JPS6118411A - フアイバーベツド素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はファイバーベッド素子に関するもので・ある。

さらに特に、本発明は、ファイバーのスライバーを環状
に巻いて形成されるファイバーベッド素子およびこの種
のファイバーベッド素子をガス流からエーロゾルを除く
ために使用することに関するものである。また本発明は
最小限のファイバーを使用して素子全体が均一な充填密
度を有するファイバーベッド素子の使用に関するもので
ある。

（従来の技術と問題点） 長い間、ファイバーベッドミスト排除器は、２個の同心
スクリーンによって形成１れた環の中に不規則に分布し
たファイバーを充填して製造されていた。均一な充填密
度を得ることは極めて難しいので、不均一な充填密度を
補正するには、充填を均一にしてガスチャネリングを防
ぎ効率を下げ、る場合よりも、この種の素子をかなり厚
くすることが必要であった。ファイバーベッドにファイ
バーを追加すると、余分のファイバーを横切って一層大
きい圧力降下が生ずるので、製造コストを高め、操作コ
ストを高める。

充填密度の均一性を高めるため、ステープルファイバー
の粗紡糸がつくられた。代表的なガラスファイバー粗紡
糸は重量がｌｔｎにつき約１００ｇである。この粗紡糸
は、米国特許第４，２４４，１００号に示されているよ
うに、一対の同心スクリーンで形成された環の中に充填
された。あるいは、この粗紡糸をスクリーンの外側表面
に巻きつけ、次いで巻きつけた粗紡糸の外側表面の周り
に同心スクリーンを適所に設けていた。

この構成でも完全に均一な充填密度を与えることはなか
った。ファイバーを含まない容積は、一般に丸い絹紡糸
の外形のため粗紡糸の層と屑の間に溝として形成される
。２個の一般に丸い粗紡糸の断面が接触すると同時に、
向かい合った表面の小さい部分に沿ってのみファイバー
とファイバー、が接触する。溝はファイバーベッド全体
にわたっ１て均一に分布していないので、ファイバーベ
ッドは完全に均一な充填密度をもうことができない。

粗紡糸は不均一に充桝したファイバーに代ることができ
るが、粗紡糸の近接した部分と部分の間に形成された溝
に対して補正する必要がある厚さよりも、一層厚いファ
イバーベッドを使用する必要がある。

（間顧点を解決するための手段ゲ 本発明は一層均一な充填密度を有するファイバＩ・・−
ベッド素子を提供することにある。

また本発明はステープルファイバーの複数の主として平
行なスライバーから形成された環状層に形成されたファ
イバーベッド素子を提供することにある。

さらに本発明はステープルファイバーの複数の主として
平行なスライバーの層を形成することによって、ファイ
バーベッド素子を製造する方法を提供することにある。

以下、本発明の好適例を図面に基づき説明する。

、第２図において、ファイバーベッド素子ｌＯの１断面
を示す。ファイバーベッドを従来技術の粗紡糸１２を用
いて巻いた。図に示した粗紡糸１２の部分は、前の素材
の層に対しある角度で配置した素材の各層を用いて平行
な素材の層に擬することができる。従って粗紡糸１２の
隣接した部分間と粗紡糸１２の層間に形成された溝１４
を目に見えるようにすることは容易である。粗紡糸１２
の十分な層を巻いて有効なファイバーベッド素子ｌＯを
与えると同時に、溝１４はファイバーが存在しな゛いフ
ァイバーベッド容積の部分を示す。溝１４はファイバー
ベッド全体にわたって不規則に分布していないので、フ
ァイバーベッドは完全に均一な充填密度をもたない。フ
ァイバーベッドをガラスファイバーを用いて巻く場合、
粗紡糸の代表的な重量は長さ１．ｍにつき約１００．９
である。

第８図では、従来技術のファイバーベッド素子を再度示
す。粗紡糸１２の２つの近接した層１６および１８は、
円筒状コアまたはスクリーン２０の周りに巻く場合に一
般的に現われる。

第４図では、スライバー８０の一部分を示す。

スライバー８０は単一面において互いに隣接して配置し
、ファイバーベッド素子を巻くためのリボン３２を形成
する。スライバー８０を互いに近接して主として平行に
配置する。スライノく−８０を製造している間により合
わせ、互いに交叉させるが、形成されるリボン８ム内に
間隙または孔が形成しないように主として平行に接触さ
せる。

第１図では、本発明のファイバーベッド素子４０は、ス
ライバー８０のリボンの一部を目立た二・せて示す。第
２図ゼ示した従来技術の粗紡糸よりも直径が非常に小さ
い主として平行な複数のスライバーから、ファイバーベ
ッドを形成する。一般に円形のスライバー８０を使用す
ると、粗紡糸１２の隣接した部分間に形成された溝１４
を全部１除くことはできない。しかし、溝の寸法はファ
イバーベッドの密度と充填に依存する。粗紡糸１２に比
べる場合、一層−小さい直径のスライ／＜−ａＯは、単
一の粗紡糸によって以前に充填した容積を充填するため
に多数のスライバーを使用する。複、数のスライバー８
０の使用は、近接したスライノ々ｌ−間の複数の非常に
小さい溝の中に粗紡糸間で開いた溝を分離する。この方
法で溝を分離すると、ファイバーベッド内の任意の位置
に存在するファイバーを含まない容積を減らし、ファイ
／く−ベツード全体にわたってこのファイバーを含まな
い容積の不規則な分布を増加し、一層均一なコアイノ（
−充填密度を与える。これは、コアイノ（−ベッド素子
を使用する場合、エーロゾルを収集するものがファイバ
ーであるために、重要である。スライノく−をステープ
ルファイバーからつくり、グラスファイバーを使用する
場合、長さｉｍにつき約０．１〜５０．０　、！９であ
る。従って、従来技術の粗紡糸は。

主として長さ１ＴｒＬにつき約１００　ｇの重量であっ
たが、一般に本発明に使用するスライノ（−の直径より
もかなり大きい直径を有していた。

スライバーは種々の材料のステープルファイ／＜からつ
くることができ、例えばナイロンおよびポリエステルの
ような重合物質、ステンレススチールおよびチタンのよ
うな金属、セラミック材料およびガラスである。コアイ
ノ（−が、スラ、イノ（−に゛形成されるにはあまり堅
すぎずもろくな（・ことカー４−の必要条件である。ス
ライノく−は自封性で、形状保持性を有し、ファイ／く
一ベッドを形成するために環状に巻けるように充分に可
撓性でなければならない。ガラスをコアイノ（−製造に
用いる場合、ファイバーは平均直径が約５〜８０ミクロ
ンであることが必要であり、ｉまい・平均直径は約５〜
１５ミクロンの範囲である。好ましい平均直径のグラス
ファイバーでは、スライノ（−は重量が１．。

長さ１ＴｒＬにつき約ｏ、ｉ　〜５ｏ、ｏ　ｇである。

スライバー８０をステープルファイノく−からつくる。

これらは−緒に巻くことができる長い襞状のファイバー
である。各スライバーをそれぞれ製造中により合わせる
。従って、スライバー中の７１アイバーは志向性ではな
い。

本発明のファイバーベッド素子４０は通常、円筒状スク
リーン４２によって形成されたコアを有する。ファイバ
ーベッドは円筒状スクリーンの周りに環を形成する。フ
ァイバーベッドはファイバ・層によって形成される。フ
ァイバーの各層はステープルファイバーの複数の主とし
て平行なスライバー８０を含む。糸状のスライバー８０
を互いに主として平行に一緒にまとめ、スライバ一層を
形成するように円筒状スクリーンコア４２の周りにら旋
形に巻いたリボン８２を形成する。各スライバ一層は放
射線状に隣接した層に対し一般に平行ではない。しかし
、放射線状に隣接した層は本発明の教示から離れること
なく互いに平行であることができる。グラスファイバー
を用いる場合、ファイバーは平均直径が約５〜８０ミク
ロンであり・平均直径が約５〜１５ミクロンで、スライ
バーの重量がスライバーの長さ１ｍにつき約０．１〜５
０．０１７であることが好ましい。ファイバーベッドは
厚さが約０．６〜８ｃｒＩＬである。図面には示してぃ
）ない第２の円筒状スクリーンをファイバーベッドの外
側表面に置き、ファイバーベッドを含ませて、ファイバ
ーベッド素子の取扱い中にこれを保護するようにする。

第２の円筒状スクリーンは、ファイバーベッド素子のコ
アを形成する円筒状スクリ、−７と同中心である。

ファイバーベッド素子の代りの構造は、ファイバーベッ
ドの外側表面の周りに第２の円筒状コアまたは第２の円
筒状スクリーンがなくとも、上述のようにファイバーベ
ッドを与える。この種のファイバーベッド素子は周りに
ファイバーの環状ベッドを形成する円筒状コアを有する
。ファイバーの環状ベッドを巻き付けた後、円筒状コア
をファイバーベッドから除く。ファイバーベッドを、適
切に選んだ堅固な巻きとベッド密度で巻く場合、ファイ
バーベッドは０耐性があり１１円筒状スクリーンコアな
除くことができる。同様に、ファイバーベッドの外側表
面の周りの円筒状スクリーンを除くことができる。

本発明のファイバーベッド素子を、円筒状コアを用意し
、環状のファイバーベッドを形成するように円筒状コア
の周りに複数のステープルファイバーのスライバーを巻
き付けて製造することができる。円筒状コアに孔をあけ
てガス流を流すようにしなければならないが、その実際
の外形は比較５的重要ではない。本発明のファイバーベ
ッド素子を形成するために用いたコアは一般に円筒状の
ものを引き゛合いに出してきたが、この種の形状は必須
ではなく、必要でもない。円筒状コアまたは円筒状スク
リーンの語は、ファイバーベッド素子に対して中空形状
を形成する三角形および四角形のような他の形状も含む
。円筒状コアを円筒状スクリーン、孔をあけた金属板ま
たはこれらの中間の形状に形成することができる。複数
のスライバーは一緒にリボン状にまとめ、円筒状コアの
周りに層を形成するように、円筒状コアの周りにら旋状
に巻き付ける。主としてスライバーは巻き付けている間
平行であり、従って、円筒状コアの周りにら旋状に巻い
た平らなリボンを形成する。巻く際に、スライバーのリ
ボンはら旋状であり、コアの周りに一回巻く毎に、スラ
イバーのリボンをリボンの次の隣接部から離して置く。

各スライバーはそれぞれ、製造中により合わせ、再度は
ぐれる間により合わせる。従って、１本または複数本の
スライバー内のファイバーは互いに特定方向に志向しな
、い。円筒状コアの周りに巻き付けている間、スライバ
一層互いに交叉することができるが、スライバー接触に
対し広範囲にわたるスライバーを維持するように十分な
張力を残している。若干のスライバーは、ファイバーベ
ッドの製造中に互いに交叉することができるので、完全
に平行であるというよりは、主として平行であると考え
られる。複数の主として平行ｔｐスライバーは、同時に
使用するスライバー約４〜６０本から成る。スライバー
を中心円筒状スクリーンまたはコアの周りにリボン状に
巻き付け、ファイバーベッドをつくるようにスライバ一
層を形成する。スライバーの各層は隣接した層に平行で
ない方が好ましいが、ファイバーベッドは、隣接したス
ライバ一層が互いに平行である場合、均一に有効に機能
する。第２の円筒状スクリーンをファイバーベッドの外
側表面に置くことができる。

ファイバーベッド素子を本発明の教示に従って構成した
。円筒状スクリーンをコアとして使用した。スクリーン
のワイヤを互いに約８−８　ｃｍ離して、置くが、約０
．５〜１０ｃｒｌＬの範囲内の他の間隔を容゛易に使用
することができた。孔をあけた金属板は必要なガス流を
維持する場合に使用できる。スライバー２４本のリボン
を形成し、円筒状スクリーンの周りにら旋形に巻き付け
た。スライバーをファイバーの直径が約７〜１１ミクロ
ンのステープルファイバーから形成した。スライバーの
重量はｉｍにつき約０．７７．９であった。スライバ一
層を、ベッドの厚さが約２．８〜８．８αに達するまで
ファイバーベッドに追加した。ファイバーベッドはベッ
ド密度がｌぼ８につき０．１５〜０．２５　、ｐであり
、ベッド空隙率が約８５〜９９％である。スライバー２
４本の代りにスライバー８６本のリボンを円筒状スクリ
ーンの周りにら旋に巻き付けて、他のファイバーベッド
素子をつくった。各ファイバーベッド素子に対して、第
２の円筒状スクリーンを環状ファイバーベッドの外側表
面の周りに置いた。

若干のファイバーベッド素子を、適当な空気流をファイ
バーベッド素子に通過させながら、上流側に対してカラ
ートレーサーを吹き付けて試験した。

、それぞれの場合においてファイバーベッド素子は、カ
ラートレーサーがファイバーベッドを通過して下流側に
・、現れないようにするととによって、カラートレーサ
ーを空気流から効果的に除いた０空気流によって運ばれ
たカラーは、ファイバーベッド素子の中心を通り、ファ
イバーベッド素子を水平に完全に通過するよりはむしろ
垂直に下方に流れ出た。

（発明の効果） 本発明のファイバーベッド素子の有効性は、各］・。

スライバーを各排出路または排出管または芯として考え
ることによって説明できる。従来技術の粗紡糸について
は、集めらｉたエーロゾルの排出は粗紡糸の中心にある
ようである。従って、厚い粗紡糸はファイバーベッド内
に比較的大きい量の容・積を占めるが、収集したエーロ
ゾルの排出に対しては片道を与えるのみである。この道
は粗紡糸内の中心ファイバーの表面に沿って見・る。そ
の結果このために使用した粗紡糸よりも極めて小さいス
ライバーは、ベッド内の排出を促進する各排出路、とじ
て働くものと信じられている。従って、先に使用した粗
紡糸と比較する場合、極めて多数のスライバーは、垂直
方向においてファイバーベッド内の排出を増加させる。

垂直方向において集められたエーロゾルを排出するため
、ファイバーベッド素子の能力を高めると、ファイバー
ベッドを通過するエーロゾルの量が減り、ファイバーベ
ッド素子の下流表面から再び運ばれるエーロゾルの量が
減る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複数の平行なスライバーを用いて巻い
たファイバーベッド素子を示す断面図、第２図および第
８図は従来技術の粗紡糸を用い°　て巻いたファイバー
ベッド素子を示す断面図、第４図はスライバーを示す断
面図である。 ｌＯ・・・ファイバーベッド素子 １２・・・粗紡糸　　　　　１４・・・溝１６　、１８
・・・粗紡糸の層 ２０・・・円筒状コアまたはスクリーン８０・・・スラ
イバー　　　　８２・・・リボン、４０・・・ファイバ
ーベッド素子 ４２・・・円筒状スクリーン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環を形成するファイバーベッドから成り、前記ファ
   イバーベッドを１ｍにつき約０．１〜５０．０ｇの重量
   を有するステープルファイバーの複数の主として平行な
   スライバーによつて形成し、前記主として平行なスライ
   バーが前記ファイバーベッド内に層を形成するファイバ
   ーベッド素子。 ２、前記ファイバーベッドを前記円筒状スクリーンの周
   りに前記複数の主として平行なスライバーを巻き付けて
   形成する円筒状スクリーンを有する特許請求の範囲第１
   項記載のファイバーベッド素子。 ３、前記複数の主として平行なスライバーが、前記円筒
   状スクリーンの周りに同時に巻き付けられる約４〜６０
   本の主として平行なスライバーを有する特許請求の範囲
   第２項記載のファイバーベッド素子。 ４、前記ステープルファイバーは直径が約７〜１１ミク
   ロンである特許請求の範囲第１項記載のファイバーベッ
   ド素子。 ５、各前記スライバー層がスライバーの隣接層に対して
   平行でない特許請求の範囲第１項記載のファイバーベッ
   ド素子。 ６、重量が１ｍにつき約０．１〜５０．０ｇであり直径
   が約７〜１１ミクロンであるステープルファイバーの複
   数の主として平行なスライバーを有する環状ファイバー
   ベッド素子を用意し、前記複数の主として平行なスライ
   バーが前記ファイバーベッド内に層を形成し； 前記ファイバーベッド素子内にエーロゾル を収集するように前記ファイバーベッド素子にガスを通
   す： 各工程から成るエーロゾルをガスから除去 する方法。 ７、円筒状スクリーン； ステープルファイバーが直径７〜１１ミク ロンの直径を有し、スライバーが長さ１ｍにつき約０．
   １〜５０．０ｇの重量を有し、前記スライバーがファイ
   バーベッド内に層を形成し、環状ファイバーベッドを形
   成するステープルファイバーの複数のスライバー；およ
   び 前記ファイバーベッドの周りの第２の円筒 状スクリーン； を有するファイバーベッド素子。 ８、各前記スライバー層がスライバーの隣接層に対して
   平行でない特許請求の範囲第７項記載のファイバーベッ
   ド素子。 ９、円筒状コアを用意し； 環状ファイバーベッドを形成するように前 記円筒状コアの周りにステープルファイバーの複数のス
   ライバーを巻き、前記スライバーは重さが長さ１ｍにつ
   き約０．１〜５０．０ｇであり、前記スライバーは前記
   ファイバーベッド内に層を形成し； 自耐性ファイバーベッド素子を与えるよう に前記環状ファイバーベッドから前記円筒状コアを除去
   する； 各工程から成るファイバーベッド素子を形 成する方法。