルタパックは、ジグザグ状に折り畳んだプリーツ付きの濾材で構成されたものであって、前記リブが前記濾材のプリーツと平行に設けられたことを特徴とする。
また、請求項３記載のエアフィルタは、請求項２に記載のエアフィルタにおいて、前記リブが前記濾材のプリーツの折山間に没入されるように設けられたことを特徴とする。
また、請求項４記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記リブの端部を鋭角に折り返し、前記折り返し部としたことを特徴とする。
また、請求項５記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記エアフィルタの厚さＸと、前記リブの高さＸ１の比Ｘ１／Ｘを１／５〜２／３としたことを特徴とする。
また、請求項６記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記補強板が厚さ０．５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする。
また、請求項７記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記補強板は、耐食性の金属製板であることを特徴とする。
また、請求項８記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記網状物は、少なくとも一対の端部をフィルタ枠に設けた切り込みに埋め込み固定したことを特徴とする。

本発明のエアフィルタは、フィルタパックの少なくとも下流側に二枚以上の網状物を配設してフィルタ枠に収納したエアフィルタであって、前記網状物の少なくとも一端部を折り曲げて二本以上のリブを形成し、前記リブに沿って補強板を設け、前記リブ同士の背面を突き合わせてフィルタ枠に固定したことを特徴とするものである。

本発明のエアフィルタは、網状物を折り曲げて形成したリブに沿って補強板を設けるとともに、二本以上の前記リブ同士の背面を突き合わせてフィルタ枠に固定することにより、網状物の強度を飛躍的に向上させている。このため、本発明のエアフィルタは、主に縦９１６ｍｍ以上、厚さ３０〜２９０ｍｍの大型化したエアフィルタにおいて、リブ及び補強板によって強度を向上させた網状物で、重くなったフィルタパックの下流側方向への変形を長期間防止し、エアフィルタを長寿命化することができる。

前記フィルタパックは、ガラス繊維製、合成樹脂繊維製、ＰＴＦＥ製等の濾材をジグザグ状に折り畳み、その際、波形セパレータを介挿して濾材の折山部同士の間隔を保持したり、或いは、前記濾材を折り畳む前に予めリボン状ホットメルト樹脂を濾材の流れ方向に塗布して間隔保持部を形成し、その折山部同士の間隔を保持するようにして形成することができる。

前記フィルタパックは、ジグザグ状に折り畳まれた濾材のプリーツと平行となる直線状の両端部を接着剤で、濾材のプリーツと直交するジグザグ状の両端部を気密性のあるシール材でフィルタ枠に固定する。

また、前記フィルタ枠としては、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属製板、ＰＣ等の押出成形樹脂製板等の樹脂製板、合板等の木製板等を使用することができる。

また、前記網状物としては、厚さ０．５ｍｍ以上、開口率３０〜８０％の樹脂製、或いは、金属製のラス網等を使用することができる。

前記網状物は、前記網状物の少なくとも一対の端部を、フィルタ枠の内側壁に設けた切り込みに埋め込み固定することで網状物全体の強度を高めることができる。

前記網状物は、少なくとも一端部を折り曲げて、一枚の網状物に少なくとも一本のリブを形成している。そして、網状物のリブ同士の背面を突き合わせてリブの補強効果を向上させている。例えば、二枚の網状物をエアフィルタの下流側に配設する場合は、フィルタパックの下流側方向への変形を有効に防止するため、二枚の網状物の各一端部を折り曲げて形成される二本のリブ同士の背面を突き合わせた補強部が少なくともフィルタパックの中央部に配置されるようにすることが望ましい。また、例えば、三枚の網状物をエアフィルタの下流側に配設する場合は、中央部に配置する網状物の両端部を折り曲げて、一枚の網状物に二本のリブを形成し、両側部に配置する網状物の一端部を折り曲げてそれぞれ一本のリブを形成し、中央部に配置する網状物の両端部に形成したリブと、両側部に配置する網状物の一端部を折り曲げて形成したリブ同士の背面を突き合わせた突き合わせ部が、フィルタパックの両側部に配置されるようにすることが望ましい。尚、複数枚の網状物を用いて、前記突き合わせ部が全体に５０ｍｍ〜１００ｍｍの等間隔で配置されるようにしてもよい。

また、前記リブをフィルタパックの濾材に施されたプリーツと平行に配置した場合は、前記リブに沿って空気が上流側から下流側へ流れるため、気流の乱れを押さえることができる。

また、前記リブを前記濾材に施されたプリーツの折山間に没入されるように形成した場合は、没入空間を利用してリブの高さを確保することができ、リブに沿って配置する補強板の幅（リブに沿って補強板を立てた場合の高さ）も確保することができるため、網状物の強度を更に向上することができる。

また、前記リブの高さとして、エアフィルタの厚さＸとリブの高さＸ１の比Ｘ１／Ｘが１／５〜２／３とすることが好ましい。

前記比Ｘ１／Ｘが１／５未満であると、リブの補強効果が少なく、網状物の強度を向上することができないため、１年以上の長期間に亘って、フィルタパックの変形を防止することができないからである。

エアフィルタを取り付けるクリーンルームは、滅菌等のために有機ガスを使用する場合があり、このガスが腐食性を有するものである場合が多いため、前記補強板は、ステンレス、アルマイト加工したアルミニウム等の耐食性を有する金属製板であることが好ましい。

前記補強板は、厚さが０．５ｍｍ〜２ｍｍであることが好ましい。補強板の厚さが０．５ｍｍ未満であると、補強効果が少ないため好ましくなく、２ｍｍを超えると圧力損失が上昇するため好ましくない。

また、前記補強板は、前記リブの端部を折り返し、該折り返し部で前記補強板を前記リブの平面に圧接して固定した場合は、リブと折り返し部で補強板をリブに巻き込むように固定しているため、リブ、折り返し部及び補強板によって、網状物を補強する補強部の厚みが増加し、網状物の強度を更に向上させることができる。このため、時間の経過に伴って自重により空気の下流側方向に徐々に垂れ下がるフィルタパックの変形が、前記網状物によって長期間、安定に防止される。

また、補強板は、リブの端部を折り返した折り返し部でリブに圧接して固定しているため、ボルトやリベット等で補強板をリブに取り付けた場合のようにリブからボルト等が突出することによって気流が遮られ、エアフィルタを通過する気流が乱れてデッドゾーンが形成されることがない。また、補強板を網状物に溶接した場合のように、溶接の程度によって製品がばらつくことがなく、製品歩留りの向上と安定した品質のエアフィルタを提供することができる。このように、前記リブの端部に折り返し部が形成されていると、網状物の切断面が濾材に対面せず、網状物の切断面によって濾材が傷つけられないという利点もある。

前記リブの端部を鋭角に折り返して折り返し部とした場合は、エアフィルタを流通する空気が補強板の端面に衝突せず、前記鋭角の折り返し部に沿って空気が流通するため、エアフィルタの圧力損失の上昇を小さくすることができる。

前記リブと補強板は、その両端部をフィルタパックとともに、フィルタ枠にシール材で固定することができる。また、前記リブ及び補強板を、フィルタ枠の内側壁に設けた切り込みに埋め込み固定すると、リブ及び補強板がフィルタ枠に強固に固定されるため、網状物の強度アップを図る補強効果が向上する。

次に、本発明の実施例について、図面に基づき説明する。図１は、本発明のエアフィルタの一実施例を示す平面図、図２はリブに補強板を固定する状態を説明する説明図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の拡大部分断面図、図５は、従来例のエアフィルタの断面図である。

（実施例１）
図１において、１はエアフィルタを示し、縦横寸法１２２０ｍｍ×１２２０ｍｍ、厚さ７５ｍｍの大型エアフィルタとして形成されており、折幅６５ｍｍのフィルタパック１０と厚さ１５ｍｍのアルミニウム製のフィルタ枠２０、厚さ１ｍｍ、開口率約７０％のアルミニウム製の二枚のラス網３０とから構成されている。

前記フィルタパック１０を構成するガラス繊維製の濾材１１はジグザグ状に折り畳み、これらの折山部間をリボン状ホットメルト樹脂で固定して折り畳み間隔を保持するように構成されている。

更に、前記濾材１１のプリーツと平行となる端部１１ａ，１１ｂは、前記フィルタ枠２０の内側壁２１，２２に接着剤１２で固定され、前記濾材１１のプリーツと直交するジグザグ状の端部１１ｃ，１１ｄは、フィルタ枠２０の内側壁２３，２４にシール剤１３で密封固定されている。

二枚のラス網３０，３０は、その一端部を垂直に起立するように折り曲げ、前記濾材１１に施されたプリーツと平行に前記濾材１１のプリーツの折山間に没入されるように高さ３０ｍｍのリブ３１を形成した。

図２に示すように、リブ３１の端部を折り返して角度約３０度の鋭角となる折り返し部３１ａを形成し、前記リブに沿って、厚さ１ｍｍ、前記リブ高さに合わせて幅２８ｍｍ程度のステンレス製の補強板３２を配設し、折り返し部３１ａの上方からリブ方向に向けて折り返し部３１ａをプレスして、折り返し部３１ａで補強板３２を巻き込んで、補強板３２をリブ３１に圧接して固定している。

そして、図３に示すように、フィルタパック１０の中央部を通るように、二枚のラス網３０，３０の一端部に形成されたリブ３１，３１同士の背面を突き合わせて、これらのリブ３１，３１の突き合わせ部３３を形成してラス網３０，３０をフィルタパックの下流側に配置した。前記リブ３１，３１と平行となるラス網３０，３０の端部をフィルタ枠２０の内側壁２１，２２の下流側に設けた切り込み２５に埋め込んで固定し、前記リブ３１，３１と直交するラス網３０，３０の端部を、リブ３１及び補強板３２とともに、フィルタ枠２０の内側壁２３，２４に、前記フィルタパック１０とともに、シール材１３で密封固定している。このように、リブ３１及び補強板３２をフィルタ枠２０の内側壁２３，２４に固定しているため、前記リブ３１及び補強板３２によってラス網３０，３０の強度を向上することができる。

（実施例２）
前記実施例１のエアフィルタと同様の材料、大きさのエアフィルタにおいて、前記リブの高さを１１ｍｍとし、補強板の幅を前記リブの高さに合わせて約８ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様のエアフィルタとした。

（従来例）
前記実施例１のエアフィルタと同様の材料、大きさのエアフィルタにおいて、図５に示すように、前記リブ３１に補強板を設けないこと以外は、実施例１と同様のエアフィルタとした。

前記実施例１、２及び従来例のエアフィルタについて、各エアフィルタを水平置きにした１ヶ月後、３ヶ月後、６ヶ月後、１年後のフィルタパックの変形を測定し、濾材の破断の状況を確認した。尚、フィルタパックの変形は、水平置きしたエアフィルタのフィルタ枠の下流側の端部を基準として、該基準からフィルタパックがエアフィルタの下流側方向に垂れ下がった変形量を長さで測定した。図４に実施例１及び従来例のエアフィルタの濾材の変形状態を示し、表１に実施例１、２及び従来例のエアフィルタの濾材の変形状態の結果を示す。

表１及び図４に示すように、実施例１のリブの高さＸ１とエアフィルタ厚さＸの比Ｘ１／Ｘが１／５以上（比Ｘ１／Ｘが０．２０以上）となるリブに補強板を設けた場合は、エアフィルタの大型化に伴い、濾材面積の拡大により重くなったフィルタパックの変形が、長期間、有効に防止されていることが確認できた。即ち、実施例１のエアフィルタは、水平置き後１年経過した後であってもフィルタパックの変形が５ｍｍ程度に押さえられており、濾材の破断も無いことが確認できた。これは、網状物に形成されたリブ、リブの折り返し部及び補強板から構成される網状物を補強する補強部の厚さが増大し、このリブ及び補強板をフィルタ枠に固定しているため、網状物の強度が飛躍的に向上したためである。

実施例２のように、網状物のリブに補強板を設けた場合は、前記リブと補強板の補強効果により、網状物の強度を向上することができ、水平置き後３ヶ月経過した後までフィルタパックの変形を４ｍｍ程度に防止することができることが確認できた。但し、リブの高さＸ１とエアフィルタ厚さＸの比Ｘ１／Ｘが１／５未満であると、１年以上の長期間に亘って、フィルタパックの変形を防止することができず、６ヶ月経過した時点でフィルタパックの変形が１８ｍｍと大きくなり、濾材が破断していた。

一方、表１及び図４に示すように、従来例は、網状物にリブのみ形成され、補強板が設けられていないため、リブの補強効果が弱く、網状物の強度をそれ程向上することができないため、水平置き後１ヶ月程度でフィルタパックの変形が１８ｍｍと大きくなって、フィルタパックの変形を防止することができず、濾材が破断した。

尚、実施例１、２及び従来例ともに、濾材が破断するまで、エアフィルタの均一な吹出し風速を実現することができ、実施例１、２及び従来例ともに捕集効率に変化がなく、リブ及び補強板を設けたことによる圧力損失の上昇は確認できなかった。

本発明のエアフィルタは、補強板によって前記リブを補強するとともに、リブ同士の背面を突き合わせてフィルタ枠に固定しているため、補強効果が向上し、網状物の強度を飛躍的に向上させることができる。このため、本発明のエアフィルタは、主に縦９１６ｍｍ以上、厚さ３０〜２９０ｍｍの大型化したエアフィルタにおいて、リブ及び補強板によって強度を向上させた網状物で、重くなったフィルタパックの下流側方向への変形を長期間防止することができる。

前記リブの端部を折り返した折り返し部で、前記補強板を網状物の平面に圧接するように固定した場合は、前記リブ、折り返し部及び補強板により、網状物を補強する補強部分の厚みが増加し、網状物の強度が更に向上するため、有効にフィルタパックの変形と濾材の破損を防止することができる。

また、前記リブの端部を鋭角に折り返して折り返し部とした場合は、前記リブがエアフィルタの上流側に下流側へと鋭角に傾斜する形状となるため、前記折り返し部に導かれて、エアフィルタの上流側から下流側へと前記リブと補強板に沿って空気が流通し、エアフィルタの圧力損失を上昇を防止することができる。

また、前記リブの高さを、前記エアフィルタの厚さＸとリブの高さＸ１の比Ｘ１／Ｘが１／５〜２／３となるようにした場合は、エアフィルタの圧力損失を上昇することなく、リブ及び補強板の補強効果により網状物の強度が向上し、１年以上の長期間、エアフィルタの大型化により重くなったフィルタパックの変形を防止することができる。

図１は、本発明の実施例のエアフィルタを示す平面図である。
図２は、本発明の実施例に係るリブに補強板を固定する状態を示す説明図である。
図３は、図１に示すエアフィルタのＩＩＩ−ＩＩＩ線の拡大部分断面図である。
図４は、本発明の実施例及び従来例の濾材の変形の経時変化を示す図である。
図５は、従来例のエアフィルタの断面図である。

１エアフィルタ
１０フィルタパック
１１濾材
１１ａ〜１１ｂ濾材のプリーツと平行となる端部
１１ｃ〜１１ｄ濾材のプリーツと直交するジグザグ状の端部
１２接着剤
１３シール剤
２０フィルタ枠
２１〜２４フィルタ枠の内側壁
２５フィルタ枠の内側壁の下流側に設けた切り込み
３０ラス網
３１リブ
３１ａリブの端部の折り返し部
３２補強板
３３リブの突き合わせ部

Claims

フィルタパックの少なくとも下流側に二枚以上の網状物を配設してフィルタ枠に収納したエアフィルタであって、前記網状物の少なくとも一端部を折り曲げて二本以上のリブを形成し、前記リブに沿って補強板を設け、前記リブ同士の背面を突き合わせてフィルタ枠に固定したエアフィルタであって、前記リブの端部を折り返し、この折り返し部と前記リブとの間に補強板を配置して、前記折り返し部で前記補強板を前記リブに圧接して固定したことを特徴とするエアフィルタ。
前記フィルタパックは、ジグザグ状に折り畳んだプリーツ付きの濾材で構成されたものであって、前記リブが前記濾材のプリーツと平行に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記リブが前記濾材のプリーツの折山間に没入されるように設けられたことを特徴とする請求項２に記載のエアフィルタ。
前記リブの端部を鋭角に折り返し、前記折り返し部としたことを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記エアフィルタの厚さＸと、前記リブの高さＸ１の比Ｘ１／Ｘを１／５〜２／３としたことを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記補強板が厚さ０．５ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記補強板は、耐食性の金属製板であることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記網状物は、少なくとも一対の端部をフィルタ枠に設けた切り込みに埋め込み固定したことを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。