JP5688889B2 - フィルタパック及びこれを備えた交換型エアフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、産業空調やビル空調等に使用される交換型エアフィルタ及びこれを構成するフィルタパックに関する。

従来、産業空調やビル空調に使用されるエアフィルタは、ろ材をジグザグに折り畳むことによりフィルタパックを構成し、これをフィルタ枠に収納したものが広く知られている。
このようなエアフィルタの中には、フィルタ枠を再利用するためにフィルタパックのみを交換できるように構成されたものがある。その構造は、フィルタ枠の内周面に接着剤によりクッション材を敷設したものにフィルタパックを装着したものである（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
しかしながら、従来の構造では、フィルタ枠にフィルタパックを取り付ける際に、フィルタ枠の内周面に設けられたクッション材がフィルタパックに押されながら擦れて剥がれやすくなり、エアフィルタの上流側から下流側へのシール性が低下するという問題があった。
これを防ぐために、フィルタ枠を構成する板材の１枚を取り外すようにしてもよいが、フィルタパック交換作業に時間がかかるという問題があった。

実開昭６１−０５１９２４号公報（実願昭５９−１３４５４４号のマイクロフィルム） 実開昭６１−０４４２１４（実願昭５９−１２８５５７号のマイクロフィルム）

本発明は、このような従来のエアフィルタに存在する課題を解決するためになされたものであり、フィルタパックとフィルタ枠のシール性を向上させ、フィルタパック交換時に緩衝材がフィルタ枠の平部との間で擦れて剥がれることのないフィルタパックと、これを用いたエアフィルタを提供することを目的とする。

かかる課題を解決すべく、本発明者等は鋭意検討の結果、以下の構成を見出した。
即ち、請求項１に記載のフィルタパックは、通風路の上下流方向にジグザグ状であり、直方体形状に構成されたろ材の通風路を挟む面のそれぞれから、前記ろ材の下流側の通風面側に折り曲げられたシート状の緩衝材を設け、前記シート状の緩衝材は、ジグザグが表れる側の２つの面に少なくとも設けられ、前記２つの面の全面を覆うように接着剤により固定され、前記ろ材の角部に沿って折り曲げられ、前記通風面側に折り曲げられた前記シート状の緩衝材の折り曲げ幅は、３ｍｍ〜２０ｍｍであり、前記シート状の緩衝材の折り曲げ線上にミシン目を設けたことを特徴とする。
請求項２に記載の本発明は、請求項１記載のフィルタパックにおいて、前記シート状の緩衝材を、前記通風路を囲む面の全てに設けたことを特徴とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載のフィルタパックにおいて、前記シート状の緩衝材は、ポリエーテル系ウレタンゴム、ポリエステル系ウレタンゴム、クロロプレンゴム若しくはＥＰＤＭからなるゴム、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン若しくはポリエチレンからなる不織布、及び、ガラス繊維製の不織布の中の何れかから構成され、厚さ１〜５ｍｍであることを特徴とする。
また、本発明の交換型エアフィルタは、請求項４に記載の通り、通風路の下流側のみに通風面側に延出するフランジを備えたフィルタ枠に、請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィルタパックを、前記フィルタ枠の上流側から取り外すことができるように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、フィルタパックとフィルタ枠のシール性を向上させ、フィルタパック交換時にシート状の緩衝材がフィルタ枠の内周面と擦れて剥がれることがない。また、本発明の交換型エアフィルタによれば、フィルタ枠とフィルタパックとのシール性を低減させることなく、交換の作業効率の優れたエアフィルタとすることができる。

本発明の一実施の形態に係るフィルタパックの概略斜視図 本発明の一実施の形態の交換型エアフィルタに使用されるフィルタ枠の概略斜視図 同実施の形態のエアフィルタを備えた交換型エアフィルタの縦断面図 本発明の他の実施の形態の交換型エアフィルタに使用されるフィルタ取付枠の概略斜視図

以下、本発明のろ材交換型エアフィルタの好適な実施の形態を説明する。
本発明は、直方体形状に構成されたろ材の通風路を挟む面のそれぞれから、通風路の下流側の面側に折り曲げられた構造のシート状の緩衝材を備えたものである。
シート状の緩衝材が設けられたろ材は、金属や樹脂等から構成されるフィルタ枠と接触すると、柔軟に変形してシート状の緩衝材が剥がれにくくなる。しかも、下流側の通風面において、フィルタ枠内周面とろ材との間のシール性が確保される。
前記折り曲げ部の方向は、通風面と平行となることが好ましい。
ろ材としては、合成繊維や無機質繊維等からなるフェルト、又は、不織布や織布等の繊維体を、直方体（平板）形状に構成したものや、ジグザグに折り畳んでその外形が直方体形状となるものを利用することができる。尚、直方体形状のろ材の寸法は、特に制限するものではないが、例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３０ｍｍ〜１５００ｍｍ×１５００ｍｍ×３００ｍｍの範囲のものを使用することができる。また、フィルタパックのろ過性能は適宜設定できるが、プレフィルタであれば、質量法で３０〜９９％のろ材を使用することができ、中性能フィルタであれば、光散乱積算法で２０〜９９％のろ材を使用することができる。
また、シート状の緩衝材の折り曲げ幅は、３ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。３ｍｍより小さい場合は、フィルタパックとの接着面積が小さくなりすぎ、接着強度が低下するおそれがあり、２０ｍｍより大きい場合は、パックの有効開口面積が小さくなるため圧力損失が上昇するおそれがある。

シート状の緩衝材は、フィルタ枠とフィルタパックとが当接する際の応力を緩衝できるものであれば特に制限するものではなく、例えば、以下（１）〜（３）に含まれる何れか、或いは、これらの組み合わせの中から選択することができる。
（１）ポリエーテル系のウレタンゴム、ポリエステル系のウレタンゴム、クロロプレンゴム又はＥＰＤＭ
密度は１０〜１００ｋｇ／ｍ^３とすることが好ましく、２０〜５０ｋｇ／ｍ^３とすることが更に好ましい。
尚、発泡体の場合には、１０ｋｇ／ｍ^３より小さい場合は、発泡体の気泡が多くなりシール性が悪くなるおそれがあり、１００ｋｇ／ｍ^３より大きい場合は、硬さが増しすぎシール性が悪くなるおそれがある。
（２）不織布
ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン等の繊維を、ケミカルボンド法、サーマルボンド法又はスパンボンド法により得たものを使用することができる。
（３）ガラス繊維
平均繊維径１μｍ以下の綿状（短繊維）の原材料を乾式で不織布にしたものを使用できるが、密度３０〜２３０ｇ／ｍ^３のガラス繊維を乾式で不織布にしたものが好ましい。
上記（１）〜（３）の中でも、取り扱い性が良いという観点から（１）のゴム系のシート状の緩衝材を使用することが好ましい。

また、シート状の緩衝材の厚さは、１〜１０ｍｍであることが好ましい。１ｍｍより薄い場合は、フィルタパックとフィルタ枠の隙間を十分にシールすることが困難であり、１０ｍｍより厚い場合は、正方形状の通風面を備えた通常のフィルタ枠に装着するために、ろ材の通風面を狭くする必要があるからである。
シート状の緩衝材は、ろ材に固定される面の全面を覆うようにすることが好ましい。
また、シート状の緩衝材を固定するための接着剤としては、通風時にろ材から剥離しない程度の接着強度を有するものであれば特に制限するものではないが、例えば、アクリル系、ゴム系の接着剤等を使用することができる。

次に、具体的に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に示されるフィルタパック１０は、ろ材１を通風路の上下流方向にジグザグ状に所定の折幅で折り畳んで構成されたものである。ろ材のジグザグが表れる面１ａ，１ｂ（図示したものでは上下端面）と、両側面１ｃ，１ｄには、一体形状のシート状の緩衝材２が接着剤により固定されており、シート状の緩衝材２の下流側の端部２ａ〜２ｄは、ろ材１の通風面側に折り曲げられている。
従って、ろ材１の通風路を挟む全ての側周面から、下流側の通風面の外周縁部までシート状の緩衝材２ａが設けられることになる。
上記の通り、ろ材１の変形しやすいジグザグが表れる側の面１ａ，１ｂに、少なくともシート状の緩衝材２を接着剤により固定し、その下流側の端部を通風面側に折り曲げることにより、交換時にフィルタ枠の内周面と摺動しても、その下流側においてシール性が確保されたフィルタパック１０とすることができる。

尚、図示したものでは、ろ材１の折り畳み間隔を保持するために折り畳み間のろ材の表裏面に設けた向い合うドット状などのエンボス突起(図示省略)同士を接触させているが、間隔を保持するための他の方法として、ろ材１に折り曲げ線に垂直にホットメルトリボンを塗布する方法、金属部材を波形に形成したセパレータを介挿する方法、ろ材の折筋に対して垂直に複数列設けられた支柱や櫛刃状の条片等を設ける方法等がある。また、本明細書において、「ジグザグ状」とは、折り線に沿って折り畳んだもの以外に湾曲させたものも含むものとする。

上記フィルタパック１０は、図２に示されるフィルタ枠３に収容され、本発明の実施の形態の交換型エアフィルタ２０となる。
図２及び図３に示されるフィルタ枠３は、フィルタパック１０の通風路を囲むようにして四辺形状に構成されており、下流側の通風面のみに内側に延出するフランジ３ａを備えている。
これにより、フィルタパック１０の下流側の通風面方向に折り曲げられたシート状の緩衝材２は、このフランジ３ａに当接することにより、更なるシール性を確保することができる。また、フィルタパック１０は、フランジ３ａのないフィルタ枠３の上流側から簡単に取り外すことができるので交換の作業効率が優れたものとなる。

上記交換型エアフィルタ２０は、図４に示すフィルタ取付枠４に取り付け固定することができる。図４に示されるフィルタ取付枠４は、断面Ｌ字状の部材を四辺形状に構成して下流側にフランジ４ａを備えたものである。尚、下流側のフランジ４ａの四隅には、取付のための取付棒６が立設される。

また、シート状の緩衝材２の折り曲げ線には、図１に示すように、ミシン目２Ｌを設けることが好ましい。ミシン目２Ｌに沿ってシート状の緩衝材２を折り曲げることにより、シート状の緩衝材２そのものの反発を軽減でき、フィルタ枠３のフランジ３ａにより強く当接乃至接着させることができるからである。尚、本明細書におけるミシン目３とは、破線状の孔が一列に並んだもののことであり、孔一つひとつは幅０．１〜２ｍｍ、長さ０．５ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、幅０．１〜１ｍｍ、長さ１ｍｍ〜３ｍｍであることがより好ましい。幅０．１ｍｍ未満、長さ０．５ｍｍ未満の場合はシート状の緩衝材２の反発が十分に軽減できず、幅２ｍｍより大きく、長さ１０ｍｍより大きい場合は孔が大きくなりすぎ、シート状の緩衝材２の折り曲げ部２ａ〜２ｄが破断してしまうおそれがある。また、孔の間隔は１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。間隔が１ｍｍ未満の場合はシート状の緩衝材２が破断してしまうおそれがあり、１０ｍｍより大きい場合は反発を十分に抑えられないためである。

次に、本発明の実施例を従来例、比較例とともに説明する。尚、本発明のエアフィルタは、以下の例に限定して解釈されるものではない。

（実施例１）
有機繊維不織布製のろ材をジグザグ状に折り畳み、上流側に折り線１００本、５９０ｍｍ×５９０ｍｍ×１２５ｍｍの直方体形状のフィルタパックを製作した。このフィルタパックに、下流側の通風面側に折り曲げられる折り曲げ代を幅１０ｍｍ残し、その残りをフィルタパックのジグザグの表れる面の全てを覆うようにしてアクリル系接着剤によりシート状の緩衝材を固定した。そして、折り曲げ代を通風面側に折り曲げて実施例１のフィルタパックとした。
尚、シート状の緩衝材は、５９０ｍｍ×１３５ｍｍ×３ｍｍ、密度２５ｋｇ／ｍ^３のウレタン製発泡材を、折り曲げ線となる位置に、幅０．２ｍｍ、長さ２ｍｍ、間隔２ｍｍのミシン目を設けたものを使用した。

（実施例２）
シート状の緩衝材にミシン目を設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２のフィルタパックとした。

（実施例３）
５９０ｍｍ×１２５ｍｍ×３ｍｍ、密度２５ｋｇ／ｍ^３のウレタン製発泡材をシート状の緩衝材として、実施例１のフィルタパックの通風路を囲む４側面を囲繞して実施例３のフィルタパックとした。尚、フィルタパックの下流側の通風面には、幅１０ｍｍの折り曲げ部が形成され、折り曲げ線となる位置に、幅０．２ｍｍ、長さ２ｍｍ、間隔２ｍｍのミシン目を設けるようにした。

（実施例４）
実施例３に対して、ミシン目を設けなかったものを実施例３とした。

（従来例１）
シート状の緩衝材に折り曲げ部を設けず、その他は実施例１と同様にして、従来例１のフィルタパックとした。

（従来例２）
シート状の緩衝材に折り曲げ部を設けず、その他は実施例３と同様にして、従来例１のフィルタパックとした。

（比較例）
実施例１のろ材のみをフィルタパックとした。

上記各例のフィルタパックを、厚さ０．６ｍｍの鋼板製の板材を６１０ｍｍ×６１０ｍｍの枠状に構成したフィルタ枠に装着して、以下の項目についての評価を行い、その結果を表１に示す。尚、フィルタ枠の通風面の下流側には、通風面方向に延出する幅１０ｍｍのフランジが設けられている。

（１）シール性：流入側からエアフィルタを目視したときに、フィルタパックとフィルタ枠が密着している場合を○、密着していない場合を×とした。

（２）剥がれにくさ：フィルタパックをフィルタ枠に挿入する作業を１０回繰り返したとき、シート状の緩衝材に全く剥がれが生じなかった場合を○、シート状の緩衝材がフィルタパックの上下端部からは剥がれないものの折り曲げ部が流出側のフィルタパック通風面から剥がれた場合を△、シート状の緩衝材がフィルタパックの上下端部から剥がれた場合を×とした。

（３）総合評価：シール性と剥がれにくさの評価において、いずれも○の場合を◎、○あるいは△の場合を○、△と×の場合を△、×のみの場合を×とした。

表１に示すとおり、実施例１及び３では、シール性が良いことに加えて、シート状の緩衝材が剥がれにくいことから、総合評価は◎となった。
実施例２及び４では、シール性が良い一方で、折り曲げ部が流出側のフィルタパック通風面から剥がれたため、総合評価は○となった。
従来例１及び２では、シール性が良い一方で、フィルタパック交換時にシート状の緩衝材の剥がれが生じたため、総合評価は△となった。
従来例３は、フィルタパックとフィルタ枠の間にシート状の緩衝材がないため密着しておらず、シール性が悪いことから、総合評価は×となった。

本発明は、産業空調やビル空調等をはじめ、広く産業上利用することができる。

１ ろ材
１ａ〜１ｄ ろ材の通風路を囲む面
１ａ，１ｂ ろ材のジグザグの表れる面
２ シート状の緩衝材
２ａ〜２ｄ シート状の緩衝材の折り曲げ部
３ フィルタ枠
３ａ フランジ部
４ フィルタ取付枠
４ａ フランジ部
５ セパレータ
６ 取付棒
１０ フィルタパック
２０ 交換型エアフィルタ

Claims (4)

1. 通風路の上下流方向にジグザグ状であり、直方体形状に構成されたろ材の通風路を挟む面のそれぞれから、前記ろ材の下流側の通風面側に折り曲げられたシート状の緩衝材を設け、
   前記シート状の緩衝材は、ジグザグが表れる側の２つの面に少なくとも設けられ、前記２つの面の全面を覆うように接着剤により固定され、前記ろ材の角部に沿って折り曲げられ、
   前記通風面側に折り曲げられた前記シート状の緩衝材の折り曲げ幅は、３ｍｍ〜２０ｍｍであり、
   前記シート状の緩衝材の折り曲げ線上にミシン目を設けたことを特徴とするフィルタパック。
2. 前記シート状の緩衝材を、前記通風路を囲む面の全てに設けたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタパック。
3. 前記シート状の緩衝材は、ポリエーテル系ウレタンゴム、ポリエステル系ウレタンゴム、クロロプレンゴム若しくはＥＰＤＭからなるゴム、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン若しくはポリエチレンからなる不織布、及び、ガラス繊維製の不織布の中の何れかから構成され、厚さ１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタパック。
4. 通風路の下流側のみに通風面側に延出するフランジを備えたフィルタ枠に、請求項１乃至３の何れか１項に記載のフィルタパックを、前記フィルタ枠の上流側から取り外すことができるように構成したことを特徴とする交換型エアフィルタ。