(57)【要約】【課題】圧力損失等を従来と同様に維持しつつ、濾材であるガラス繊維ウールやガラス繊維シートの破損を抑制することができる袋状フィルタ、吹流し型フィルタ及び袋状フィルタ用濾材の作製方法を提供する。【解決手段】袋状フィルタは、網形状の網部材と、前記網部材の網糸に繊維が絡むことにより前記網部材に一体化して前記網部材に積層されたシート状の綿状繊維層と、を含む一対の積層材が、前記網部材同士が内側に向くように重ね合わされて袋状に形成された濾材と、前記濾材における前記一対の積層材の重ね合わせにより形成される前記濾材の対向する部分が所定距離以上離間しないように前記対向する部分同士を複数の箇所で繋ぐ糸材と、を有する。網部材に積層した綿状繊維層を有する積層材は、一方向に流れるガス流の中でガラス原料を熔解することにより作られるガラス繊維を搬送中の網部材に絡ませて付着させることにより、作製される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋状フィルタであって、
網形状の網部材と、前記網部材の網糸に繊維が絡むことにより前記網部材に一体化して前記網部材に積層されたシート状の綿状繊維層と、を含む一対の積層材が、前記網部材同士が内側に向くように重ね合わされて形成される濾材と、
前記濾材における前記一対の積層材の重ね合わせにより形成される前記濾材の対向する部分が所定距離以上離間しないように前記対向する部分同士を複数の箇所で繋ぐ糸材と、を有することを特徴とする袋状フィルタ。
【請求項２】
前記綿状繊維層は、前記網部材にガラス繊維を吹き付けることで形成された層である、請求項１に記載の袋状フィルタ。
【請求項３】
さらに、前記綿状繊維層を支持し、流れるエアを透過する支持層を有し、前記支持層が前記濾材の最外層に設けられている、請求項１または２に記載の袋状フィルタ。
【請求項４】
吹流し型フィルタであって、
矩形状の外枠部材と、
前記外枠部材に、一方向に配列して係止される複数の内枠部材と
前記複数の内枠部材のそれぞれに固定された、請求項１〜３のいずれか1項に記載の袋状フィルタと、
を備えることを特徴とする吹流し型フィルタ。
【請求項５】
袋状フィルタ用濾材の作製方法であって、
網形状の網部材を搬送する工程と、
一方向に流れるガス流の中でガラス原料を熔解することにより、ガラス繊維を形成させ、該ガラス繊維を搬送中の前記網部材に絡ませて付着させることにより前記網部材に積層した綿状繊維層を有する一対の積層材を作製する工程と、
前記一対の積層材のうち前記網部材同士が内側に向くように重ね合わせ、前記一対の積層材の重ね合わせにより濾材の内側に向く対向する部分が所定距離以上離間しないように糸材により前記対向する部分同士を複数の箇所で繋ぐ工程と、を含むことを特徴とする袋状フィルタ用濾材の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、袋状フィルタ、吹流し型フィルタ及び袋状フィルタ用濾材の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、原子力施設における給排気には、吹流し型フィルタが用いられている。吹流し型フィルタは、エアフィルタとしての機能が終了すると、折り畳んで保管あるいは焼却することができるため、プリーツ型のエアフィルタに比べて取扱性が良い。また袋状フィルタが放射性物質を捕獲している場合、折り畳んだ吹流し型フィルタが保管室に隔離されて長期保管される。このため、濾材をジグザグ形状に折り、このジグザグ形状を維持するためにスペーサ等を使用したプリーツ型のエアフィルタに比べて設置作業性や操作性に優れている。
【０００３】
袋状フィルタとして、フィルタ濾材の基材のガラス繊維シートが直接気流に接することを防いで、気流により、ガラス繊維が剥がされることを防止するとともに濾材の寿命が長寿命となる袋状フィルタが知られている（特許文献１）。
具体的には、袋状フィルタは、ガラス繊維製濾材シートの気流に対して上流側および下流側両面に各々補強シートを貼り合わせ、この２枚のガラス繊維製濾材シートを重ね合わせて一側縁を除いて他の側縁部を覆い布で挟みさらに覆い布の上から糸で縫い合わせて袋状にした袋状フィルタ濾材を用いる。
【０００４】
また、袋状フィルタとして、ガラス繊維ウールを内部に、不織布を前記ガラス繊維ウールの外側面に配設してバグ状に形成された濾材の、前記ガラス繊維の表層全面に網目状補強材を一体的に固着して（例えば接着剤等を用いて）構成されるフィルタも知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６１４２９号公報
【特許文献２】実開平５−４４２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１における袋状フィルタではガラス繊維シート（シート状の綿状繊維層）の破損を抑制できる構造であるが、フィルタ特性（その圧力損失、捕集効率、寿命など）を向上させることは難しい。かつ、上記特許文献１及び特許文献２における袋状フィルタでは、処理風量の大きい空調機で使用された場合、濾材面上の風速分布により部分的に風速の差が大きく、乱流が厳しくなり、局所的にバタつき現象が発生し濾材面が毛羽立って早期に濾材としての性能を失う場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の問題点を解決するために、フィルタ特性（その圧力損失、捕集効率、寿命など）を維持しつつ、濾材中のシート状の綿状繊維層の破損を従来品より抑制することができる袋状フィルタ、吹流し型フィルタ及び袋状フィルタ用濾材の作製方法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】
【０００８】
本発明の一態様は、袋状フィルタである。当該袋状フィルタは、網形状の網部材と、前記網部材の網糸に繊維が絡むことにより前記網部材に一体化して前記網部材に積層されたシート状の綿状繊維層と、を含む一対の積層材が、前記網部材同士が内側に向くように重ね合わされて形成される濾材と、
前記濾材における前記一対の積層材の重ね合わせにより形成される前記濾材の対向する部分が所定距離以上離間しないように前記対向する部分同士を複数の箇所で繋ぐ糸材と、を有する。
【０００９】
前記綿状繊維層は、前記網部材にガラス繊維を吹き付けることで形成された層であることが好ましい。
【００１０】
さらに、前記袋状フィルタは、前記綿状繊維層を支持し、流れるエアを透過する支持層を有し、前記支持層が前記濾材の最外層に設けられている、ことが好ましい。
【００１１】
本発明の他の一態様は、吹流し型フィルタである。当該吹流し型フィルタは、
矩形状の外枠部材と、
前記外枠部材に、一方向に配列して係止される複数の内枠部材と
前記複数の内枠部材のそれぞれに固定された、前記袋状フィルタと、
を備える。
【００１２】
本発明の他の一態様は、袋状フィルタ用濾材の作製方法である。当該作製方法は、
網形状の網部材を搬送する工程と、
一方向に流れるガス流の中でガラス原料を熔解することにより、ガラス繊維を形成させ、該ガラス繊維を搬送中の前記網部材に絡ませて付着させることにより前記網部材に積層した綿状繊維層を有する一対の積層材を作製する工程と、
前記一対の積層材のうち前記網部材同士が内側に向くように重ね合わせ、前記一対の積層材の重ね合わせにより濾材の内側に向く対向する部分が所定距離以上離間しないように糸材により前記対向する部分同士を複数の箇所で繋ぐ工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
上記袋状フィルタ、吹流し型フィルタ及び袋状フィルタ用濾材の作製方法によれば、フィルタ特性（その圧力損失、捕集効率、寿命など）を維持しつつ、濾材であるシート状の綿状繊維層の破損を従来品より抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の吹流し型フィルタの一実施形態である吹流し型フィルタの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す吹流し型フィルタの一部分の構成を示す図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、本実施形態の袋状フィルタの構成を示す図である。
【図４】本実施形態の網部材と、綿状繊維層と、支持層の構成を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、従来の綿状繊維層の一部分が剥離して厚さが薄くなった状態を示す写真である。
【図６】本実施形態の網部材に綿状繊維層を形成する方法を実行するシステムを模式的に示す図である。
【図７】（ａ）,（ｂ）は、比較例、従来例の袋状フィルタの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の袋状フィルタ、吹流し型フィルタ及び袋状フィルタ用濾材の作製方法について詳細に説明する。
図１は、本発明の吹流し型フィルタの一実施形態である吹流し型フィルタ１０の概略構成を示す図である。図２は、吹流し型フィルタ１０の一部分の構成を示す図である。
【００１６】
（吹流し型フィルタ）
吹流し型フィルタ１０は、図１に示されるように、袋状フィルタを多数配置した形態のフィルタユニットである。吹流し型フィルタ１０は、外枠部材１２と、複数の内枠部材１４と、複数の袋状フィルタ１６と、を備える。
外枠部材１２は、矩形形状を成しており、スチール等で構成されている。
内枠部材１４は、矩形形状の枠を成しており、スチール等で構成されている。内枠部材１４は、図２に示すように、袋状フィルタ１６の開口部のサイズに対応するように内枠部材１４のサイズが定められている。袋状フィルタ１６の開口部の周上の縁が内枠部材１４の外周に接するように、内枠部材１４に袋状フィルタ１６が装着される。したがって、袋状フィルタ１６が装着された複数の内枠部材１４は、外枠部材１２に一方向に配列して係止される。このとき、隣接する内枠部材１４同士が、内枠部材１４に設けられた貫通孔を通してネジ１４ａで締結される。これにより、内枠部材１４に袋状フィルタ１６が固定される。さらに、一列に並んだ内枠部材１４のそれぞれの外枠部材１２と接する部分が図示されないネジ等により外枠部材１２に対して固定される。
このようにして、図１に示すような吹流し型フィルタ１０が作製される。
【００１７】
（袋状フィルタ）
図３（ａ），（ｂ）は、袋状フィルタ１６の構成を示す図である。袋状フィルタ１６は、網部材２０と、綿状繊維層２２と、支持層２４と、を含む濾材を有する。この濾材は、網部材２０、綿状繊維層２２、及び支持層２４が積層されて構成されている。網部材２０及び綿状繊維層２２は積層材として予め作製されている。そして、一対の積層材が、袋型の形状になるように、網部材２０同士が内側を向き、支持層２４が外側を向くように重ね合わされて袋状の濾材が形成されている。一対の積層材を構成する網部材２０及び綿状繊維層２２と、支持層２４とを周辺縫製糸１８ａ，１８ｂ，１８ｃで３辺縫製加工することで袋状の濾材の形状が維持される。さらに、一対の積層材が重ね合わされて形成される内側に向く濾材の対向する部分同士が、所定距離以上離間しないように、重ね合わされた対向する部分同士が複数の箇所で糸材２６ａにより繋がれている。
【００１８】
図４は、網部材２０と、綿状繊維層２２と、支持層２４の構成を示している。
網部材２０は、ガラスからなる繊維を複数撚って束ねた網繊維が格子状に配置されて形成されている。網部材２０の網繊維は、例えば２．５〜３．０ｄｔｅｘである。網部材２０における網繊維が配置される矩形形状の一辺の長さ（網目の大きさ）は、例えば３〜７ｍｍであることが、後述する綿状繊維層２２の耐久性を維持して長期間エアフィルタの機能を保持することができる点で、さらに、綿状繊維層２２を一体化して積層材を形成する点で好ましい。網繊維による網の形状は格子状に限らず、三角形状、六角形状等であってもよく、網繊維の網の形状は限定されない。
【００１９】
綿状繊維層２２は、ガラス繊維ウールからなり、例えば、直径０．５〜３．０μｍである。綿状繊維層２２の厚さは、例えば５〜１０ｍｍである。綿状繊維層２２は、エア中の粒子(平均０．７μｍ)を捕集する機能を有する。綿状繊維層２２の捕集効率は、７０％以上（平均０．７μｍの粒子）であることが好ましい。また、綿状繊維層２２の圧力損失は、１００Ｐａ以下であることが好ましい。綿状繊維層２２の目付けは、例えば７〜１０ｋｇ／ｍ2であることが好ましい。
このようなガラス繊維ウールは、網部材２０の網糸にガラス繊維ウールが絡むことにより網部材２０に一体化して網部材２０に積層されている。
【００２０】
支持層２４は、綿状繊維層２２を支持する。支持層２４は、ビニロン、ポリプロピレン、ポリエステルからなる不織布、あるいはガラスネット等が用いられる。支持層２４は、流れるエア中の粒子(平均０．７μｍ)を捕集する機能を有さず、又、圧力損失も略０である。隣接する綿状繊維層２２と一体化されて接合されておらず、糸材２６ａによって、綿状繊維層２２及び網部材２０に対して部分的に固定されているだけである。支持層２４は、綿状繊維層２２と一体化されて接合されていなくても（積層材と一体化されて接合されていなくても）、綿状繊維層２２を支持することができる。
なお、上述した網部材２０も、支持層２４と同様に捕集機能を有さず、圧力損失も略０である。
【００２１】
このように、濾材において、綿状繊維層２２は、網部材２０に対して、接着剤を用いて固着されず、綿状繊維層２２のガラス繊維ウールが網部材２０の網糸に絡むことにより網部材２０に一体化して網部材２０に積層されている。綿状繊維層２２は、ガラス繊維ウールが網部材２０の網糸に絡むように、繊維間を固定するバインダを含んでいる。従来、綿状繊維層２０を網部材２０に積層するために用いられてきた固着、例えば接着剤等を用いて綿状繊維層２２を網部材２０に固着する方法では、綿状繊維層２２が部分的に圧縮されて固着されるため、綿状繊維層２２の嵩が減る。この結果、綿状繊維層２２の捕集効率や圧力損失は影響を受けやすい。このため、本実施形態では、綿状繊維層２２のガラス繊維ウールが網部材２０の網糸に絡むことにより網部材２０に一体化して網部材２０に積層される。
【００２２】
濾材において一対の積層材が重ね合わされた内側の面に網部材２０を設けるのは、綿状繊維層２２のガラス繊維ウールがエアの風圧によって毛羽立ち、さらに部分的にガラス繊維ウールが綿状繊維層２２から剥離して厚さが薄くなり、濾材としての機能を発揮することができなくなるためである。図５（ａ），（ｂ）は、従来の網部材がない袋状フィルタにおいて綿状繊維層の一部分が剥離して厚さが薄くなった状態を示す写真である。網部材２０を設けることにより、圧力損失を増大させること無く、ガラス繊維ウールの毛羽立ち及び綿状繊維層２２からの部分的な離脱を抑制することができる。このような網部材２０の効果をより有効には発揮させる点から、網繊維が配置される網目（矩形形状）の間隔は３〜７ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
図６は、網部材２０に綿状繊維層２２を形成する方法を実行するシステム３０を模式的に示す図である。
システム３０は、駆動ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、金網ベルト３４と、ガラスフィラメント３６と、ガスバーナ３８と、乾燥機４０と、を主に有する。
金網ベルト３４は、駆動ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃに巻きまわされ、駆動ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの回転により金網ベルト３４が矢印方向に移動するように構成されている。
金網ベルト３４の搬送方向上流側には、ガラスフィラメント３６とガスバーナ３８とが設けられている。乾燥機４０は、金網ベルト３４の搬送方向の下流側に設けられている。
【００２４】
網部材２０は、駆動ローラ３０ａ，３０ｂ，３０ｃによって移動する金網ベルト３４に載せられて移動して搬送される。このとき、ガラスフィラメント３６（フィラメント直径０．３ｍｍ）の先端部がガスバーナ３８からの高温・高圧の燃焼ガスにより溶融され、ガラスフィラメント３６は細かなガラス繊維ウールとなり、金属ベルト３４によって移動する網部材に２０に吹き付けられる。ガラス繊維ウールが網部材２０に向かうガスの流れには液体状態のバインダ４２がガス流に供給される。これにより、網部材２０にガラス繊維ウールが絡んで、綿状繊維層２２が形成される。
【００２５】
金網ベルト３４の内側には、図示されない吸気口が設けられ、この吸気口は、網部材２０を通過したガス流を吸引するように負圧の雰囲気をつくっており、ガラス繊維ウールをガラスフィラメント３６から網部材２０の方向に向かって引っ張るとともに、金網ベルト３４の網からすり抜けて通過したガラス繊維ウールを吸引し回収する。
金網ベルト３４によって搬送される網部材２０には、ガラス繊維ウールが網部材２０の網繊維に絡んで徐々に付着し、これにより綿状繊維層２２が形成される。網状繊維層２２は、搬送中に徐々に冷却される一方、乾燥機４０に搬送されて、乾燥される。
このようにして、網部材２０の網繊維にガラス繊維ウールが絡むことにより、網部材２０と一体化した綿状繊維層２２が形成される。綿状繊維層２２の目付けは、金網ベルト３４の搬送速度及びガラス繊維ウールを吹き付けるためのガスの流速等を制御することにより行われる。
【００２６】
すなわち、網部材２０、綿状繊維層２２、及び支持層２４を有する濾材を作製する方法では、まず、網形状の網部材２０を金網ベルト３４によって搬送する。このとき、一方向に流れるガス流の中でガラス原料であるガラス繊維フィラメント３６を熔解することにより、ガラス繊維ウールを形成させ、このガラス繊維ウールを搬送中の網部材２２に付着させることにより網部材に積層した綿状繊維層２２を有する一対の積層材を作製する。
次に、この一対の積層材のうち網部材２２が内側に向くように一対の積層材が図示されない機材を用いて重ね合わされ、この重ね合わせにより内側に向いて対向する部分が所定距離以上離間しないように糸材２６ａにより、上記対向する部分同士が複数の箇所で繋がれる。上記対向する部分は、最外層の支持層２４から糸材２６ａで繋げられている。
さらに、重ね合わされた一対の積層材の縁のうち、袋の開口部となる部分を除いた縁の部分が、図示されない機材を用いて、糸で縫い合わせられて袋形状にされる。
このようにして、袋状フィルタ用濾材は作製される。
［実験例］
【００２７】
本実施形態の袋状フィルタ用濾材の効果を調べるために、図１に示す吹流し型フィルタを作製して濾材に用いる綿状繊維層の剥離の有無を調べた。
作製した吹流し型フィルタは、比較例１，２と、実施例１である。
実施例１は、図３に示す形態であり、綿状繊維層２２のガラス繊維ウールが網部材２０の網糸に絡んで網部材２０と一体化されている。実施例１では、厚さ０．５ｍｍ、網目の大きさ５ｍｍのガラス繊維からなる網部材２０を用いた。綿状繊維層２２は、目付け４５ｇ／ｍ2で厚さが７ｍｍであり、綿状繊維層２２の捕集効率（直径０．７μｍの粒子）は、８５〜９０％であり、圧力損失は、３０〜４０Ｐａである。支持層２４は目付け４０ｇ／ｍ2で、厚さが０．５ｍｍであるポリエステルからなる不織布を用いた。
比較例１は、図７（ａ）に示すように、綿状繊維層２２を内側に、支持層２４を外側に重ね、濾材のうち互いに対向する部分を複数の箇所で糸材２６ａで繋げた構成である。比較例１では、実施例１の綿状繊維層２２と支持層２４と同様のものを用いた。
比較例２は、図７（ｂ）に示すように、実施例１と同じ層構成であるが、網部材２０と綿状繊維層２２を接着剤で固着させて一体化した形態である。比較例２では、実施例１の網部材２０と綿状繊維層２２と支持層２４と同様のものを用いた。
【００２８】
このようなエアフィルタ用濾材を用いた吹流し型フィルタを用いて、風速６．２ｍ／秒、風速７．７５ｍ／秒の２種類でエアを長時間吹き流して、綿状繊維層２２の剥離の有無を調べた。風速６．２ｍ／秒、風速７．７５ｍ／秒はそれぞれ、通常用いられる風速の２倍、２．５倍である。綿状繊維層２２の剥離の有無は、１時間経過する度に、濾材の表面を目視で観察して判断した。
【００２９】
比較例１では、風速６．２ｍ／秒（通常の風速の２倍）において、実験開始後２時間で綿状繊維層２２の剥離が確認された。
また、比較例１では、風速７．７５ｍ／秒（通常の風速の２．５倍）において、実験開始後１時間で綿状繊維層２２の剥離が確認された。
これに対して、比較例２では、風速６．２ｍ／秒（通常の風速の２倍）において、実験開始後５時間経過しても綿状繊維層２２の剥離は確認されなかったが、風速７．７５ｍ／秒（通常の風速の２．５倍）において、実験開始後６時間後に、綿状繊維層２２の剥離が確認された。
【００３０】
実施例１では、風速６．２ｍ／秒（通常の風速の２倍）において、実験開始後５時間経過しても綿状繊維層２２の剥離は確認されなかった。風速７．７５ｍ／秒（通常の風速の２．５倍）においても、実験開始後１０時間経過しても、綿状繊維層２２の剥離が確認されなかった。
これより、本実施形態は、濾材であるガラス繊維ウールやガラス繊維シート等の剥離による破損を抑制することができることがわかる。また、支持層２４や網部材２０は、圧力損失に影響を与えないので、フィルタ特性を維持することができる。
【００３１】
本実施形態では、綿状繊維層２２は、網部材２０にガラス繊維を吹き付けることで形成された層であるので、接着剤を用いて固着させる場合に比べて、綿状繊維層２２を圧縮することはないので、捕集効率や圧力損失に影響を与えにくい。
また、綿状繊維層２２を支持し、流れるエアを透過する支持層２４が濾材の最外層に設けられているので、より一層綿状繊維層２２の剥離を抑制することができる。
袋状フィルタ用濾材の作製方法では、一方向に流れるガス流の中でガラス原料を熔解して作られるガラス繊維を搬送中の網部材２０に絡ませて付着させることにより網部材２０に積層した綿状繊維層２２を形成するので、網部材２０に容易に綿状繊維層２２を形成させることができる。
【００３２】
以上、本発明の袋状フィルタ、吹流し型フィルタ及び袋状フィルタ用濾材の作製方法について詳細に説明したが、本発明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してもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  吹流し型フィルタ
１２  外枠部材
１４  内枠部材
１６  袋状フィルタ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ  周辺縫製糸
２０  網部材
２２  綿状繊維層
２４  支持層
２６ａ  糸材
３０  システム
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  駆動ローラ
３４  金網ベルト
３６  ガラスフィラメント
３８  ガスバーナ
４０  乾燥機
４２  バインダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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