TWI610714B - 空氣濾清器 - Google Patents

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Description

空氣濾清器
本發明是關於一種作為乾燥機等之循環空氣清淨用、焚化爐之廢氣處理用，即使在高溫區域也可使用之具有耐熱性的空氣濾清器。或是關於一種作為室溫或較低溫區域的半導體、食品、醫院等之空氣清淨器用的空氣濾清器。 特別是關於一種將空氣濾清器形成水平狀態(橫放)來使用之適合作為醫藥品之滅菌爐用的空氣濾清器。
本案申請人之目的在於不使用矽酮樹脂或耐熱性無機系密封劑，即使在高溫區域也可使用，且可使作業效率提升，專利文獻1便提案了一種空氣濾清器，是將在折疊成鋸齒狀的濾紙之折疊空間介插有波形分隔件的濾袋，經由配置在濾紙的鋸齒狀之端部側，由平均纖維直徑為1μm以下之超極微細玻璃纖維所構成，密度為20~120kg/m3的片狀密封材收容在濾框。
然而，要使用上述空氣濾清器時，因為偏流、亂流而施加濾清器最終壓以上之負荷的情況，會有濾袋偏移而與上下濾框的返折部接觸，以致濾袋變形破損並且漏氣的問題。
因此，本案申請人為了解決前述課題，提案一種空氣濾清器，是將濾材折疊成鋸齒狀，並且在將波形分隔件介插在其折疊空間的濾袋之鋸齒狀的端面，介插玻璃纖維製 的片狀密封材，並藉由具備使開放端以剖面ㄇ字狀朝內部折彎的折彎部的濾框，包圍前述濾袋之至少前述鋸齒狀之端面側的空氣濾清器，其特徵為：在前述折彎部與前述濾袋之間設置擋件。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-238215號公報
然而，將空氣濾清器形成水平狀態(橫放)來使用之作為醫藥品的滅菌爐用時，在高溫使用下，濾框與濾袋的密接性會變差，濾袋很可能會因為濾袋的自重而從濾框脫落。
因此，本發明之目的在於提供一種使用時，濾袋不會偏移，並且在水平使用時，濾袋不會脫落的空氣濾清器。
本發明之空氣濾清器是為了解決前述課題而研究創作，如申請專利範圍第1項所記載，是將濾材折疊成鋸齒狀，並且在將波形分隔件介插在該折疊空間的濾袋之鋸齒狀的端面，介插平均纖維直徑1μm以下的玻璃纖維製的片狀密封材，並藉由具備使開放端以剖面ㄇ字狀朝內部折彎的折彎部的濾框，包圍前述濾袋之至少前述鋸齒狀之端 面側的空氣濾清器，其特徵為：在下游側的前述折彎部與前述濾袋之間設置擋件，並且在前述片狀密封材與前述濾袋之間埋入平均纖維直徑1.2~1.5μm的長條狀玻璃纖維製密封材，以密接在前述濾袋之前述折疊空間的分隔件。
又，申請專利範圍第2項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第1項所記載的空氣濾清器，其中，前述濾框的折彎部與前述擋件是分開的。
又，申請專利範圍第3項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第1或第2項所記載的空氣濾清器，其中，前述擋件的高度比前述濾框之折彎部的高度低。
又，申請專利範圍第4項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第1、2、3項任一項所記載的空氣濾清器，其中，前述擋件是設在前述濾框的內周面。
又，申請專利範圍第5項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第1、2、3項任一項所記載的空氣濾清器，其中，前述擋件是設在有別於前述濾框的板材，在前述板材設有沖孔。
又，申請專利範圍第6項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第5項所記載的空氣濾清器，其中，前述板材是由前述玻璃纖維製的片狀密封材包住。
又，申請專利範圍第7項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6項任一項所記載的空氣濾清器，其中，前述玻璃纖維製的片狀密封材是以密度為20~120kg/m3而構成玻璃纖維。
又，申請專利範圍第8項所記載的空氣濾清器是如申請專利範圍第1、2、3、4、5、6、7項任一項所記載的空氣濾清器，其中，前述玻璃纖維製的長條狀密封材是以密度為20~120kg/m3而構成玻璃纖維。
如此根據本發明之空氣濾清器，由於是在濾框之下游側的折彎部與濾袋之間設置擋件，因此可解決使用時濾袋偏移而與濾框返折部接觸以致濾袋變形破損，該結果引起漏氣的問題，尤其，將空氣濾清器形成水平狀態(橫放)，濾袋因為自重要向下方移動時，也可藉由前述擋件來解決濾袋脫落的問題。
又，尤其，將空氣濾清器形成水平狀態(橫放)來使用的情況，由於在玻璃纖維製的片狀密封材與濾袋之間埋入有玻璃纖維製的長條狀密封材，以密接在濾袋之折疊空間的分隔件，因此即使濾材強度因為300℃以上的高溫負荷而降低，以致濾材的鋸齒狀兩端部毀壞，長條狀密封材也可抵抗毀壞而防止漏氣，並確保密封性。又，即使濾袋因為自重而撓曲，使濾袋的上端側與濾框分開，在濾袋的下端側，前述長條狀密封材與片狀密封材也會形成一體而可確保與濾框的氣密性，並確保密封性。
再者，又由於不使用矽酮樹脂密封劑作為密封材，因此沒有矽氧烷氣體產生的問題。而且，在高溫區域也可毫無問題地使用。
並且，使超極微細玻璃纖維製的密封材形成片狀、長條狀而用來作為前述密封材的情況，藉由鋪設或是填充作業，密封作業性佳。又，比起玻璃原棉製的密封材，密封材的密度較高，整體可確保均一的密封性。再者，藉由超極微細玻璃纖維製的片狀密封材，可防止濾框因為環境溫度膨脹收縮以致濾袋變形，因此可良好地防止濾袋與濾框之間的旁路洩漏。
又，以構成片狀或長條狀的玻璃纖維作為超極微細玻璃纖維的情況，與濾袋相接的比表面積會變大，因而密封性會提升。
又，只要使超極微細玻璃纖維製的片狀密封材抵接於濾框，搬運時等，就可吸收空氣濾清器本身所受到的衝擊，以保護濾袋免於衝擊，並保持良好的狀態。再者，即使分隔件在使用中受到高熱而朝上下方向伸長，也會吸收該伸長，因此同樣可防止濾袋受到損傷。
接下來，參照圖面，針對本發明之空氣濾清器加以說明。
第1圖是本發明之空氣濾清器的平面圖(a)及其A-A剖面圖(b)以及(c)卸下濾框之狀態的要部放大斜視圖。
圖面中符號1代表濾框，濾框1是由在氣流方向之上下游側具有突緣1a的剖面形狀為ㄇ字狀的框板所構成。此外，突緣1a的前端部(剖面ㄇ字狀的開放端)是如第2 圖的放大圖所示，朝向氣密地收容在濾框1內的濾袋2側返折而形成返折部1b。濾袋2是由以下構件所構成：藉由有機系黏結劑將無機質纖維彼此結合的無機質纖維製濾紙2a；以及將此折疊成鋸齒狀而介插在形成於前述濾紙2a的折疊空間11的波形分隔件2b、2b...。
而且，為了將濾袋2與其外周的濾框1之間密封，是至少在濾袋2之鋸齒狀的端部側設置密封層4而收納在濾框1。
又，除了前述密封層4，在前述密封層4與前述濾袋2之間還埋入有超極細玻璃纖維製的長條狀密封材10，以密接在濾袋2之前述折疊空間11的分隔件2b。
在濾框1之側部的內面，於第2圖是如第1圖(b)的要部放大圖所示，配置鋁合金、鋁或不鏽鋼製的板材5，並且在板材5的下游側設置用來防止濾袋2朝下游側移動的擋件5a。該擋件5a是只要可防止濾袋2之移動，則其形狀沒有限制，但是可與濾框1的突緣1a平形地焊接、接著板狀體(形成擋件5a)或是將上述板材5折彎等而形成。
擋件5a是設在濾框1之至少一組相對向的邊。藉此，至少會夾住濾袋2而可防止濾袋2朝下游側移動。
前述擋件5a亦可設置成與濾框1之下游側的內壁面1D(濾框1的下游側端面)接觸，但是較佳為，最好與內壁面1D保持既定的間隙而設在濾袋2側。由於會形成相對於濾袋2之些微移動的空間，因此可緩和濾袋2與擋件 5a接觸時的衝擊。
再者，濾框1的折彎部1b與擋件5a最好分開2mm以上。即使濾袋2因為壓力或自重朝下游側偏移，也可藉由擋件5a而止住，並確實防止與折彎部1b接觸以致濾袋2破損。
又，擋件5a的高度最好比濾框1之下游側的突緣1a的高度低。擋件5a比突緣1a高時，擋件5a會從密封層4突出，並不美觀，極端的情況是會使濾袋2的通風面積減少。
參照第3圖，針對第2圖所示的板材5之詳細形狀加以說明。在板材5朝行列方向以既定的間隔設有沖孔5b。藉由該時所形成的毛邊5c，更可防止濾袋2的移動。
將板材5之下游側端部的一部分折彎作為擋件5a，並藉由其剩餘的部分(突設片)5d使內壁面1D與擋件5a分開，可由濾框1的突緣1a承受施加於擋件5a的荷重。
第2圖及第3圖所示的例子是針對在板材5設有擋件5a的構成加以說明，但是亦可如第4圖所示，直接將擋件5a設在濾框1的內周面。第2圖所示的例子當中，濾框1是一個ㄇ字狀構件，但是亦可為將向外折彎的ㄇ字狀構件及向內折彎成ㄇ字狀的撐條焊接的複合構造。
本發明所使用的濾袋可使用由濾材形成立方體形狀的濾袋。濾材可使用例如藉由有機黏結劑將極細玻璃纖維結合之利用抄造法的玻璃纖維紙等之HEPA或ULPA用等的 濾材。為了將此折疊成鋸齒狀，並保持該濾材間的間隔，可介插由鋁、不鏽鋼金屬箔等構成的分隔件等而作為濾袋。
超極細玻璃纖維製的片狀密封材4可使用厚度0.5~1mm、網目20~30g/m2、密度20~120kg/m3的無機質纖維所構成者，例如不使用黏結劑，而是使平均纖維直徑1μm以下的超極細玻璃纖維形成紡紗．集綿的片狀。此外，該片狀密封材4可積層複數片並形成80~120g/m2的網目來使用。前述超極細玻璃纖維製的片狀密封材4的密度超過120kg/m3時，濾框1及分隔件2b等所使用的金屬之伸長度的吸收性會變差，而且，濾袋2的每單位面積的荷重會變大，因而會有使濾袋2變形的問題，密度未滿20kg/m3時，推壓濾袋2的力量小，因此會有發生洩漏的問題。而且，平均纖維直徑超過1μm時，就無法順利地服貼在濾袋2之鋸齒狀之端部的凹凸，密封性不夠充分。
此外，片狀密封材4在第2圖及第4圖當中是以虛線所包圍的密封層4來顯示，但只要是介插在濾袋2與濾框1之間，關於設置片狀密封材4的方法則沒有特別的限制。
例如，要將第2圖所說明的板材5密封的情況是如第5圖所示，最好用片狀密封材4包住板材5。因為可確實密封板材5與濾框1的底面之間、板材5與濾袋2之間。此外，圖面所示的例子是重疊兩片片狀密封材4來使用板材5。各個密封材4的端部是彼此重疊，以免板材5的表 面突出。
長條狀超極細玻璃纖維製的密封材10可使用網目20~30g/m2、密度20~120kg/m3的無機質纖維所構成者，例如不使用黏結劑，而可使用將平均纖維直徑1.5μm以下的超極細玻璃纖維紡線．集綿的綿狀物。前述長條狀超極細玻璃纖維製密封材10的密度超過120kg/m3時，濾框1及分隔件2b等所使用的金屬之伸長度的吸收性會變差，而且，濾袋2的每單位面積的荷重會變大，因而會有促進濾袋2之脫落的問題，密度未滿20kg/m3時，使與超極細玻璃纖維製的片狀密封材4並用的濾框1與濾袋2密接的力會變小，高溫負荷時的濾材支持力會降低，並且有密封性變差的問題。又，平均纖維直徑超過1.5μm時，與超極細玻璃纖維製的片狀密封材4的密接力會變弱，對於次微米粒子的密封性會變差。
又，前述濾框1並沒有特別的限制，但最好是使用鋁、不鏽鋼、鋼板的金屬。
實施例
接下來，針對本發明之具體實施例，在與比較例1、2的比較之下加以說明。
製作具備捲繞有片狀密封材4之附有擋件5a的板材5的空氣濾清器作為實施例，並製作不具備捲繞有片狀密封材4之附有擋件5a的板材5的空氣濾清器作為比較例1，不具備玻璃纖維製長條狀密封材的空氣濾清器作為比 較例2而進行比較。
此外，實施例及比較例1、2所使用的不鏽鋼製的板材5(141mm×568mm×0.8mm、0.6kg)，為使毛邊5c的高度朝濾袋2側突出1mm左右，是使用設有7行2列之直徑6~8mm的孔5b者(行方向間距30mm、列方向間距50mm)，並且在進行過以下所要說明的加工之後，設置在濾框1內。
(實施例)
如第2圖所示，將板材5的空氣濾清器之下游側部分垂直折彎而形成高度7mm的擋件5a。並且，為了抵接於濾框1之下游側的內面而進行定位，在板材5的長邊方向保持既定的間隔設有三個從擋件5a的位置朝7.2mm下游側延伸的大致半球狀突設片5d。詳言之，兩端的兩個突設片5d是將從突設片5d之中心線到板材之端的距離分別設定為34mm，將各突設片5d之中心線間的距離設定為250mm。
接下來，為了將玻璃纖維製的濾材2a折疊成鋸齒狀，並保持折疊空間的間隔，是將波形狀鋁合金製的分隔件2b，介插在以其稜線與通風方向平行的方式折疊的濾材2a間而形成立方體形狀(580mm×580mm×125mm)的濾袋2。
接下來，使平均纖維直徑530Rohrs(直徑1.2μm)的玻璃纖維以網目25g/m2、密度56kg/m3形成長條狀而作為密 封材10。使用該長條狀密封材10，如第1圖(c)所示，埋入在濾袋2的折疊空間11(a)、11(b)、11(c)...而與分隔件2(a)、2(b)、2(c)密接。
又，使平均纖維直徑1700Rohrs(直徑0.6μm)的玻璃纖維以網目28g/m2、密度56kg/m3形成厚度2mm的片狀而作為片狀密封材4。使用兩片該片狀密封材4，如第5圖所示，在板材5的表裏捲繞兩層，結果，作為網目112g/m2的片狀密封材4。
接下來，在前述濾袋2的上下端面(濾材端面表現為鋸齒狀的面)，放置捲繞有前述片狀密封材4的板材5，並且由剖面形狀為ㄇ字狀的濾框1(SUS430製、板厚1mm)包圍濾袋2並作為空氣濾清器(610mm×610mm×150mm)。此外，突緣1a高度14mm的濾框1之內側的開放端具備以90°的角度朝內部折彎長度4mm的折彎部1b。
又，本空氣濾清器所使用的長條狀密封材10的總重量為4g。又，本空氣濾清器所使用的片狀密封材4的總重量為40g。
(比較例1)
將前述實施例之捲繞有片狀密封材4之附有擋件5a的板材5去除這點以外，與前述實施例同樣而構成空氣濾清器。
(比較例2)
將前述實施例的長條狀密封材去除這點以外，與前述實施例同樣而構成空氣濾清器。
接下來，在試驗通道(壓力變形抗阻性試驗裝置(JIS Z 4812的試驗用))內，設置各例的空氣濾清器，並從送風機(日本機械技術社PTB-30 No.6記載，風量：330CMM、旋轉數：2100rpm，靜壓：650mmAq，電動機：45kW)進行送風，在常溫條件下提升通風量，從500Pa每5分鐘使壓力各上升250Pa而進行破壞試驗。
並且，進行5小時的熱循環負荷試驗。此外，升溫條件是0~1小時45分為止以線形升溫至250℃，達到250℃以後維持5個小時，然後自然放置直到冷卻至常溫。
破壞試驗的結果，比較例1在2000Pa濾紙會破裂，濾袋的彎曲會變大，在3250Pa濾袋會脫出而破損。又，比較例2的濾袋雖然不會脫出，但是在熱循環負荷試驗後，密封性會降低，無法獲得HEPA性能99.97%以上(at0.3μm)的既定捕集性能。
相對於此，實施例是即使提升壓力至4000Pa，濾紙也不會破裂，濾袋也不會變形。而且，經過5個小時的熱循環負荷試驗的結果，具有HEPA性能99.97%以上(at0.3μm)的既定捕集性能。
1‧‧‧濾框
1a‧‧‧突緣
1b‧‧‧折彎部
2‧‧‧濾袋
2a‧‧‧濾紙
2b‧‧‧分隔件
4‧‧‧超極細玻璃纖維製片狀密封材(密封層)
5‧‧‧板材
5a‧‧‧擋件
5b‧‧‧沖孔
5c‧‧‧毛邊
10‧‧‧超極細玻璃纖維製長條狀密封材
11‧‧‧折疊空間
第1圖是本發明之一實施形態的空氣濾清器的說明圖((a)是平面圖，(b)是該A-A剖面圖，(c)是卸下濾框之狀 態的要部放大斜視圖)。
第2圖是該實施形態的A-A剖面要部放大圖。
第3圖是該實施形態所使用的板材的說明圖((a)是側面圖，(b)是平面圖，(c)是正面圖)。
第4圖是本發明之其他實施形態的空氣濾清器的剖面放大圖。
第5圖是本發明之一實施形態的密封層的說明圖。
1‧‧‧濾框
1a‧‧‧突緣
2‧‧‧濾袋
2a‧‧‧濾紙
2b‧‧‧分隔件
4‧‧‧超極細玻璃纖維製片狀密封材(密封層)
5‧‧‧板材
5a‧‧‧擋件
10‧‧‧超極細玻璃纖維製長條狀密封材

Claims (8)

  1. 一種空氣濾清器，是將濾材折疊成鋸齒狀，並且在將波形分隔件介插在該折疊空間的濾袋之鋸齒狀的端面，介插平均纖維直徑1μm以下的玻璃纖維製的片狀密封材，並藉由具備使開放端以剖面ㄇ字狀朝內部折彎的折彎部的濾框，包圍前述濾袋之至少前述鋸齒狀之端面側的空氣濾清器，其特徵為：在下游側的前述折彎部與前述濾袋之間設置擋件，並且在前述片狀密封材與前述濾袋之間埋入平均纖維直徑1.2~1.5μm的玻璃纖維製長條狀密封材，以密接在前述濾袋之前述折疊空間的分隔件。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的空氣濾清器，其中，前述濾框的折彎部與前述擋件是分開的。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項所記載的空氣濾清器，其中，前述擋件的高度比前述濾框之折彎部的高度低。
  4. 如申請專利範圍第1或第2項所記載的空氣濾清器，其中，前述擋件是設在前述濾框的內周面。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項所記載的空氣濾清器，其中，前述擋件是設在有別於前述濾框的板材，在前述板材設有沖孔。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載的空氣濾清器，其中，前述板材是由前述玻璃纖維製的片狀密封材包住。
  7. 如申請專利範圍第1或第2項所記載的空氣濾清器，其中，前述玻璃纖維製的片狀密封材是以密度 20~120kg/m3構成玻璃纖維。
  8. 如申請專利範圍第1或第2項所記載的空氣濾清器，其中，前述玻璃纖維製的長條狀密封材是以密度20~120kg/m3構成玻璃纖維。
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