JP7287907B2

JP7287907B2 - エアフィルタ

Info

Publication number: JP7287907B2
Application number: JP2020002170A
Authority: JP
Inventors: 和也関; 嗣郎林
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2040-01-09
Also published as: JP2021109137A

Description

本発明は、エアフィルタに関する。

フィルタとフィルタ枠との隙間に起因するエアリークの発生を防止する手段として、耳付フィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の耳付フィルタは、フィルタの両端部に接合された耳部を、フィルタ枠とプレフィルタ枠の間に挟み込んで固定しているため、フィルタとフィルタ枠との間に隙間が生じることがなく、エアリークの発生を防止することができる。

特開平７－１１２１０７

しかし、特許文献1に記載の耳付フィルタは、フィルタの長さ方向（フィルタの折り目に沿う方向）に沿って耳部が設けられているため、フィルタ枠の上流側の左右側面の隙間の発生は防止することができるものの、フィルタ枠の上下枠と左右枠の合わせ目部分であるコーナー部分から発生するエアリークを防止することは困難であった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、フィルタ枠のコーナー部から発生するエアリークを防止することができるエアフィルタを提供することを目的とする。

本発明に係るエアフィルタは、上述した課題を解決するために、フィルタを通過する気流の方向に直交する第一の方向に配置される一対の第一の枠材と、前記第一の方向に直交する第二の方向に配置される一対の第二の枠材と、から形成され、各前記第一の枠材の前記第一の方向の各端部と、各前記第二の枠材の前記第二の方向の各前記端部と、が重なり合う重なり部を有する矩形のフィルタ枠と、ジグザグ形状に折り曲げられて繰り返し連続する山部と谷部が形成され、前記第一の方向に沿う折り目を有し、前記フィルタ枠に収容されるプリーツ濾材と、前記フィルタ枠の少なくとも前記第二の枠材と、前記プリーツ濾材との間に配置され、前記重なり部に挟まれている緩衝材と、を備え、前記重なり部を形成する前記第一の枠材の各端部は、前記フィルタ枠の内周面を形成する面に対して直交する端面であり、前記重なり部を形成する前記第二の枠材の各端部は、前記フィルタ枠の内周面を形成する面上の端部であり、前記第一の枠材および前記第二の枠材は、前記重なり部のみで対面している。

本発明に係るエアフィルタにおいては、フィルタ枠のコーナー部から発生するエアリークを防止することができる。

本発明の実施形態に係るエアフィルタの説明図。本発明の第一実施形態に係るエアフィルタの要部断面拡大図。本発明の第二実施形態に係るエアフィルタの要部断面拡大図。本発明の第三実施形態に係るエアフィルタの要部断面拡大図。

本発明に係るエアフィルタの第一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るエアフィルタ１の説明図である。
図２は、本発明の第一実施形態に係るエアフィルタ１の要部断面拡大図である。
本実施形態に係るエアフィルタ１は、フィルタ枠２と、プリーツ濾材３と、緩衝材４と、シール材５と、を備える。

フィルタ枠２は、矩形の各辺を構成する４つの枠材２１、２２を組み合わせて形成される。一対の第一の枠材２１は、エアフィルタ１を通過する気流の方向（図１におけるＸ方向）に直交する第一の方向（図１におけるＹ方向）に沿って配置され、第二の方向（図１におけるＺ方向）に対向して配置される。一対の第二の枠材２２は、第一の方向に直交する第二の方向に沿って配置され、第一の方向に対向して配置される。ここで、第一の方向とは、エアフィルタ１の上下方向をいい、第二の方向とは、エアフィルタ１を気流方向から見たときの左右方向をいう。

フィルタ枠２は、各第一の枠材２１の上下方向の各端部２３と、各第二の枠材２２の左右方向の各端部２４と、が重なり合う重なり部２５を有する。重なり部２５は、第一の枠材２１と第二の枠材２２とが対向して直接または間接的に接することにより形成される。
第一の枠材２１および第二の枠材２２は、重なり部２５においてボルト等の連結手段により連結、固定されることでフィルタ枠２を形成する。

フィルタ枠２は、耐熱性を有する素材から形成されることが好ましく、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鋼等の金属から形成される。本実施形態においては、フィルタ枠２は、ステンレス鋼、例えば、ＳＵＳ３０４あるいはＳＵＳ４３０で形成されることが好ましい。

プリーツ濾材３は、シート状の濾材をジグザグ形状に折り曲げることにより形成され、繰り返し連続する山部と谷部から構成される。プリーツ濾材３は、上下方向に沿う複数の折り目を有し、折り目は気流の上流側および下流側にそれぞれ表れる。本実施形態において、プリーツ濾材３は、無機質繊維製濾紙から形成されることが好ましい。無機質繊維製濾紙とは、例えば、抄造法により極細ガラス繊維を有機バインダで結合したガラス繊維紙である。プリーツ濾材３には、ＨＥＰＡやＵＬＰＡ用などの濾材を使用することができる。

緩衝材４は、フィルタ枠２の第二の枠材２２と、シール材５（プリーツ濾材３）との間に配置される。また、緩衝材４は、金属製のフィルタ枠２が、膨張あるいは収縮する場合、緩衝材４がその膨張あるいは収縮に追従することで、プリーツ濾材３とフィルタ枠２との間のシール性を保持することができる。

緩衝材４は、左右方向の端部４ａを有する。端部４ａは重なり部２５まで伸び、重なり部２５に挟まれている。緩衝材４の左右方向における長さは、重なり部２５に挟むことができる長さであればよく、特に限定されるものではない。

緩衝材４は、耐熱性を有するものが好ましく、例えば、ガラス繊維シートが用いられる。本実施形態においては、厚みが０．３～３０．０ｍｍの耐熱性のガラス繊維シートを用いることができる。

シール材５は、プリーツ濾材３における上下方向の両端部と、緩衝材４との隙間をシールする。シール材５として、例えば、セラミック、ジオポリマー、ガラス綿、ウレタンなどが用いられる。ただし、緩衝材でリークを止めることができれば、シール材は無くてもかまわない。

エアフィルタ１は、さらに、補強材７と、セパレータ６を有することが好ましい。
補強材７は、上下方向に配置される一対の縁と、気流の方向に配置される一対の縁と、から形成され、略四角形の平板状である。補強材７の上下方向に配置される一対の縁の長さは、プリーツ濾材３の上下方向の長さと略同一である。補強材７は、プリーツ濾材３の谷部の少なくとも一部に挿入される。補強材７をプリーツ濾材３の谷部に挿入し、エアフィルタ１の上下方向の支えとなることで、プリーツ濾材３やセパレータ６の熱による変形や、物理的な力が加えられた場合の変形を防止することができる。

補強材７は、金属製の補強材７を用いることが好ましい。また、補強材７と、フィルタ枠２の熱膨張係数は、同一であることが好ましい。これにより、熱膨張による影響（例えば、シール材５やエアフィルタ１の破損）を抑えることができる。なお、ここでいう熱膨張係数とは、温度の上昇によって物体の長さや体積が膨張する割合を、温度当たりで示したものをいう。

セパレータ６は、プリーツ濾材３のプリーツ間隔の間隔保持材として用いられる。セパレータ６は、アルミニウム、ステンレス等の金属から形成されることが好ましい。

セパレータ６は、波形状に折り曲げられて形成され、プリーツ濾材３の谷部のうち、補強材７が挿入される谷部以外の他の谷部に挿入される。セパレータ６は、気流方向に沿った折り目を複数有し、上下方向に沿って伸びる。セパレータ６の上下方向における長さは、プリーツ濾材３の上下方向の長さと略同一である。

ここで、フィルタ枠２の重なり部２５により形成される、フィルタ枠２の内周面側のコーナー部２ａにおいては、プリーツ濾材３が緩衝材４及びシール材５を介して気密に配置されている。しかし、金属製のコーナー部２ａと緩衝材４又はシール材５との間には少なからず隙間が形成されてしまい、コーナー部２ａからエアリークが発生する虞がある。

これに対し、本実施形態におけるエアフィルタ１は、緩衝材４が重なり部２５まで伸び、挟まれていることにより、緩衝材４がこの隙間の形成を好適に防止でき、エアリークを抑えることができる。その結果、エアフィルタ１は、コーナー部２ａにおける局所的な捕集効率を向上できる。
また、コーナー部２ａにおけるエアリークを防止するために新たな構成を用いることなく、緩衝のために設けられる緩衝材４の寸法を変更するのみであるため、部品点数を増加させることがない。

図３は、本発明の第二実施形態に係るエアフィルタ１の要部断面拡大図である。

第二実施形態のエアフィルタ１は、フィルタ枠２の重なり部２５に、緩衝材４と、充填材８と、が挟まれる。
充填材８は、重なり部２５の隙間を埋めエアリークを防ぐ。充填材８は、重なり部２５の隙間を埋めることができればよく、例えば、プリーツ濾材３と同様の濾紙や、長繊維の焼結体、発泡体等を用いることができる。

充填材８は、緩衝材４の少なくとも上下側の一方に積層して重なり部２５に挟まれている。充填材８は、緩衝材４の上側に積層している方が好ましい。また、充填材８は、緩衝材４に対して、重なり部２５を締結するボルトの挿入口側に配置されている。このような充填材８は、ボルトをスムーズに締結させる作用を有する。具体的には、ボルトを締め付ける際に、ボルトに緩衝材４の繊維が絡まり、ボルトの締結や取り外しを妨げることがないよう、緩衝材４とボルトとの間に充填材８が位置する。これにより、ボルトに絡まった緩衝材４の繊維がボルトと共に抜け出ることがないよう、充填材８が緩衝材４の繊維を押さえ付けることができる。

また、重なり部２５には、充填材８と緩衝材４の両方が存在するため、充填材８が設けられない場合と比較して、より効果的に第一の枠材２１と第二の枠材２２との重なり部２５の隙間を埋め、エアリークを防止することができる。

図４は、本発明の第三実施形態に係るエアフィルタ１の要部断面拡大図である。

第三実施形態において、緩衝材４は、緩衝材４の左右方向における端部４ａが、端部４ａの手前で気流方向に沿う折り目を形成して上下方向に折り曲げられて形成される角部４ｂを有する。角部４ｂは、クッション性を有するため、第一の枠材２１の端面２３と第二の枠材２２の端面２４とが組み合わされ重なり部２５が形成される際、押しつぶされて一部が重なり部２５に挟まれる。これにより、コーナー部２ａと、プリーツ濾材３及びシール材５との隙間を緩衝材４が確実に覆うこととなり、コーナー部２ａから発生するエアリークを抑えることができる。

本発明のエアフィルタは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を行うことができる。例えば、緩衝材４はプリーツ濾材３と、第一の枠材２１との間に設けられてもよいし、プリーツ濾材３と、第一の枠材２１および第二の枠材２２との間に設けられてもよい。

１エアフィルタ
２フィルタ枠
３プリーツ濾材
４緩衝材
５シール材
６セパレータ
７補強材

Claims

フィルタを通過する気流の方向に直交する第一の方向に配置される一対の第一の枠材と、前記第一の方向に直交する第二の方向に配置される一対の第二の枠材と、から形成され、各前記第一の枠材の前記第一の方向の各端部と、各前記第二の枠材の前記第二の方向の各前記端部と、が重なり合う重なり部を有する矩形のフィルタ枠と、
ジグザグ形状に折り曲げられて繰り返し連続する山部と谷部が形成され、前記第一の方向に沿う折り目を有し、前記フィルタ枠に収容されるプリーツ濾材と、
前記フィルタ枠の少なくとも前記第二の枠材と、前記プリーツ濾材との間に配置され、前記重なり部に挟まれている緩衝材と、を備え、
前記重なり部を形成する前記第一の枠材の各端部は、前記フィルタ枠の内周面を形成する面に対して直交する端面であり、
前記重なり部を形成する前記第二の枠材の各端部は、前記フィルタ枠の内周面を形成する面上の端部であり、
前記第一の枠材および前記第二の枠材は、前記重なり部のみで対面している、エアフィルタ。
前記緩衝材は、前記重なり部に挟まれる前記第二の方向の端部を有する、請求項１に記載のエアフィルタ。
前記重なり部に前記緩衝材と積層されて挟まれる充填材を更に備え、
前記重なり部は、ボルトにより固定され、
前記重なり部を形成する前記第一の枠材または前記第二の枠材は、前記ボルトの挿入口を有し、
前記充填材は、前記挿入口側に配置されている、請求項１または２に記載のエアフィルタ。
前記緩衝材は、前記第二の方向の端部と、前記端部の手前で前記気流方向に沿う折り目を形成して前記第一の方向に折り曲げられて形成される角部と、を有し、
前記角部が、前記重なり部に挟まれている、請求項１に記載のエアフィルタ。