フィルタユニットおよびフィルタユニットパネル
【課題】連結した際に、連結部を十分に固定でき、連結部での空気のリークを抑制できるフィルタユニットを提供する。
【解決手段】プリーツ加工されたフィルタ濾材１と、前記フィルタ濾材１の四周を支持する枠体２とを有するフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材１を通過する気流の上流側に面する前記枠体２の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体２の面を下面としたときに、前記枠体２が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部３を有することを特徴とするフィルタユニット１００とする。
【解決手段】プリーツ加工されたフィルタ濾材１と、前記フィルタ濾材１の四周を支持する枠体２とを有するフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材１を通過する気流の上流側に面する前記枠体２の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体２の面を下面としたときに、前記枠体２が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部３を有することを特徴とするフィルタユニット１００とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口において使用されるフィルタユニットパネル、およびそれを構成するフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口には、エアフィルタが設けられている。このエアフィルタには、フィルタ濾材とそれを支持する枠体を有する複数のフィルタユニットを、その外周面が互いに接するよう連結させることにより一つのエアフィルタを構成する、フィルタユニットパネルが用いられている。
【０００３】
フィルタユニットの例として、特許文献１には、「ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性繊維材料とを含むフィルタ濾材と、樹脂を含む支持枠とを備えたフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材の周縁部が前記支持枠内に埋め込まれ前記周縁部内に前記樹脂が浸透していることにより、前記フィルタ濾材と前記支持枠とが一体化されていることを特徴とするフィルタユニット」が開示されている。さらに、当該フィルタユニットに、嵌合部を設け、フック式、スライド式等の嵌合方法により互いを連結させた、フィルタユニット集合体が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１７７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されているようなフック式、スライド式等の嵌合方法のみでは、連結部にはスライド可能な方向がある。このため、連結部にずれが生じるおそれがあり、フィルタユニットの固定が不十分であるという問題があった。さらに、連結部において厳密に隙間なく嵌合を行うことは困難であり、わずかではあるが、連結部に生じる隙間を通って空気がリークし得る。この連結部からの空気のリークは、空気中の粉塵もリークさせるものであり、高い防塵が求められているクリーンルーム用途において、特に問題となる。
【０００５】
そこで本発明は、連結した際に、連結部を十分に固定でき、連結部での空気のリークを抑制できるフィルタユニットを提供することを目的とする。また、連結部が十分に固定され、連結部での空気のリークが抑制されたフィルタユニットパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を有することを特徴とするフィルタユニットである。
【０００７】
また、本発明は、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットが、前記枠体の外周面が互いに接するように複数個連結されたフィルタユニットパネルであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも１つの面において、隣接する枠体の面と溶着されているフィルタユニットパネルである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のフィルタユニットによれば、連結してフィルタユニットパネルとした際に、前記凸部を溶着すれば、連結部が十分に固定される。また、連結部での空気のリークも容易に防止できる。また、本発明のフィルタユニットパネルは、連結部が十分に固定され、連結部での空気のリークが抑制されたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を有することを特徴とするフィルタユニットである。
【００１０】
本発明において使用されるフィルタ濾材の種類には、特に制限はなく、公知のフィルタ濾材およびそれと同等以上の防塵性能を有するフィルタ濾材を使用することができる。フィルタ濾材としては、ガラス濾材、エレクトレット不織布濾材、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜濾材等が挙げられるが、発塵しないクリーンな材料であり、集塵性能が高いことから、ＰＴＦＥ多孔質膜濾材を用いることが好ましい。当該ＰＴＦＥ多孔質膜濾材は、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料とを含むことが好ましい。
【００１１】
ＰＴＦＥ多孔質膜としては、公知のフィルタ濾材に用いられているＰＴＦＥ多孔質膜、またはそれと同等以上のフィルタ特性を有するものを使用することができ、例えば、以下のようにして製造することができる。また市販品を用いてもよい。
【００１２】
まず、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形する。液状潤滑剤は、ＰＴＦＥファインパウダーの表面を濡らすことができ、抽出や加熱により除去できるものであれば特に制限されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイルなどの炭化水素を使用することができる。液状潤滑剤の添加量は、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対して５〜５０重量部程度が適当である。上記予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。
【００１３】
次に、予備成形体をペースト押出または圧延によってシート状に成形し、このＰＴＦＥシート体を少なくとも一軸方向に延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得る。なお、ＰＴＦＥシート体の延伸は、液状潤滑剤を除去してから行うのが望ましい。延伸倍率は、特に規定されるものではなく、圧力損失と捕集効率に応じて適宜設定すればよい。延伸ムラや延伸時の破断などを考慮すると、面積延伸倍率（一軸方向の延伸倍率とそれに垂直方向の延伸倍率の積算）は、５０〜９００倍が好ましい。
【００１４】
ＰＴＦＥ多孔質膜について、平均孔径は、０．０１〜５μｍが好ましく、平均繊維径は、０．０１〜０．３μｍが好ましく、５．３ｃｍ／秒の流速で空気を透過させるときの圧力損失は、１０〜２９５Ｐａが好ましい。
【００１５】
通気性繊維材料は、補強材としての機能を有する。さらにそれ自身も粉塵捕集機能を有し、プレフィルタとして作用する場合もある。この場合は、ＰＴＦＥ多孔質膜での目詰まりが防止されて、それに起因する圧力損失の上昇を抑制できるため、フィルタ濾材の使用寿命が長くなる。粉塵の捕集性能は、捕集理論から、通気性繊維材料の繊維径が細いほど向上する。そのため繊維径の細い通気性材料を、使用時において上流側となる面に配設することが望ましい。
【００１６】
通気性繊維材料としては、ＰＴＦＥ多孔質膜よりも高い強度と通気性を有するものが好適であり、その材料、形態等に特に制限はない。形態の例としては、フェルト、不織布、織布、メッシュ（網目状シート）、その他の多孔質材料等が挙げられる。強度、捕集性、柔軟性および作業性の観点からは不織布が好ましい。材料の例としては、ポリオレフィン（例、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など）、ポリエステル（例、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など）、ポリアミド（脂肪族ポリアミドおよび芳香族ポリアミド）、およびこれらの複合材が挙げられる。通気性繊維材料の形態が不織布である場合は、高融点材料が芯部を形成し、低融点材料が鞘部を形成する芯鞘構造の繊維からなる不織布であることが好ましい。
【００１７】
ＰＴＦＥ多孔質膜は、通常、平均孔径が０．０１〜５μｍ程度の多孔質膜であるため、白色に映る。通気性繊維材料の一般的なグレードも白色であるが、これらが着色されていてもよい。着色する方法としては、特に限定はないが、顔料を練りこむ方法、染料によって染める方法、印刷による方法などが挙げられる。また、着色される色については特に限定はなく、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００１８】
通気性繊維材料に顔料を練り込む場合は、原料の樹脂を溶融状態にして混練するのが一般的である。また、ＰＴＦＥ多孔質膜に顔料を練りこむ場合は、ＰＴＦＥファインパウダーに顔料と液状潤滑剤を加えてペースト状の混和物にすればよい。さらに、導電性などの他の機能を発現させるために、複数の材料を練りこんでもよい。染料によって染める場合は、ＰＴＦＥ多孔質膜あるいは通気性繊維材料のそれぞれを染料に浸漬してもよいし、ＰＴＦＥ多孔質膜および通気性繊維材料を積層したフィルタ濾材を染料に浸漬してもよい。印刷する場合は、グラビア印刷などが一般的である。また、通気性繊維材料を着色する際に、抗菌剤、撥水剤などを添加してもよい。
【００１９】
上記のＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料とを積層させることにより、ＰＴＦＥ多孔質膜濾材を製造することができるが、その積層方法には特に限定はない。ただ単にこれらを重ね合わせるだけでもよいし、接着剤ラミネート、熱ラミネート等の方法によって積層してもよい。例えば、熱ラミネートにより積層する場合は、加熱により、不織布などの通気性繊維材料の一部を溶融させて接着積層すればよい。また、ホットメルトのような融着剤を介在させて接着積層してもよい。
【００２０】
積層に用いるＰＴＦＥ多孔質膜および通気性繊維材料はそれぞれ、１枚でもよいし２枚以上でもよい。２枚以上用いる場合には、それらは同一の種類であってよいし、異なる種類であってもよい。
【００２１】
本発明で用いるフィルタ濾材は、通気面積および捕集面積を増大させるために、プリーツ加工されたものである。すなわち、フィルタ濾材は、山折と谷折が交互に繰り返されたプリーツ形状を有する。プリーツの山高さ、開き角度等については、公知の、プリーツ形状を有するフィルタ濾材と同等であってよい。
【００２２】
フィルタ濾材の厚さは、特に限定されるものではないが、プリーツ加工した際に形状を保つ程度の厚さは必要なため、０．０５〜１ｍｍが好ましい。フィルタ濾材の圧力損失は、線速５．３ｃｍ／秒で空気を透過させる際に、２０〜３００Ｐａであることが好ましい。より好ましくは、５０〜２００Ｐａである。また、粒径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が、線速５．３ｃｍ／秒のときに９９％以上であることが好ましい。より好ましくは、粒径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が、線速５．３ｃｍ／秒のときに９９．９７％以上である。さらに好ましくは、粒径０．１〜０．２μｍの粒子の捕集効率が、線速５．３ｃｍ／分のときに９９．９９９５％以上である。
【００２３】
枠体は、フィルタ濾材の四周において、フィルタ濾材の端部と接続することにより、フィルタ濾材を囲って支持するものである。当該枠体の素材としては、少なくとも後述の凸部において溶着を実施し得る素材を用い、通常、樹脂である。枠体に使用される樹脂の例としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂（例、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂など）、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。枠体に使用される樹脂の収縮率は、２０／１０００以下であることが好ましく、１０／１０００以下であることがより好ましく、５／１０００以下であることがさらに好ましい。
【００２４】
枠体は、これらの樹脂の機能の向上または新たな機能の付加を目的として、その他の材料を含んでいてもよい。例えば、強度向上を目的とした、ガラス繊維、炭素繊維等の充填剤、着色を目的とした顔料、抗菌性の付与を目的とした抗菌剤などを含んでいてもよい。
【００２５】
本発明のフィルタユニットは、フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を設けたことが最大の特徴である。本発明のフィルタユニットを２つ並べて配置すると、フィルタユニットの凸部同士が近接、好ましくは接触した状態でフィルタユニットの奥行き方向に突出する。この突出した凸部同士を溶着すれば、連結部のつなぎ目が塞がってシールされ、空気のリークを抑制でき、またフィルタユニットが十分に固定されることになる。
【００２６】
凸部は、固定および連結部のシールをより確実なものとするために、枠体の上面と下面との両方に設けることが好ましい。本発明のフィルタユニットを２つ並べて配置した際に、溶着は、凸部間の距離が近い程容易であるため、凸部は、枠体の内周よりも外周に近い位置に形成されていることが好ましく、枠体の外周面を延伸した面を有することがより好ましい。また、フィルタユニットを連結した際の連結部のすべてにおいて溶着がなされることが、連結部の固定とリーク抑制のために好ましいため、凸部は、その凸部を有する枠体の面に垂直な方向から見て、フィルタ濾材を囲むように設けられていることが好ましい。凸部の大きさは、溶着するのに十分な樹脂量が確保できる大きさであればよい。
【００２７】
本発明のフィルタユニットには、枠体の外周を構成する４つの側面に、凹形状および／または凸形状からなる嵌合部が形成され、互いに対向する２つの側面において、一方の側面の嵌合部が、他方の側面の嵌合部と嵌合する形状を有することが好ましい。このように嵌合部の凹凸形状を構成すれば、フィルタユニットの連結が容易である。また、フィルタ濾材および枠体の上面に垂直方向に継続的にかかる風圧に対しての耐久性および強度が向上する。
【００２８】
このとき、枠体の外周を構成する１つの側面の嵌合部の断面形状が、当該側面に隣接する２つの側面のうちの一つの側面の嵌合部の断面形状と同じであることが好ましい。このように嵌合部の凹凸形状を設計すれば、向きを合わせて配置することにより、連続して複数のフィルタユニットを接続固定でき、フィルタユニットパネルの形状や面積の設計自由度が向上する。
【００２９】
フィルタユニットのサイズは、フィルタユニットパネルの大きさに合わせて適宜決定すればよい。例えば、現行のフィルタユニットパネルにおいては、６１０×６１０ｍｍが一般的なサイズである。従って例えば、フィルタユニットを４枚つなぎ合わせて６１０×６１０ｍｍのサイズとなるように、フィルタユニットのサイズを３０５×３０５ｍｍとしてもよい。フィルタユニットの厚み（奥行き）も特に限定されるものではないが、省スペースの観点から２００ｍｍ以下が好ましい。
【００３０】
本発明のフィルタユニットについて、一実施態様を例に挙げ、図面を用いて具体的に説明する。
【００３１】
図１は、本発明のフィルタユニットの一実施態様（フィルタユニット１００）の斜視図である。フィルタユニット１００において、フィルタ濾材１が、その四周において枠体２と接続し、枠体２に支持されている。枠体の上面に、当該面の一部を突出させた凸部（溶着リブ）３があり、本実施態様では、当該溶着リブ３は、枠体の下面にも設けられている。枠体２の外周面には、嵌合部４および５’が設けられており、図１には示されていないが、さらに嵌合部４が設けられた外周面に対向する面に嵌合部４’が設けられ、嵌合部５’が設けられた外周面に対向する面に嵌合部５が設けられている。溶着リブ３およびこれらの嵌合部をより具体的に説明するために、フィルタユニット１００の断面を図２および図３に示す。
【００３２】
図２は、Ｘ−Ｘ線における断面図、すなわち、フィルタ濾材のプリーツの折目に垂直な方向での、フィルタ濾材を通過する気流の流れ方向に沿った断面図である。枠体の上面および下面に、溶着リブ３がある。本実施態様では、溶着リブ３は、枠体２の上面および下面の最も外周寄りの部分に設けられており、枠体２の外周面を延伸した面を有している。また、枠体２の外周面には嵌合部４および４’が設けられている。嵌合部４と４’とでは、凹凸が逆に設けられており、お互い嵌合する形状を有している。
【００３３】
図３は、Ｙ−Ｙ線における断面図、すなわち、フィルタ濾材のプリーツの折目に平行な方向での、フィルタ濾材を通過する気流の流れ方向に沿った断面図である。枠体２の上面および下面の最も外周寄りの部分に、溶着リブ３が設けられている。本実施態様では、枠体２の上面および下面の溶着リブ３は、上面および下面に垂直な方向から見て、それぞれフィルタ濾材１を囲むように設けられている。枠体２の外周面には、お互い嵌合する嵌合部５および５’が設けられている。嵌合部５の断面形状は図２の嵌合部４の断面形状と同一であり、嵌合部５’の断面形状は図２の嵌合部４’の断面形状と同一である。従って、枠体２の外周を構成する１つの側面の嵌合部の断面形状が、当該側面に隣接する２つの側面のうちの一つの側面の嵌合部の断面形状と同じになっている。
【００３４】
図４は、フィルタユニット１００と同一の構成を有するフィルタユニット２００と、フィルタユニット１００とを嵌合させたときの断面図である。フィルタユニット１００とフィルタユニット２００が嵌合部において嵌め合わされている。フィルタユニット１００の溶着リブ３ａと、フィルタユニット２００の溶着リブ３ｂは、お互い接触した状態で突出している。この溶着リブ３ａおよび３ｂを溶着したのが、図５であり、溶着リブ３ａおよび３ｂが軟化後硬化して一体化した溶着部６によって、フィルタユニット同士が固定され、連結部がシールされている。
【００３５】
なお、枠体の嵌合部の凹凸形状は、図１〜５の形状に限定されるものではなく、一方が凸形状のみを有し、他方が凹形状のみを有するような形状であってもよい。
【００３６】
本発明のフィルタユニットは、フィルタ濾材に、上記の凸部および必要により嵌合部を有する枠体を接着して製造することもできるが、フィルタ濾材と枠体とを隙間なく接続するために、インサート成形によりフィルタ濾材を枠体と一体化させて製造することが好ましい。インサート成形は、上述した枠体形状に対応した樹脂の流路を有する金型にフィルタ濾材を装填し、そこへ枠体用の樹脂（必要により充填剤等を含む）を射出して行うことができる。具体的なインサート成形の条件は、公知の条件に準じればよい。
【００３７】
上記説明したフィルタユニットを、枠体の外周面が互いに接するように複数個配置し、前記凸部同士を溶着させることによりフィルタユニットを互いに連結すれば、本発明のフィルタユニットパネルを得ることができる。
【００３８】
当該フィルタユニットパネルは、具体的には、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットが、前記枠体の外周面が互いに接するように複数個連結されたフィルタユニットパネルであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも１つの面において、隣接する枠体の面と溶着されているフィルタユニットパネルである。
【００３９】
本発明のフィルタユニットパネルの一実施態様を図６に示す。図６は、図１のフィルタユニット１００が４つ連結したフィルタユニットパネルを示す図である。フィルタユニット１００は、側面に嵌合部４、４’、５および５’を有しているが、嵌合部４と嵌合部４’および嵌合部５と嵌合部５’とが嵌め合わされて、枠体の外周面が互いに接するようして隣接するフィルタユニット１００と連結している。連結部では、溶着リブ３が溶着されて溶着部６が形成されている。フィルタユニットパネルの外周部では、溶着リブ３が残っている。溶着部６は、連結部のすべてにおいて形成されている。この溶着部６により連結部がシールされているため、連結部からの空気のリークが起こらなくなっている。また、この溶着部６により、フィルタユニットが十分に固定されている。
【００４０】
連結しようとするフィルタユニットの凸部同士を溶着は、２つの凸部をいったん融解して融和させ、その後固化して行う。凸部の融解は、凸部の樹脂の融点以上に加熱して行うが、加熱方法としては、超音波照射での摩擦熱による加熱、ヒーター等の熱源による加熱、レーザーによる加熱等が挙げられる。
【００４１】
フィルタユニットパネルの大きさは特に限定されるものではなく、フィルタユニットパネルを設置するスペースの大きさに合わせて適宜設定すればよい。なお、現行のフィルタユニットパネルにおいては、６１０×６１０ｍｍが一般的なサイズである。ここで、フィルタユニットをつなぎ合わせて６１０×６１０ｍｍになるように、例えば、３０５×３０５ｍｍのフィルタユニットを４枚使用してもよい。フィルタユニットパネルの奥行きも特に限定されるものではないが、省スペースの観点から２００ｍｍ以下が好ましい。
【００４２】
フィルタユニットパネルの圧力損失は特に限定されるものではないが、エネルギー効率の面から、空気の流量が１０ｍ3／分の場合に３００Ｐａ以下であることが好ましい。これに関し、フィルタの設計に応じて適当な圧力損失の濾材を選定し濾材面積を決定すればよい。また、フィルタユニットパネルの捕集効率も、フィルタの設計に応じて適当な捕集効率の濾材を選定すればよいが、粒径０．３〜０．５μｍの粒子が、線速１．２ｃｍ／分で濾材を透過するときに９９％以上であることが好ましい。より好ましくは、フィルタユニットパネルの捕集効率は、粒径０．３〜０．５μｍの粒子が、線速１．２ｃｍ／分で濾材を透過するときに９９．９７％以上である。さらに好ましくは、フィルタユニットパネルの捕集効率は、粒径０．１〜０．２μｍの粒子が、線速１．２ｃｍ／分で濾材を透過するときに９９．９９９５％以上である。
【００４３】
本発明のフィルタユニットパネルは、水で洗浄しても性能劣化することがないため、超音波などで洗浄してもよい。
【００４４】
上記のように構成される本発明のフィルタユニットパネルは、連結部が十分に固定され、連結部での空気のリークが抑制されたものであり、クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口に使用されるエアフィルタに好適である。
【実施例】
【００４５】
次に本発明を、実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
面積延伸倍率が６００倍のＰＴＦＥ多孔質膜を、２枚のＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（目付量３０ｇ／ｍ2）に挟んで重ねた後、１８０℃に加熱した一対のロール間を通過させることにより熱ラミネートを行い、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料の３層品のフィルタ濾材（厚さ：０．２６ｍｍ、圧力損失：４５Ｐａ、捕集効率９９．３％）を得た。
【００４７】
得られたフィルタ濾材を、山高さ２７ｍｍでプリーツ加工し、プリーツ山が９５山となるサイズにて切断した。一方で、フィルタ濾材を収容でき、図２および３に示したのと同じデザインの断面形状を有し、外径で縦・横・奥行きが１９５ｍｍ×２９５ｍｍ×３０ｍｍであるサイズを有する枠体形成用の樹脂の流路を有する金型を用意した。フィルタ濾材を当該金型にセットし、射出成形機にてＡＢＳ樹脂を射出して、外径寸法が１９５ｍｍ×２９５ｍｍ×３０ｍｍであり、枠体が、図２および３に示した凸部（溶着リブ）と嵌合部の凹凸形状を有するフィルタユニットを得た。このフィルタユニットは６枚作製した。
【００４８】
この６枚のフィルタユニットを、縦２枚×横３枚となるように枠体の外周面の嵌合部を嵌合させた。この段階ではフィルタユニットは、スライド可能な状態にあった。続いて、溶着リブに超音波を当て、発生する摩擦熱により溶着し、フィルタユニットパネルを作製した。溶着は、パネルの両面について行った。この溶着により、各フィルタユニットは完全に固定され、ずれることはなくなった。また、連結部において繋ぎ目がなくなり、空気が通過可能な隙間は完全になくなった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のフィルタユニットより構成されるフィルタユニットパネルは、クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口に使用されるエアフィルタに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のフィルタユニットの一実施態様の斜視図である。
【図２】図１のフィルタユニットのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図１のフィルタユニットのＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】本発明のフィルタユニットの一実施態様において、２つのフィルタユニットの外周面を嵌合したときの断面図である。
【図５】本発明のフィルタユニットの一実施態様において、２つのフィルタユニットを溶着したときの断面図である。
【図６】４つのフィルタユニットが連結した本発明のフィルタユニットパネルの一実施態様の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ フィルタ濾材
２ 枠体
３、３ａ、３ｂ 凸部（溶着リブ）
４、４’ 嵌合部
５、５’ 嵌合部
６ 溶着部
１００，２００ フィルタユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口において使用されるフィルタユニットパネル、およびそれを構成するフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口には、エアフィルタが設けられている。このエアフィルタには、フィルタ濾材とそれを支持する枠体を有する複数のフィルタユニットを、その外周面が互いに接するよう連結させることにより一つのエアフィルタを構成する、フィルタユニットパネルが用いられている。
【０００３】
フィルタユニットの例として、特許文献１には、「ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性繊維材料とを含むフィルタ濾材と、樹脂を含む支持枠とを備えたフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材の周縁部が前記支持枠内に埋め込まれ前記周縁部内に前記樹脂が浸透していることにより、前記フィルタ濾材と前記支持枠とが一体化されていることを特徴とするフィルタユニット」が開示されている。さらに、当該フィルタユニットに、嵌合部を設け、フック式、スライド式等の嵌合方法により互いを連結させた、フィルタユニット集合体が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１７７６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されているようなフック式、スライド式等の嵌合方法のみでは、連結部にはスライド可能な方向がある。このため、連結部にずれが生じるおそれがあり、フィルタユニットの固定が不十分であるという問題があった。さらに、連結部において厳密に隙間なく嵌合を行うことは困難であり、わずかではあるが、連結部に生じる隙間を通って空気がリークし得る。この連結部からの空気のリークは、空気中の粉塵もリークさせるものであり、高い防塵が求められているクリーンルーム用途において、特に問題となる。
【０００５】
そこで本発明は、連結した際に、連結部を十分に固定でき、連結部での空気のリークを抑制できるフィルタユニットを提供することを目的とする。また、連結部が十分に固定され、連結部での空気のリークが抑制されたフィルタユニットパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を有することを特徴とするフィルタユニットである。
【０００７】
また、本発明は、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットが、前記枠体の外周面が互いに接するように複数個連結されたフィルタユニットパネルであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも１つの面において、隣接する枠体の面と溶着されているフィルタユニットパネルである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のフィルタユニットによれば、連結してフィルタユニットパネルとした際に、前記凸部を溶着すれば、連結部が十分に固定される。また、連結部での空気のリークも容易に防止できる。また、本発明のフィルタユニットパネルは、連結部が十分に固定され、連結部での空気のリークが抑制されたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を有することを特徴とするフィルタユニットである。
【００１０】
本発明において使用されるフィルタ濾材の種類には、特に制限はなく、公知のフィルタ濾材およびそれと同等以上の防塵性能を有するフィルタ濾材を使用することができる。フィルタ濾材としては、ガラス濾材、エレクトレット不織布濾材、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜濾材等が挙げられるが、発塵しないクリーンな材料であり、集塵性能が高いことから、ＰＴＦＥ多孔質膜濾材を用いることが好ましい。当該ＰＴＦＥ多孔質膜濾材は、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料とを含むことが好ましい。
【００１１】
ＰＴＦＥ多孔質膜としては、公知のフィルタ濾材に用いられているＰＴＦＥ多孔質膜、またはそれと同等以上のフィルタ特性を有するものを使用することができ、例えば、以下のようにして製造することができる。また市販品を用いてもよい。
【００１２】
まず、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形する。液状潤滑剤は、ＰＴＦＥファインパウダーの表面を濡らすことができ、抽出や加熱により除去できるものであれば特に制限されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイルなどの炭化水素を使用することができる。液状潤滑剤の添加量は、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対して５〜５０重量部程度が適当である。上記予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。
【００１３】
次に、予備成形体をペースト押出または圧延によってシート状に成形し、このＰＴＦＥシート体を少なくとも一軸方向に延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得る。なお、ＰＴＦＥシート体の延伸は、液状潤滑剤を除去してから行うのが望ましい。延伸倍率は、特に規定されるものではなく、圧力損失と捕集効率に応じて適宜設定すればよい。延伸ムラや延伸時の破断などを考慮すると、面積延伸倍率（一軸方向の延伸倍率とそれに垂直方向の延伸倍率の積算）は、５０〜９００倍が好ましい。
【００１４】
ＰＴＦＥ多孔質膜について、平均孔径は、０．０１〜５μｍが好ましく、平均繊維径は、０．０１〜０．３μｍが好ましく、５．３ｃｍ／秒の流速で空気を透過させるときの圧力損失は、１０〜２９５Ｐａが好ましい。
【００１５】
通気性繊維材料は、補強材としての機能を有する。さらにそれ自身も粉塵捕集機能を有し、プレフィルタとして作用する場合もある。この場合は、ＰＴＦＥ多孔質膜での目詰まりが防止されて、それに起因する圧力損失の上昇を抑制できるため、フィルタ濾材の使用寿命が長くなる。粉塵の捕集性能は、捕集理論から、通気性繊維材料の繊維径が細いほど向上する。そのため繊維径の細い通気性材料を、使用時において上流側となる面に配設することが望ましい。
【００１６】
通気性繊維材料としては、ＰＴＦＥ多孔質膜よりも高い強度と通気性を有するものが好適であり、その材料、形態等に特に制限はない。形態の例としては、フェルト、不織布、織布、メッシュ（網目状シート）、その他の多孔質材料等が挙げられる。強度、捕集性、柔軟性および作業性の観点からは不織布が好ましい。材料の例としては、ポリオレフィン（例、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など）、ポリエステル（例、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など）、ポリアミド（脂肪族ポリアミドおよび芳香族ポリアミド）、およびこれらの複合材が挙げられる。通気性繊維材料の形態が不織布である場合は、高融点材料が芯部を形成し、低融点材料が鞘部を形成する芯鞘構造の繊維からなる不織布であることが好ましい。
【００１７】
ＰＴＦＥ多孔質膜は、通常、平均孔径が０．０１〜５μｍ程度の多孔質膜であるため、白色に映る。通気性繊維材料の一般的なグレードも白色であるが、これらが着色されていてもよい。着色する方法としては、特に限定はないが、顔料を練りこむ方法、染料によって染める方法、印刷による方法などが挙げられる。また、着色される色については特に限定はなく、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００１８】
通気性繊維材料に顔料を練り込む場合は、原料の樹脂を溶融状態にして混練するのが一般的である。また、ＰＴＦＥ多孔質膜に顔料を練りこむ場合は、ＰＴＦＥファインパウダーに顔料と液状潤滑剤を加えてペースト状の混和物にすればよい。さらに、導電性などの他の機能を発現させるために、複数の材料を練りこんでもよい。染料によって染める場合は、ＰＴＦＥ多孔質膜あるいは通気性繊維材料のそれぞれを染料に浸漬してもよいし、ＰＴＦＥ多孔質膜および通気性繊維材料を積層したフィルタ濾材を染料に浸漬してもよい。印刷する場合は、グラビア印刷などが一般的である。また、通気性繊維材料を着色する際に、抗菌剤、撥水剤などを添加してもよい。
【００１９】
上記のＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料とを積層させることにより、ＰＴＦＥ多孔質膜濾材を製造することができるが、その積層方法には特に限定はない。ただ単にこれらを重ね合わせるだけでもよいし、接着剤ラミネート、熱ラミネート等の方法によって積層してもよい。例えば、熱ラミネートにより積層する場合は、加熱により、不織布などの通気性繊維材料の一部を溶融させて接着積層すればよい。また、ホットメルトのような融着剤を介在させて接着積層してもよい。
【００２０】
積層に用いるＰＴＦＥ多孔質膜および通気性繊維材料はそれぞれ、１枚でもよいし２枚以上でもよい。２枚以上用いる場合には、それらは同一の種類であってよいし、異なる種類であってもよい。
【００２１】
本発明で用いるフィルタ濾材は、通気面積および捕集面積を増大させるために、プリーツ加工されたものである。すなわち、フィルタ濾材は、山折と谷折が交互に繰り返されたプリーツ形状を有する。プリーツの山高さ、開き角度等については、公知の、プリーツ形状を有するフィルタ濾材と同等であってよい。
【００２２】
フィルタ濾材の厚さは、特に限定されるものではないが、プリーツ加工した際に形状を保つ程度の厚さは必要なため、０．０５〜１ｍｍが好ましい。フィルタ濾材の圧力損失は、線速５．３ｃｍ／秒で空気を透過させる際に、２０〜３００Ｐａであることが好ましい。より好ましくは、５０〜２００Ｐａである。また、粒径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が、線速５．３ｃｍ／秒のときに９９％以上であることが好ましい。より好ましくは、粒径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が、線速５．３ｃｍ／秒のときに９９．９７％以上である。さらに好ましくは、粒径０．１〜０．２μｍの粒子の捕集効率が、線速５．３ｃｍ／分のときに９９．９９９５％以上である。
【００２３】
枠体は、フィルタ濾材の四周において、フィルタ濾材の端部と接続することにより、フィルタ濾材を囲って支持するものである。当該枠体の素材としては、少なくとも後述の凸部において溶着を実施し得る素材を用い、通常、樹脂である。枠体に使用される樹脂の例としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂（例、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂など）、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。枠体に使用される樹脂の収縮率は、２０／１０００以下であることが好ましく、１０／１０００以下であることがより好ましく、５／１０００以下であることがさらに好ましい。
【００２４】
枠体は、これらの樹脂の機能の向上または新たな機能の付加を目的として、その他の材料を含んでいてもよい。例えば、強度向上を目的とした、ガラス繊維、炭素繊維等の充填剤、着色を目的とした顔料、抗菌性の付与を目的とした抗菌剤などを含んでいてもよい。
【００２５】
本発明のフィルタユニットは、フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を設けたことが最大の特徴である。本発明のフィルタユニットを２つ並べて配置すると、フィルタユニットの凸部同士が近接、好ましくは接触した状態でフィルタユニットの奥行き方向に突出する。この突出した凸部同士を溶着すれば、連結部のつなぎ目が塞がってシールされ、空気のリークを抑制でき、またフィルタユニットが十分に固定されることになる。
【００２６】
凸部は、固定および連結部のシールをより確実なものとするために、枠体の上面と下面との両方に設けることが好ましい。本発明のフィルタユニットを２つ並べて配置した際に、溶着は、凸部間の距離が近い程容易であるため、凸部は、枠体の内周よりも外周に近い位置に形成されていることが好ましく、枠体の外周面を延伸した面を有することがより好ましい。また、フィルタユニットを連結した際の連結部のすべてにおいて溶着がなされることが、連結部の固定とリーク抑制のために好ましいため、凸部は、その凸部を有する枠体の面に垂直な方向から見て、フィルタ濾材を囲むように設けられていることが好ましい。凸部の大きさは、溶着するのに十分な樹脂量が確保できる大きさであればよい。
【００２７】
本発明のフィルタユニットには、枠体の外周を構成する４つの側面に、凹形状および／または凸形状からなる嵌合部が形成され、互いに対向する２つの側面において、一方の側面の嵌合部が、他方の側面の嵌合部と嵌合する形状を有することが好ましい。このように嵌合部の凹凸形状を構成すれば、フィルタユニットの連結が容易である。また、フィルタ濾材および枠体の上面に垂直方向に継続的にかかる風圧に対しての耐久性および強度が向上する。
【００２８】
このとき、枠体の外周を構成する１つの側面の嵌合部の断面形状が、当該側面に隣接する２つの側面のうちの一つの側面の嵌合部の断面形状と同じであることが好ましい。このように嵌合部の凹凸形状を設計すれば、向きを合わせて配置することにより、連続して複数のフィルタユニットを接続固定でき、フィルタユニットパネルの形状や面積の設計自由度が向上する。
【００２９】
フィルタユニットのサイズは、フィルタユニットパネルの大きさに合わせて適宜決定すればよい。例えば、現行のフィルタユニットパネルにおいては、６１０×６１０ｍｍが一般的なサイズである。従って例えば、フィルタユニットを４枚つなぎ合わせて６１０×６１０ｍｍのサイズとなるように、フィルタユニットのサイズを３０５×３０５ｍｍとしてもよい。フィルタユニットの厚み（奥行き）も特に限定されるものではないが、省スペースの観点から２００ｍｍ以下が好ましい。
【００３０】
本発明のフィルタユニットについて、一実施態様を例に挙げ、図面を用いて具体的に説明する。
【００３１】
図１は、本発明のフィルタユニットの一実施態様（フィルタユニット１００）の斜視図である。フィルタユニット１００において、フィルタ濾材１が、その四周において枠体２と接続し、枠体２に支持されている。枠体の上面に、当該面の一部を突出させた凸部（溶着リブ）３があり、本実施態様では、当該溶着リブ３は、枠体の下面にも設けられている。枠体２の外周面には、嵌合部４および５’が設けられており、図１には示されていないが、さらに嵌合部４が設けられた外周面に対向する面に嵌合部４’が設けられ、嵌合部５’が設けられた外周面に対向する面に嵌合部５が設けられている。溶着リブ３およびこれらの嵌合部をより具体的に説明するために、フィルタユニット１００の断面を図２および図３に示す。
【００３２】
図２は、Ｘ−Ｘ線における断面図、すなわち、フィルタ濾材のプリーツの折目に垂直な方向での、フィルタ濾材を通過する気流の流れ方向に沿った断面図である。枠体の上面および下面に、溶着リブ３がある。本実施態様では、溶着リブ３は、枠体２の上面および下面の最も外周寄りの部分に設けられており、枠体２の外周面を延伸した面を有している。また、枠体２の外周面には嵌合部４および４’が設けられている。嵌合部４と４’とでは、凹凸が逆に設けられており、お互い嵌合する形状を有している。
【００３３】
図３は、Ｙ−Ｙ線における断面図、すなわち、フィルタ濾材のプリーツの折目に平行な方向での、フィルタ濾材を通過する気流の流れ方向に沿った断面図である。枠体２の上面および下面の最も外周寄りの部分に、溶着リブ３が設けられている。本実施態様では、枠体２の上面および下面の溶着リブ３は、上面および下面に垂直な方向から見て、それぞれフィルタ濾材１を囲むように設けられている。枠体２の外周面には、お互い嵌合する嵌合部５および５’が設けられている。嵌合部５の断面形状は図２の嵌合部４の断面形状と同一であり、嵌合部５’の断面形状は図２の嵌合部４’の断面形状と同一である。従って、枠体２の外周を構成する１つの側面の嵌合部の断面形状が、当該側面に隣接する２つの側面のうちの一つの側面の嵌合部の断面形状と同じになっている。
【００３４】
図４は、フィルタユニット１００と同一の構成を有するフィルタユニット２００と、フィルタユニット１００とを嵌合させたときの断面図である。フィルタユニット１００とフィルタユニット２００が嵌合部において嵌め合わされている。フィルタユニット１００の溶着リブ３ａと、フィルタユニット２００の溶着リブ３ｂは、お互い接触した状態で突出している。この溶着リブ３ａおよび３ｂを溶着したのが、図５であり、溶着リブ３ａおよび３ｂが軟化後硬化して一体化した溶着部６によって、フィルタユニット同士が固定され、連結部がシールされている。
【００３５】
なお、枠体の嵌合部の凹凸形状は、図１〜５の形状に限定されるものではなく、一方が凸形状のみを有し、他方が凹形状のみを有するような形状であってもよい。
【００３６】
本発明のフィルタユニットは、フィルタ濾材に、上記の凸部および必要により嵌合部を有する枠体を接着して製造することもできるが、フィルタ濾材と枠体とを隙間なく接続するために、インサート成形によりフィルタ濾材を枠体と一体化させて製造することが好ましい。インサート成形は、上述した枠体形状に対応した樹脂の流路を有する金型にフィルタ濾材を装填し、そこへ枠体用の樹脂（必要により充填剤等を含む）を射出して行うことができる。具体的なインサート成形の条件は、公知の条件に準じればよい。
【００３７】
上記説明したフィルタユニットを、枠体の外周面が互いに接するように複数個配置し、前記凸部同士を溶着させることによりフィルタユニットを互いに連結すれば、本発明のフィルタユニットパネルを得ることができる。
【００３８】
当該フィルタユニットパネルは、具体的には、プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットが、前記枠体の外周面が互いに接するように複数個連結されたフィルタユニットパネルであって、前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも１つの面において、隣接する枠体の面と溶着されているフィルタユニットパネルである。
【００３９】
本発明のフィルタユニットパネルの一実施態様を図６に示す。図６は、図１のフィルタユニット１００が４つ連結したフィルタユニットパネルを示す図である。フィルタユニット１００は、側面に嵌合部４、４’、５および５’を有しているが、嵌合部４と嵌合部４’および嵌合部５と嵌合部５’とが嵌め合わされて、枠体の外周面が互いに接するようして隣接するフィルタユニット１００と連結している。連結部では、溶着リブ３が溶着されて溶着部６が形成されている。フィルタユニットパネルの外周部では、溶着リブ３が残っている。溶着部６は、連結部のすべてにおいて形成されている。この溶着部６により連結部がシールされているため、連結部からの空気のリークが起こらなくなっている。また、この溶着部６により、フィルタユニットが十分に固定されている。
【００４０】
連結しようとするフィルタユニットの凸部同士を溶着は、２つの凸部をいったん融解して融和させ、その後固化して行う。凸部の融解は、凸部の樹脂の融点以上に加熱して行うが、加熱方法としては、超音波照射での摩擦熱による加熱、ヒーター等の熱源による加熱、レーザーによる加熱等が挙げられる。
【００４１】
フィルタユニットパネルの大きさは特に限定されるものではなく、フィルタユニットパネルを設置するスペースの大きさに合わせて適宜設定すればよい。なお、現行のフィルタユニットパネルにおいては、６１０×６１０ｍｍが一般的なサイズである。ここで、フィルタユニットをつなぎ合わせて６１０×６１０ｍｍになるように、例えば、３０５×３０５ｍｍのフィルタユニットを４枚使用してもよい。フィルタユニットパネルの奥行きも特に限定されるものではないが、省スペースの観点から２００ｍｍ以下が好ましい。
【００４２】
フィルタユニットパネルの圧力損失は特に限定されるものではないが、エネルギー効率の面から、空気の流量が１０ｍ3／分の場合に３００Ｐａ以下であることが好ましい。これに関し、フィルタの設計に応じて適当な圧力損失の濾材を選定し濾材面積を決定すればよい。また、フィルタユニットパネルの捕集効率も、フィルタの設計に応じて適当な捕集効率の濾材を選定すればよいが、粒径０．３〜０．５μｍの粒子が、線速１．２ｃｍ／分で濾材を透過するときに９９％以上であることが好ましい。より好ましくは、フィルタユニットパネルの捕集効率は、粒径０．３〜０．５μｍの粒子が、線速１．２ｃｍ／分で濾材を透過するときに９９．９７％以上である。さらに好ましくは、フィルタユニットパネルの捕集効率は、粒径０．１〜０．２μｍの粒子が、線速１．２ｃｍ／分で濾材を透過するときに９９．９９９５％以上である。
【００４３】
本発明のフィルタユニットパネルは、水で洗浄しても性能劣化することがないため、超音波などで洗浄してもよい。
【００４４】
上記のように構成される本発明のフィルタユニットパネルは、連結部が十分に固定され、連結部での空気のリークが抑制されたものであり、クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口に使用されるエアフィルタに好適である。
【実施例】
【００４５】
次に本発明を、実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４６】
実施例１
面積延伸倍率が６００倍のＰＴＦＥ多孔質膜を、２枚のＰＥＴ／ＰＥ芯鞘不織布（目付量３０ｇ／ｍ2）に挟んで重ねた後、１８０℃に加熱した一対のロール間を通過させることにより熱ラミネートを行い、ＰＴＦＥ多孔質膜と通気性繊維材料の３層品のフィルタ濾材（厚さ：０．２６ｍｍ、圧力損失：４５Ｐａ、捕集効率９９．３％）を得た。
【００４７】
得られたフィルタ濾材を、山高さ２７ｍｍでプリーツ加工し、プリーツ山が９５山となるサイズにて切断した。一方で、フィルタ濾材を収容でき、図２および３に示したのと同じデザインの断面形状を有し、外径で縦・横・奥行きが１９５ｍｍ×２９５ｍｍ×３０ｍｍであるサイズを有する枠体形成用の樹脂の流路を有する金型を用意した。フィルタ濾材を当該金型にセットし、射出成形機にてＡＢＳ樹脂を射出して、外径寸法が１９５ｍｍ×２９５ｍｍ×３０ｍｍであり、枠体が、図２および３に示した凸部（溶着リブ）と嵌合部の凹凸形状を有するフィルタユニットを得た。このフィルタユニットは６枚作製した。
【００４８】
この６枚のフィルタユニットを、縦２枚×横３枚となるように枠体の外周面の嵌合部を嵌合させた。この段階ではフィルタユニットは、スライド可能な状態にあった。続いて、溶着リブに超音波を当て、発生する摩擦熱により溶着し、フィルタユニットパネルを作製した。溶着は、パネルの両面について行った。この溶着により、各フィルタユニットは完全に固定され、ずれることはなくなった。また、連結部において繋ぎ目がなくなり、空気が通過可能な隙間は完全になくなった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のフィルタユニットより構成されるフィルタユニットパネルは、クリーンルーム、空調設備、ガスタービン、蒸気タービン等の吸気口に使用されるエアフィルタに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のフィルタユニットの一実施態様の斜視図である。
【図２】図１のフィルタユニットのＸ−Ｘ線における断面図である。
【図３】図１のフィルタユニットのＹ−Ｙ線における断面図である。
【図４】本発明のフィルタユニットの一実施態様において、２つのフィルタユニットの外周面を嵌合したときの断面図である。
【図５】本発明のフィルタユニットの一実施態様において、２つのフィルタユニットを溶着したときの断面図である。
【図６】４つのフィルタユニットが連結した本発明のフィルタユニットパネルの一実施態様の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ フィルタ濾材
２ 枠体
３、３ａ、３ｂ 凸部（溶着リブ）
４、４’ 嵌合部
５、５’ 嵌合部
６ 溶着部
１００，２００ フィルタユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットであって、
前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を有することを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２】
前記枠体の外周を構成する４つの側面に、凹形状および／または凸形状からなる嵌合部が形成され、互いに対向する２つの側面において、一方の側面の嵌合部が、他方の側面の嵌合部と嵌合する形状を有する請求項１に記載のフィルタユニット。
【請求項３】
枠体の外周を構成する１つの側面の嵌合部の断面形状が、当該側面に隣接する２つの側面のうちの一つの側面の嵌合部の断面形状と同じである請求項２に記載のフィルタユニット。
【請求項４】
前記凸部が、前記枠体の内周よりも外周に近い位置に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタユニット。
【請求項５】
前記凸部が、前記枠体の外周面を延伸した面を有する請求項４に記載のフィルタユニット。
【請求項６】
前記凸部が、その凸部を有する前記枠体の面に垂直な方向から見て、前記フィルタ濾材を囲むように設けられている請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタユニット。
【請求項７】
前記フィルタ濾材が、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性繊維材料とを含む請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタユニットを、枠体の外周面が互いに接するように複数個配置し、前記凸部同士を溶着させることによりフィルタユニットを互いに連結してなるフィルタユニットパネル。
【請求項９】
プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットが、前記枠体の外周面が互いに接するように複数個連結されたフィルタユニットパネルであって、
前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも１つの面において、隣接する枠体の面と溶着されているフィルタユニットパネル。
【請求項１】
プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットであって、
前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも一つの面に、当該面の一部を突出させた凸部を有することを特徴とするフィルタユニット。
【請求項２】
前記枠体の外周を構成する４つの側面に、凹形状および／または凸形状からなる嵌合部が形成され、互いに対向する２つの側面において、一方の側面の嵌合部が、他方の側面の嵌合部と嵌合する形状を有する請求項１に記載のフィルタユニット。
【請求項３】
枠体の外周を構成する１つの側面の嵌合部の断面形状が、当該側面に隣接する２つの側面のうちの一つの側面の嵌合部の断面形状と同じである請求項２に記載のフィルタユニット。
【請求項４】
前記凸部が、前記枠体の内周よりも外周に近い位置に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタユニット。
【請求項５】
前記凸部が、前記枠体の外周面を延伸した面を有する請求項４に記載のフィルタユニット。
【請求項６】
前記凸部が、その凸部を有する前記枠体の面に垂直な方向から見て、前記フィルタ濾材を囲むように設けられている請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタユニット。
【請求項７】
前記フィルタ濾材が、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と通気性繊維材料とを含む請求項１〜６のいずれかに記載のフィルタユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタユニットを、枠体の外周面が互いに接するように複数個配置し、前記凸部同士を溶着させることによりフィルタユニットを互いに連結してなるフィルタユニットパネル。
【請求項９】
プリーツ加工されたフィルタ濾材と、前記フィルタ濾材の四周を支持する枠体とを有するフィルタユニットが、前記枠体の外周面が互いに接するように複数個連結されたフィルタユニットパネルであって、
前記フィルタ濾材を通過する気流の上流側に面する前記枠体の面を上面とし、前記気流の下流側に面する前記枠体の面を下面としたときに、前記枠体が、前記上面および前記下面より選ばれる少なくとも１つの面において、隣接する枠体の面と溶着されているフィルタユニットパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１１９６８３（Ｐ２００８−１１９６８３Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６７１００（Ｐ２００７−２６７１００）
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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