空氣過濾器的製造方法
2023-06-04 20:29:11 2
空氣過濾器的製造方法
【專利摘要】本發明的目的在於提供一種在使用時過濾器組合件不會偏移、並且在水平使用時過濾器組合件不會脫落的空氣過濾器。該空氣過濾器通過將濾材摺疊為鋸齒狀並將玻璃纖維製片狀密封件插入到在摺疊後的摺疊空間內插入有波形隔離件的過濾器組合件的鋸齒狀的端面，利用截面呈日文コ字狀且具備使開放端向內側彎折的彎折部的過濾器框包圍上述過濾器組合件的至少上述鋸齒狀的端面側而得到，其特徵在於，在下遊側的上述彎折部與上述過濾器組合件之間設置有止擋件，並且在上述片狀密封件與上述過濾器組合件之間，以與上述過濾器組合件的上述摺疊空間中的隔離件密合的方式埋入有玻璃纖維制長方狀密封件。
【專利說明】空氣過濾器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種空氣過濾器，其用於乾燥機等的循環空氣淨化、焚燒爐的廢氣處理，並具有即使在高溫範圍內也能夠使用的耐熱性。或者，還涉及一種也作為室溫或比較低的溫度範圍內的半導體、食品、醫院等的空氣淨化器用進行使用的空氣過濾器。尤其涉及一種適合用作將空氣過濾器水平(橫放)進行使用的醫藥品的滅菌爐的空氣過濾器。
【背景技術】
[0002]出於本 申請人:的不使用矽酮樹脂、耐熱性的無機類密封劑就能夠在高溫範圍內使用並且提高作業效率的目的，在專利文獻I中提出了如下空氣過濾器，其藉助密度20kg/m3?120kg/m3的片狀密封件將過濾器組合件收納於過濾器框，該過濾器組合件通過向摺疊為鋸齒狀的濾紙的摺疊空間內插入了波形的隔離件而成，該片狀密封件配置於濾紙的鋸齒狀的端部側並由平均纖維直徑I μ m以下的超微細玻璃纖維構成。
[0003]但是，在使用上述空氣過濾器時，在因偏流、紊流而施加過濾器最終壓力以上的負荷的情況下，存在有過濾器組合件發生偏移並與上下過濾器框的折返部相接觸從而過濾器組合件變形破損並漏氣的問題。
[0004]因此，本 申請人:為了解決上述問題，提出了一種空氣過濾器，空氣過濾器通過將濾材摺疊為鋸齒狀並將玻璃纖維製片狀密封件插入到在摺疊後的摺疊空間內插入有波形隔離件的過濾器組合件的鋸齒狀的端面，利用截面呈日文-字狀並具備使開放端向內側彎折的彎折部的過濾器框包圍上述過濾器組合件的至少上述鋸齒狀的端面側而得到，並且該空氣過濾器在上述彎折部與上述過濾器組合件之間設置有止擋件。
_5] 現有技術文獻_6] 專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2005 - 238215號公報
【發明內容】
[0008]發明要解決的問題
[0009]然而，若將空氣過濾器應用於以將空氣過濾器水平(橫放)放置的方式進行使用的醫藥品的滅菌爐，則在高溫使用中，過濾器框與過濾器組合件之間的密合性變弱，存在過濾器組合件因過濾器組合件的自重而自過濾器框脫落的隱患。
[0010]因此，本發明的目的在於提供一種在使用時過濾器組合件不會偏移、而且在水平使用時過濾器組合件不會脫落的空氣過濾器。
[0011]用於解決問題的方案
[0012]本發明的空氣過濾器是為了解決上述問題而做成的，技術方案I涉及一種空氣過濾器，該空氣過濾器通過將濾材摺疊為鋸齒狀並將玻璃纖維製片狀密封件插入到在摺疊後的摺疊空間內插入有波形隔離件的過濾器組合件的鋸齒狀的端面，利用截面呈日文-字狀且具備使開放端向內側彎折的彎折部的過濾器框來包圍上述過濾器組合件的至少上述鋸齒狀的端面側而得到，其特徵在於，在下遊側的上述彎折部與上述過濾器組合件之間設置有止擋件，並且在上述片狀密封件與上述過濾器組合件之間，以與上述過濾器組合件的上述摺疊空間中的隔離件密合的方式埋入有長方狀玻璃纖維制密封件。
[0013]另外，根據技術方案I所述的空氣過濾器，技術方案2所述的空氣過濾器的特徵在於，上述過濾器框的彎折部與上述止擋件分離。
[0014]另外，根據技術方案I或2所述的空氣過濾器，技術方案3所述的空氣過濾器的特徵在於，上述止擋件的高度比上述過濾器框的彎折部的高度低。
[0015]另外，根據技術方案I至3中任一項所述的空氣過濾器，技術方案4所述的空氣過濾器的特徵在於，上述止擋件設於上述過濾器框的內周面。
[0016]另外，根據技術方案I至3中任一項所述的空氣過濾器，技術方案5所述的空氣過濾器的特徵在於，上述止擋件設於相對於上述過濾器框獨立的板材上，在上述板材上設有衝孔。
[0017]另外，根據技術方案5所述的空氣過濾器，技術方案6所述的空氣過濾器的特徵在於，上述板材被上述玻璃纖維製片狀密封件包裹。
[0018]另外，根據技術方案I至6中任一項所述的空氣過濾器，技術方案7所述的空氣過濾器的特徵在於，上述玻璃纖維製片狀密封件構成為，平均纖維直徑I μ m以下的玻璃纖維的密度為 20kg/m3 ?120kg/m3。
[0019]另外，根據技術方案I至7中任一項所述的空氣過濾器，技術方案8所述的空氣過濾器的特徵在於，上述玻璃纖維制長方狀密封件構成為:平均纖維直徑1.5μπι以下的玻璃纖維的密度為20kg/m3?120kg/m3。
[0020]發明的效果
[0021]這樣，根據本發明的空氣過濾器，由於在過濾器框的下遊側的彎折部與過濾器組合件之間設置有止擋件，因此能夠解決在使用時過濾器組合件發生偏移並與過濾器框折返部相接觸導致過濾器組合件變形破損從而引起漏氣這樣的問題，尤其是，即使將空氣過濾器設為水平(橫放)從而過濾器組合件因自重而欲向下方移動，也能夠利用上述止擋件解決過濾器組合件脫落的問題。
[0022]另外，特別是在水平地(橫放)使用空氣過濾器的情況下，由於在玻璃纖維製片狀密封件與過濾器組合件之間，以與過濾器組合件的摺疊空間中的隔離件密合的方式埋入有玻璃纖維制長方狀密封件，因此即使在300°C以上的高溫負荷下濾材強度降低而欲在濾材的鋸齒狀兩端部產生破裂，長方狀密封件也能夠克服破裂，防止漏氣並確保密封性。而且，即使過濾器組合件因自重而撓曲從而過濾器組合件的上端側離開過濾器框，在過濾器組合件的下端側，上述長方狀密封件與片狀密封件也成為一體而能夠保持與過濾器框之間的氣密性，能夠確保密封性。
[0023]而且，由於不使用矽酮樹脂密封劑作為密封件，因此不存在產生矽氧烷氣體這樣的問題。而且，即使是在高溫範圍內使用也沒有問題。
[0024]另外，在使用將超微細玻璃纖維制的密封件形成為片狀、長方狀的密封件作為上述密封件的情況下，通過埋設或填充作業，密封作業性優異。另外，與玻璃原棉製的密封件相比，密封件的密度較高，能夠確保整體的均勻的密封性。而且，能夠利用超微細玻璃纖維製片狀密封件防止過濾器框因環境溫度而膨脹、收縮從而導致過濾器組合件變形，因此能夠良好地防止過濾器組合件與過濾器框之間的旁路洩漏。
[0025]另外，在構成片、長方的玻璃纖維選為超微細玻璃纖維的情況下，與過濾器組合件相接觸的比表面積變大從而密封性提高。
[0026]另外，如果使超微細玻璃纖維制的片狀密封件與過濾器框相抵接，則能夠在搬運時等吸收空氣過濾器自身所受到的衝擊，並保護過濾器組合件免受衝擊而保持良好的狀態。而且，即使在使用中隔離件受到高溫而在上下方向上伸長，也會吸收該伸長，因此同樣能夠防止過濾器組合件受到損傷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1是本發明的一實施方式的空氣過濾器的說明圖((a)是俯視圖、(b)是(a)的A-A剖視圖、(c)是卸下過濾器框後的狀態的主要部分放大立體圖)。
[0028]圖2是該實施方式的A — A截面主要部分放大圖。
[0029]圖3是在該實施方式中使用的板材的說明圖((a)是側視圖、(b)是俯視圖、(C)是主視圖)。
[0030]圖4是本發明的其他實施方式的空氣過濾器的放大剖視圖。
[0031]圖5是本發明的一實施方式的密封層的說明圖。
【具體實施方式】
[0032]接著， 參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的空氣過濾器。
[0033]圖1示出本發明的空氣過濾器的俯視圖(a)及其A — A剖視圖(b)以及卸下過濾器框後的狀態的主要部分放大立體圖(c )。
[0034]圖中附圖標記I表示過濾器框，過濾器框I由在氣流方向的上下遊側具備凸緣Ia的、截面形狀為日文-字狀的框板構成。另外，如圖2中的放大圖所示，凸緣Ia的頂端部(日文〕字狀截面的開放端)朝向氣密地收納於過濾器框I內的過濾器組合件2側折返而形成折返部lb。過濾器組合件2包括:無機纖維制的濾紙2a，其利用有機類粘合劑將無機纖維彼此結合而成；以及波形的隔離件2b、2b..?，其插入於將該濾紙2a摺疊為鋸齒狀而形成於上述濾紙2a的摺疊空間11內。
[0035]而且，為了對過濾器組合件2與其外周的過濾器框I之間進行密封，至少在過濾器組合件2的鋸齒狀的端部側設置密封層4並將該過濾器組合件2收納於過濾器框I。
[0036]另外，除了上述密封層4，還在上述密封層4與上述過濾器組合件2之間，以與過濾器組合件2的上述摺疊空間11中的隔離件2b密合的方式埋入有超細玻璃纖維制長方狀密封件10。
[0037]如圖2的對圖1的(b)的主要部分進行放大的放大圖所示，在過濾器框I的側部的內表面配置鋁合金、鋁或不鏽鋼製的板材5，在板材5的下遊側設置用於防止過濾器組合件2向下遊側移動的止擋件5a。該止擋件5a只要能夠防止過濾器組合件2移動，其形狀就不受限制，該止擋件5a能夠通過以與過濾器框I的凸緣Ia平行的方式焊接、粘接板狀體(成為止擋件5a。)或者將上述板材5彎折成與過濾器框I的凸緣Ia平行等而形成。
[0038]止擋件5a設於過濾器框I的至少一組相對的邊。由此，至少能夠以夾著過濾器組合件2的方式防止過濾器組合件2向下遊側移動。[0039]上述止擋件5a雖也能夠設置為與過濾器框I的下遊側的內壁面ID (過濾器框I的下遊側端面)相接觸，但是優選的是止擋件5a設於自內壁面ID靠過濾器組合件2 —側且與內壁面ID之間存在預定的間隙。其原因在於，由於上述間隙成為相對於過濾器組合件2的略微移動的遊隙，因此能夠緩和過濾器組合件2與止擋件5a相接觸時的衝擊。
[0040]而且，優選的是，過濾器框I的彎折部Ib與止擋件5a相互分離2mm以上。其原因在於，即使過濾器組合件2因壓力、自重而向下遊側偏移，也能夠可靠地防止過濾器組合件2因止擋件5a而停止並與彎折部Ib相接觸從而破損。
[0041]另外，優選的是，止擋件5a的高度設為比過濾器框I的下遊側的凸緣Ia的高度低。其原因在於，若止擋件5a比凸緣Ia高，則止擋件5a自密封層4突出並使得外觀變差，極端情況下會減少過濾器組合件2的通風面積。
[0042]參照圖3說明圖2所示的板材5的詳細形狀。在板材5上沿行列方向以預定間隔設有衝孔5b。能夠利用此時形成的毛邊5c進一步防止過濾器組合件2移動。
[0043]使板材5的下遊側端部的一部分彎折而形成為止擋件5a，並利用其剩餘的部分(突設片)5d將內壁面ID與止擋件5a分隔開，由此能夠利用過濾器框I的凸緣Ia來支撐施加於止擋件5a的載荷。
[0044]在圖2和圖3所示的例子中，說明了在板材5上設置有止擋件5a的結構，但是也可以如圖4所示那樣在過濾器框I的內周面直接設置止擋件5a。在圖2所示的例子中，過濾器框I設為一個日文2字狀構件，但是也可以採用將向外彎折的日文2字狀構件與向內彎折成日文2字狀的支撐件焊接起來而成的複合結構。
[0045]在本發明中使用的過濾器組合件能夠使用由濾材形成為長方體形狀的構件。作為濾材，例如，能夠使用基於利用有機粘合劑將極細玻璃纖維結合起來的抄紙法得到的玻璃纖維紙等應用於HEPA、ULPA等的濾材。為了將濾材摺疊為鋸齒狀且保持該濾材之間的間隔，能夠通過將由鋁、不鏽鋼金屬箔等構成的隔離件插入等來製作過濾器組合件。
[0046]作為超細玻璃纖維制的片狀密封件4，能夠使用由厚度0.5mm?1mm、單位面積重量20g/m2?30g/m2、密度20kg/m3?120kg/m3的無機纖維構成的構件,例如，能夠使用不用粘合劑地將平均纖維直徑Iym以下的超細玻璃纖維成形為經過紡絲、集棉(集綿)後的片狀的構件。另外，該片狀密封件4能夠層疊多張並以80g/m2?120g/m2的單位面積重量使用。若上述超細玻璃纖維制的片狀密封件4的密度超過120kg/m3，則存在這樣的問題:對在過濾器框1、隔離件2b等中使用的金屬的伸長進行吸收的吸收性變差，而且，過濾器組合件2的單位面積的載荷變大而使過濾器組合件2變形；若上述超細玻璃纖維制的片狀密封件4的密度小於20kg/m3，則存在由於按壓過濾器組合件2的力較小而會產生洩漏的問題。另外，若平均纖維直徑超過I μ m，則上述片狀密封件4沒有很好地與過濾器組合件2的鋸齒狀的端部的凹凸匹配，密封性不足。
[0047]另外，片狀密封件4在圖2、圖4中顯示為由虛線圍起來的密封層4，但是只要插入於過濾器組合件2與過濾器框I之間，設置片狀密封件4的方法就不特別限制。
[0048]例如，在對圖2中說明的板材5進行密封的情況下，優選的是如圖5所示那樣利用片狀密封件4包裹板材5。其原因在於,能夠可靠地密封板材5與過濾器框I的底面之間的部分和板材5與過濾器組合件2之間的部分。另外，在圖示的例子中，以在板材5上重疊兩張片狀密封件4的方式使用。各個密封件4的端部彼此疊摞，以使得板材5的表面不突出。[0049]作為長方狀超細玻璃纖維制的密封件10，能夠使用由單位面積重量20g/m2~30g/m2、密度20kg/m3~120kg/m3的無機纖維構成的構件,例如，能夠使用不用粘合劑地對平均纖維直徑1.5 μ m以下的超細玻璃纖維進行紡絲、集棉而成的棉狀物。若上述長方狀超細玻璃纖維制密封件10的密度超過120kg/m3，則存在這樣的問題:對在過濾器框1、隔離件2b等中使用的金屬的伸長進行吸收的吸收性變差，而且，過濾器組合件2的單位面積的載荷變大，促使過濾器組合件2的脫落；若上述長方狀超細玻璃纖維制密封件10的密度小於20kg/m3，則存在這樣的問題:與超細玻璃纖維制的片狀密封件4 一起使用狀態下的、過濾器框I與過濾器組合件2密合的力變小，高溫負荷時的濾材的支承力降低，密封性變差。另外，若平均纖維直徑超過1.5 μ m，則上述長方狀超細玻璃纖維制密封件10與超細玻璃纖維制的片狀密封件4之間的密合力變弱，對亞微米粒子的密封性變差。 [0050]另外，上述過濾器框I並不特別限制，但是優選的是使用鋁、不鏽鋼、鋼板這樣的金屬。
[0051]實施例
[0052]接著，在與比較例1、2的比較下說明本發明的具體實施例。
[0053]作為實施例，製作具備卷繞有片狀密封件4的帶止擋件5a的板材5的空氣過濾器，作為比較例I，製作不具備卷繞有片狀密封件4的帶止擋件5a的板材5的空氣過濾器，作為比較例2，製作不具備玻璃纖維制長方狀密封件的空氣過濾器，並進行比較。
[0054]另外，在實施例和比較例1、2中所使用的不鏽鋼製的板材5(14ImmX 568mmX 0.8mm、0.6kg)使用設置有七行兩列(行方向間距30mm、列方向間距50mm)的直徑6mm~8mm的孔5b以便使毛邊5c向過濾器組合件2側突出高度Imm左右的板材，在進行以下說明的加工之後，將其設置在過濾器框I內。
[0055](實施例)
[0056]如圖2所示，將板材5的空氣過濾器的下遊側局部彎折為垂直，形成高度7_的止擋件5a。另外，為了與過濾器框I的下遊側的內表面抵接來進行定位，在板材5的長度方向上隔開預定的間隔地設置有三個自止擋件5a的位置起向下遊側延伸7.2mm的大致半球狀的突設片5d。詳細地說，對於兩端的兩個突設片5d，將從突設片5d的中心線到板材的側端之間的距離分別設為34mm，將各個突設片5d的中心線之間的距離設為250mm。
[0057]接著，將玻璃纖維制的濾材2a摺疊為鋸齒狀，為了保持摺疊空間之間的間隔，將波形狀鋁合金制的隔離件2b以其稜線與通風方向平行的方式插入於摺疊後的濾材2a之間，以製成長方體形狀(580mmX580mmX 125mm)的過濾器組合件2。
[0058]接著，將平均纖維直徑530 > — ^ (直徑1.2 μ m)的玻璃纖維以單位面積重量25g/m2、密度56kg/m3形成為長方狀而製成密封件10。如圖1的(c)所示，通過使用該長方狀密封件10，在過濾器組合件2的摺疊空間11 (a)、ll (b)、ll (c)...?處以與隔離件
2(a)、2 (b)、2 (c)...?相密合的方式將該長方狀密封件10埋入。
[0059]另外，將平均纖維直徑1700 > —^ ^ (直徑0.6 μ m)的玻璃纖維以單位面積重量28g/m2、密度56kg/m3形成為厚度2mm的片狀,製成片狀密封件4。如圖5所示,使用兩張該片狀密封件4，使密封件4遍布板材5的表背並卷繞兩層，結果製成單位面積重量112g/m2的片狀密封件4。
[0060]接著，將卷繞有上述片狀密封件4的板材5載置於上述過濾器組合件2的上下端面(濾材端面表現為鋸齒狀的面)，利用截面形狀為日文-字狀的過濾器框I (SUS430制、板厚Imm)包圍過濾器組合件2,製成空氣過濾器(610mmX610mmX 150mm)。另夕卜，凸緣Ia高度為14_的過濾器框I的內側的開放端具備向內側以90°的角度彎折長度4_的彎折部Ib0
[0061]另外，在本空氣過濾器中使用的長方狀密封件10的總重量為4g。另外，在本空氣過濾器中使用的片狀密封件4的總重量為40g。
[0062](比較例I)
[0063]除了拆除上述實施例的卷繞有片狀密封件4的帶止擋件5a的板材5這一點以外，以與上述實施例相同的方式構成空氣過濾器。
[0064](比較例2)
[0065]除了拆除上述實施例的長方狀密封件這一點以外，以與上述實施例相同的方式構成空氣過濾器。
[0066]接著，在試驗管道(壓力變形抗力試驗裝置(日本JIS Z4812的試驗用))內設置各例的空氣過濾器，從鼓風機(日本機械技術株式會社PTB - 30N0.6記載、風量:330CMM、轉速:2100rpm、靜壓:650mmAq、電動機:45kW)進行送風,通過在常溫條件下提高通風量,使壓力從500Pa起每隔5分鐘提高250Pa並進行破壞試驗。
[0067]另外,進行5小時熱循環負荷試驗。另外，升溫條件設為:0小時?I小時45分鐘之間呈線形升溫至250°C，在到達250°C後維持5小時，之後，自然放置並冷卻至常溫。
[0068]破壞試驗的結果是，比較例I的濾紙在2000Pa下破裂且過濾器組合件的彎曲變大，過濾器組合件在3250Pa下飛出並破損。另外，在比較例2中雖然沒有出現過濾器組合件飛出的情況，但是在熱循環負荷試驗之後，密封性降低，無法獲得HEPA性能99.97%以上(at0.3 μ m)的預定的收集性能。
[0069]與此相對，在實施例中，即使將壓力提高至4000Pa，濾紙也未破裂，過濾器組合件也未變形。另外，5小時熱循環負荷試驗的結果是，具有HEPA性能99.97%以上(at0.3 μ m)的預定的收集性能。
[0070]附圖標記說明
[0071]I過濾器框；la凸緣；lb彎折部；2過濾器組合件；2a濾紙；2b隔離件；4超細玻璃纖維製片狀密封件(密封層);5板材；5a止擋件；5b衝孔；5c毛邊；10超細玻璃纖維制長方狀密封件；11摺疊空間。
【權利要求】
1.一種空氣過濾器，該空氣過濾器通過將濾材摺疊為鋸齒狀並將玻璃纖維製片狀密封件插入到在摺疊後的摺疊空間內插入有波形隔離件的過濾器組合件的鋸齒狀的端面，利用截面呈日文-字狀且具備使開放端向內側彎折的彎折部的過濾器框包圍上述過濾器組合件的至少上述鋸齒狀的端面側而得到，其特徵在於，在下遊側的上述彎折部與上述過濾器組合件之間設置有止擋件，並且在上述片狀密封件與上述過濾器組合件之間，以與上述過濾器組合件的上述摺疊空間中的隔離件密合的方式埋入有玻璃纖維制長方狀密封件。
2.根據權利要求1所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述過濾器框的彎折部與上述止擋件分離。
3.根據權利要求1或2所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述止擋件的高度比上述過濾器框的彎折部的高度低。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述止擋件設於上述過濾器框的內周面。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述止擋件設於相對於上述過濾器框獨立的板材上，在上述板材上設有衝孔。
6.根據權利要求5所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述板材被上述玻璃纖維製片狀密封件包裹。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述玻璃纖維製片狀密封件構成為:平均纖維直徑Iym以下的玻璃纖維的密度為20kg/m3 ?120kg/m3。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的空氣過濾器，其特徵在於， 上述玻璃纖維制長方狀密封件構成為:平均纖維直徑1.5μ m以下的玻璃纖維的密度為 20kg/m3 ?120kg/m3。
【文檔編號】F16J15/10GK103796729SQ201280043474
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年1月30日 優先權日:2011年9月6日
【發明者】林嗣郎 申請人:日本無機株式會社