(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアフィルタリングデバイスであって、
基部と、
前記基部に機能的に取り付けられたファンと、
前記基部に着脱可能に取り付けられたエアフィルタバッグであって、
３５ｃｍ〜５０ｃｍの高さ、
１０ｃｍ〜４０ｃｍの公称直径、及び
６５°〜８３°の第１のテーパ角度を有し、前記エアフィルタバッグが不織布材料を有する、エアフィルタバッグと、
実質的に空気不透過性の外スリーブと、を含み、
前記エアフィルタバッグが前記エアフィルタリングデバイスで使用される場合、前記エアフィルタバッグを出る空気の面速度が次の式で計算され、
【数１】
0006557263.tif 000009
前記面速度が２〜１８ｍ／分（６〜６０ｆｐｍ）である、エアフィルタリングデバイス。
【請求項２】
ガセットを更に備える、請求項１に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項３】
前記ガセットが、４２°〜４８°のガセットテーパ角度及び１０．２ｃｍ未満の深さを有する、請求項２に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項４】
エアフィルタリングデバイスであって、
基部と、
前記基部に機能的に取り付けられたファンと、
前記基部に着脱可能に取り付けられたエアフィルタバッグであって、
３５ｃｍ〜５０ｃｍの高さ、
１０〜４０ｃｍの公称直径、
第１のテーパ角度、
４２°〜４８°のガセットテーパ角度及び１０．２ｃｍ未満の深さを有するガセット、
を備え、前記エアフィルタバッグが不織布材料を有する、エアフィルタバッグと、
実質的に空気不透過性の外スリーブと、を含み、
前記エアフィルタバッグが前記エアフィルタリングデバイスで使用される場合、前記エアフィルタバッグを出る空気の面速度が次の式で計算され、
【数２】
0006557263.tif 000010
前記面速度が２〜１８ｍ／分（６〜６０ｆｐｍ）である、エアフィルタリングデバイス。
【請求項５】
密度が、２０ｋｇ／ｍ3〜６０ｋｇ／ｍ3である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項６】
前記エアフィルタバッグが不織布を有し、前記不織布が、１〜３ｍｍの厚さ、２０ｋｇ／ｍ3〜６０ｋｇ／ｍ3の密度、並びに総体積の少なくとも１５％が半径５０μｍ未満の気孔、総体積の少なくとも４０％が半径５０μｍ〜１００μｍの気孔、及び総体積の少なくとも１０％が半径２００μｍ超の気孔の気孔容積分布を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項７】
前記エアフィルタバッグが、２０〜１２０ｇｓｍの総凝集体坪量を有する不織布から作製されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項８】
前記エアフィルタバッグが、１ｍｍ〜３ｍｍの厚さを有する水流交絡不織布から作製されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項９】
前記第１のテーパ角度が７８°〜８３°である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項１０】
前記エアフィルタバッグが、０．１ｍ2〜１ｍ2の空気流表面積を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項１１】
寿命終了検知センサを更に備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のエアフィルタリングデバイス。
【請求項１２】
エアフィルタリングデバイスであって、
基部と、
前記基部に機能的に取り付けられたファンと、
前記基部に着脱可能に取り付けられたエアフィルタバッグであって、
３５ｃｍ〜５０ｃｍの高さ、
１０〜４０ｃｍの公称直径、
７８°〜８３°の第１のテーパ角度、
４２〜４８°のガセットテーパ角度及び１０．２ｃｍ未満の深さを有するガセット、
を備え、
前記エアフィルタバッグが不織布から作製されており、前記不織布が、１〜３ｍｍの厚さ、２０ｋｇ／ｍ〜６０ｋｇ／ｍ3の密度、並びに総体積の少なくとも１５％が半径５０μｍ未満の気孔、総体積の少なくとも４０％が半径５０μｍ〜１００μｍの気孔、及び総体積の少なくとも１０％が半径２００μｍ超の気孔の気孔容積分布を有する、エアフィルタバッグと、
実質的に空気不透過性の外スリーブと、を含み、
前記エアフィルタバッグが前記エアフィルタリングデバイスで使用される場合、前記エアフィルタバッグを出る空気の面速度が次の式で計算され、
【数３】
0006557263.tif 000011
前記面速度が２〜１８ｍ／分（６〜６０ｆｐｍ）である、エアフィルタリングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入る空気流から粉じん及び微粒子を濾過して、濾過されたの空気流中の微粒子を低減するエアフィルタバッグに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気は、人間が吸入するか別の方法で接触すると有害な効果をもたらすにおい（例えばたばこの煙）、ＶＯＣ、微生物（例えば、細菌、ウイルス、かび）、微粒子（例えば粉じん）などの多くの汚染物質を含む。微粒子単独では、人の免疫反応を引き起こすことのある角質、ペットのフケ、イエダニの糞、及びその他の微視的（５マイクロメートル未満の大きさ）微粒子を含む。
【０００３】
当技術分野で周知の、空気から微粒子を除去することを目的としたいくつかのエアフィルタ及びエアフィルタリングデバイスがある。多くの場合、かかるエアフィルタリングデバイスは、微粒子を濾過するために平面的なエアフィルタを使用する。米国特許第４，３３６，０３５号は、特定の大きさのフィルタバッグ（例えば、頂部半径、底部半径、バッグ長さ）での産業用途のためのテーパ状のフィルタバッグを開示している。また、米国特許第７，８３２，５６７号、欧州特許第０９７９６６９号、及び英国特許第８１７０１１号は、産業用途のためのテーパ状フィルタバッグを開示しているが、大きさ又はテーパ角度のいずれも特定していない。以前のエアフィルタリングバッグの欠点の１つは、エアフィルタバッグを通る空気流であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３３６，０３５号
【特許文献２】米国特許第７，８３２，５６７号
【特許文献３】欧州特許第０９７９６６９号
【特許文献４】英国特許第８１７０１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、空気から微粒子をコスト効果的に除去し、かつ使い易さなどの消費者に優しい機能を含む、改良されたエアフィルタバッグ及び空気を濾過する方法が引き続き求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態により、約３５ｃｍ〜約５０ｃｍの高さ、約１０〜約４０ｃｍの公称直径、及び約６５°〜約８３°の第１のテーパ角度を有する、エアフィルタバッグが提供される。
【０００７】
本発明の別の実施形態により、約３５ｃｍ〜約５０ｃｍの高さ、約１０〜約４０ｃｍの公称直径、第１のテーパ角度、約４２°〜約４８°のガセットテーパ角度及び約１０．２ｃｍ未満の深さを有するガセットを備える、エアフィルタバッグが提供される。
【０００８】
本発明の更に別の実施形態により、約３５ｃｍ〜約５０ｃｍの高さ、約１０〜約４０ｃｍの公称直径、約７８°〜約８３°の第１のテーパ角度、約４２〜約４８°のガセットテーパ角度及び約１０．２ｃｍ未満の深さを有するガセットの、エアフィルタが提供され、上記エアフィルタバッグは不織布から作製されており、不織布は、約１〜約３ｍｍの厚さ、約２０ｋｇ／ｍ3〜約６０ｋｇ／ｍ3の密度、並びに総体積の少なくとも約１５％が半径約５０μｍ未満の気孔、総体積の少なくとも４０％が半径約５０μｍ〜約１００μｍの気孔、及び総体積の少なくとも１０％が半径約２００μｍ超の気孔の気孔容積分布を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本明細書は、本発明を具体的に指摘しかつ明確に請求する請求項により結論とされるものであるが、本発明は、添付図面と併せて提供される以下の説明から更なる理解が得られると考えられる。
【図１】本発明によるエアフィルタリングデバイスの一実施形態を示す。
【図２】図１のエアフィルタリングデバイスの断面図を示す。
【図３】図１のエアフィルタリングデバイスの分解図を示す。
【図４】図２のデバイスの断面図を示し、デバイスの基部（すなわち外スリーブ、エアフィルタ及び関連部品を取り外したデバイス）のみを示す。
【図５】図４の基部の分解図である。
【図６Ａ】本発明によるエアフィルタバッグの一実施形態を示す。
【図６Ｂ】本発明によるガセットを有するエアフィルタバッグの一実施形態を示し、取り付け部材を有する底部を除去するための切断線を示す。
【図６Ｃ】本発明によるガセットを伴わないエアフィルタバッグの一実施形態を示し、取り付け部材を有する底部を除去するための切断線を示す。
【図７Ａ】図１及び図２の線ＬＡに沿って切った外スリーブの切欠断面図を示す。
【図７Ｂ】本発明による外スリーブの別の実施形態を示す。
【図８】本発明によるエアフィルタリングデバイスの静圧及び空気流量、並びにエアフィルタと外スリーブとの間に異なる空間隙間を有することに伴うデバイス内の圧力損失を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜３を参照すると、空気を濾過するためのデバイス１０の例示的実施形態が示されている。デバイス１０は、基部２０と、基部に機能的に取り付けられたファン４０と、基部に着脱可能に取り付けられたエアフィルタバッグ５０と、実質的に空気不透過性の外スリーブ８０と、を含み得る。デバイス１０には、交換式又は充電式バッテリ、ＡＣコンセント（ＡＣ直接駆動又は適切なＡＣ−ＤＣ電源）、自動車ＤＣ電源、太陽電池等により電力を供給することができる。
【００１１】
大きさが約０．１マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲となり得る微粒子又はその他の汚染物質を有する流入空気がデバイス１０に入ると、流入空気はエアフィルタバッグ５０を通じて濾過されるため、流出空気中の微粒子が減少する。
【００１２】
本発明のエアフィルタバッグ５０は基部２０から長手方向に延出し、かつ基部２０の空気出口２４と空気流連通している。エアフィルタバッグ５０は、基部２０にエアフィルタバッグ５０を着脱可能に取り付ける少なくとも１つの取り付け部材５２を含んでもよい。取り付け部材５２には、クリップ、弾性バンド、把持材、フックアンドループファスナ等が挙げられる。また、取り付け部材５２は、化学的（例えば除去可能な接着剤）、磁気的、又は静的密着要素を含んでもよい。１つの締結法は、ファン４０に電気的に接続されて、エアフィルタ５０が適切に係合するとファン４０に電源を入れる機械的なスイッチに係合するタブを設けることである。
【００１３】
取り付け部材５２の構築により、ギャザー又は非ギャザーの開口部を有するエアフィルタバッグ５０がもたらされる。エアフィルタバッグ５０がギャザー開口部を有するか、非ギャザー開口部を有するかを決定するために、取り付け部材５２を有するエアフィルタ開口部５４及び取り付け部材５２を有さないエアフィルタ開口部５４の周径を測定することができる。取り付け部材を有さないエアフィルタ開口部５４の周径が、取り付け部材を有するエアフィルタ開口部の周径の約５％より大きい場合、エアフィルタバッグ５０は、ギャザー開口部を有するとみなされる。取り付け部材を有さないエアフィルタ開口部の周径が、実質的に同じ（すなわち、取り付け部材を有するエアフィルタ開口部の周径との違いが約５％以下）である場合、エアフィルタバッグ５０は、非ギャザー開口部を有するとみなされる。ギャザー開口部を作り出す方法の１つは、エアフィルタバッグ５０の開口部５４の周囲に張力をかけた弾性バンドを取り付け、その後、この弾性バンドの張力を解放することである。
【００１４】
エアフィルタバッグ５０は、約０．１ｍ2〜約１ｍ2（約１．０８ｆｔ2〜約１０．７６ｆｔ2）、又は約０．１ｍ2〜約０．６ｍ2（約１．０８ｆｔ2〜約６．４６ｆｔ2）、又は約０．１５ｍ2〜約０．５ｍ2（約１．６１ｆｔ2〜約５．３８ｆｔ2）、又は約０．２ｍ2〜約０．４ｍ2（約２．１５ｆｔ2〜約４．３１ｆｔ2）の空気流表面積を有し得る。空気流表面積とは、本明細書で使用する場合、エアフィルタバッグ５０を通る空気が流れる透過可能面積である。この空気流表面積は、エアフィルタバッグ５０を折り目又はプリーツが全くない状態で単一面上に広げて置き、その後、総表面積を測定することにより測定される。測定されるエアフィルタバッグ５０の空気流表面積は、エアフィルタの同部分を空気が流れるのを物理的又は化学的バリア（例えば、フィルタの縁部の構造又はコーティング）が妨げる領域を全く含まなくてもよい。広い空気流表面積はエアフィルタバッグ５０を通る空気の面速度の低下を可能とし圧力損失が低下するため、広い空気流表面積を持つエアフィルタを用いることが望ましい場合がある。これにより、特定量の電力に対し、ファン４０からの空気流量（すなわちＣＦＭ）を増加することが可能になる。空気流表面積が広いほどファン４０が必要とする電力が低下するため、デバイスの静音化も可能になる。
【００１５】
本発明のエアフィルタバッグ５０は、約１．８３ｍ／分〜約１８．２９ｍ／分（６ｆｐｍ〜約６０ｆｐｍ）、又は約７．６２ｍ／分〜約１５．２４ｍ／分（２５ｆｐｍ〜約５０ｆｐｍ）、又は約７．６２ｍ／分〜約１２．１９ｍ／分（２５〜約４０ｆｐｍ）の平均面速度を有し得る。一実施形態において、エアフィルタの面速度は約１０．９７ｍ／分（３６ｆｐｍ）である。エアフィルタの面速度は、空気がエアフィルタバッグ５０の外面を出るときの空気の速度である。エアフィルタバッグの外面は、空気がエアフィルタバッグ５０の内面から外面へと流れるように、エアフィルタバッグの内面の下流側にある。本発明と同様に、空気がファンからエアフィルタバッグに直接送られる（すなわち、ファンとエアフィルタへの入口点との間で空気が漏れない）構成では、エアフィルタの面速度は以下のように算出される。
【００１６】
【数１】
0006557263.tif 000002
【００１７】
本発明のエアフィルタバッグ５０は、単一の繊維層又は複数の層から形成してもよい。エアフィルタバッグ５０は不織布を含んでもよい。本明細書で使用される、及びＥＤＡＮＡ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｓ  ａｎｄ  Ｎｏｎ−ｗｏｖｅｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）により定義される「不織布」は、手段によってウェブへと形成され、かつ製織又は製編を除いた任意の手段によって互いに結合された任意の性質又は由来の繊維、連続フィラメント又は細断糸（chopped yarn）のシートを意味する。不織布は、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン）、ポリエステル、ポリアミド、合成セルロース（例えば、ＲＡＹＯＮ（登録商標））及びこれらのブレンドなどの、合成繊維、又はフィラメント、又は天然繊維、又は消費者から回収された材料繊維からなるものであってもよい。綿又はそのブレンドなどの天然繊維もまた有用である。不織布がどのように形成され得るかについての非限定的な例としては、メルトブロー、カーディング処理スパンレース、カーディング処理樹脂接合、ニードルパンチ、ウェットレイド、エアレイド、スパンボンド及びこれらの組み合わせが挙げられる。不織布エアフィルタは約２０〜約１２０ｇｓｍの坪量を有してよく、不織布又は濾材の坪量は修正ＥＤＡＮＡ  ４０．３９０（１９９６年２月）の方法に従う以下の方法により測定される。
１．好ましくはあらかじめ切り出された金属ダイ及びダイプレスを用いて、不織布又は濾材の少なくとも３つの片を特定の既知の寸法に切断する。各試験片は、通常、少なくとも０．０１ｍ2の面積を有する。
２．天秤を使用して、各試験片の質量（ｇ）を測定する。以下の式を用いて、坪量（単位面積当たりの質量）（ｇ／ｍ2）（「ｇｓｍ」）を計算する。
【００１８】
【数２】
0006557263.tif 000003
３．全ての試験片について数値平均坪量を報告する。
４．限られた量の不織布又は濾材のみしか入手できない場合、坪量は、可能な限り最大の矩形である１つの片の坪量として測定及び報告してもよい。
【００１９】
本発明によるエアフィルタバッグ５０は、本願と同一譲受人に譲渡された米国特許第６，３０５，０４６号、第６，４８４，３４６号、第６，５６１，３５４号、第６，６４５，６０４号、第６，６５１，２９０号、第６，７７７，０６４号、第６，７９０，７９４号、第６，７９７，３５７号、第６，９３６，３３０号、第Ｄ４０９，３４３号、第Ｄ４２３，７４２号、第Ｄ４８９，５３７号、第Ｄ４９８，９３０号、第Ｄ４９９，８８７号、第Ｄ５０１，６０９号、第Ｄ５１１，２５１号、及び／又は第Ｄ６１５，３７８号に従って作製することができる。繊維の疎水性又は親水性の程度は、除去される微粒子又は悪臭の種類、提供される添加剤の種類、生分解性、有用性及びこのような事項の組み合わせのいずれかの点におけるエアフィルタの所望の目的に応じて最適化してよい。
【００２０】
一実施形態において、エアフィルタバッグ５０は、プレフィルタ層と、機能層と、支持層と、を含む、３層不織布である。この手法において、プレフィルタ層はエアフィルタバッグ５０の上流側にあり、より大きな微粒子（例えば１０マイクロメートル超）のふるいとして機能する。本明細書で使用する場合、「上流側」とは、エアフィルタリングデバイスを通る空気流を測定する際に、基準位置から時間的に早い空気流路９０内の位置を意味する。プレフィルタ層は、水流交絡ポリエステル、ポリプロピレン（「ＰＰ」）又はそれらの混合物などの嵩高い構造からなる。機能層は、より小さな粒子（例えば約２．５マイクロメートル未満）を捕捉し、任意の悪臭処理剤を含む層として機能し得る。機能層は、メルトブロー又はスパンボンド不織布から作製することができる。支持層は、粒子を捕集するエアフィルタを視覚的に示すための高対比の結合／非結合領域を含み得る。支持層（supporting layer）は、エアフィルタバッグ５０に要求される構造／剛性を提供する。支持層は、スクリム又は開口フィルム（aperture film）から作製することができる。
【００２１】
選択される不織布の種類及び製造方法は、空気濾過効率及び圧力損失、更には、デバイス１０から約２４〜約７１リットル／秒（「Ｌ／ｓ」）（５０〜約１５０立方フィート／分（「ＣＦＭ」））の空気を送るためにファン４０から必要とされる圧力に大きな影響を及ぼす場合がある。濾過が好適でありかつ圧力損失が低い材料の１つは、水流交絡ＰＥＴ繊維の構造／支持を付与するための１０〜２０ｇｓｍスパンボンドＰＰ層を有するポリエチレンテレフタレート（「ＰＥＴ」）繊維からなる６０ｇｓｍ水流交絡不織布である（本明細書中では集合的に「６０ｇｓｍ  ＨＥＴ」と呼ばれる）。水流交絡プロセスにより、同じ坪量に対してより低い圧力損失を可能にする１ｍｍ〜３ｍｍの厚さをこの構造において実現することができる。厚さは修正ＥＤＡＮＡ  ３０．５−９０（１９９６年２月）の方法に従う以下の方法により測定する。
１．機器設定には以下を含むべきである。
ａ．脚部直径：４０．５４ｍｍ（１．５９６インチ）
ｂ．脚部面積：１２．９０ｃｍ2（２インチ2）
ｃ．脚部重量：９０．７２グラム（０．２ｌｂｓ）
ｄ．脚部圧力：７．０３グラム／ｃｍ2（０．１ｐｓｉ、０．６９ｋＰａ）
ｅ．滞留時間：１０秒
２．少なくとも４つの位置、理想的には１０の位置を測定する。全て単一層でありかつ折り目のないものとすべきである。折り目を除去するために材料を平らにしたりアイロンをかけたり引っ張ったりしないこと。試験片は押さえ（pressure foot）の面積よりも大きくする必要がある。
３．折り目のない試料を滞留時間の間、押さえの下に置き、厚さ（ｍｍ）を測定する。
４．全ての試験片について数値平均を報告する。
【００２２】
意味のある効率を提供しつつも低い圧力損失を有するためには、約６０ｋｇ／ｍ3未満のエアフィルタ密度が望まれ得るということが判明した。６０ｇｓｍのＨＥＴ材料によって、約２０〜約６０ｋｇ／ｍ3の密度を提供することができる。これにより、本明細書中に記載されるデバイス１０に良好なエアフィルタ効率及び低い圧力損失を提供する不織布となる。これは、繊維が厚さ全体に広がるためより多くの空気流経路が得られ、その結果、繊維間の接触が減少し、粒子を捕捉するために利用可能な繊維表面積が広くなるためである。所与の坪量に対する厚さを得るための他の手法としては、通気接着（air through bonding）、エアレイド、ニードルパンチ及びカーディング処理された樹脂接合材料が挙げられるが、これらに限定されない。エアフィルタバッグ５０の密度は、以下の等式を用いて算出される。
【００２３】
【数３】
0006557263.tif 000004
【００２４】
良好に濾過するが圧力損失がより高い別の不織布は、３４ｇｓｍ  ＰＰメルトブロー不織布に結合され、別の１７ｇｓｍ  ＰＰスパンボンド不織布に結合された、１０ｇｓｍ  ＰＰスパンボンド不織布を含む５９ｇｓｍスパンボンド／メルトブロー／スパンボンド（「ＳＭＳ」）積層体である（本明細書では集合的に「５９  ＳＭＳ」と呼ばれる）。両材料は似たような坪量を有するが、大きく異なる厚さ及び密度、ゆえに圧力損失を有する。６０ｇｓｍ  ＨＥＴ材料は約１ｍｍ〜約３ｍｍの厚さを有し、５９  ＳＭＳ構造は約１ｍｍ未満の厚さを有するため、６０ｋｇ／ｍ3を超える密度となる。６０ｇｓｍ  ＨＥＴ材料は単回通過効率（single pass efficiency）がより低いが、圧力損失も２〜３倍低いため、空気流量の増加、騒音の低下、又は所与のファンに必要な電力の低減を可能にする。６０ｇｓｍ  ＨＥＴ材料又は約６０ｋｇ／ｍ3未満の密度を有する任意の材料も、メルトブロー材料又はＳＭＳ材料などのより高密度のフィルタに比べて空気流を制限し始めるまでにより多くの塵／微粒子を保持することができるという利点を有し、これもまた、エアフィルタバッグ５０の寿命全体におけるファンの空気流量に影響を及ぼす可能性がある。
【００２５】
不織布の気孔容積分布は不織布の気孔率を特徴付ける。好ましい気孔容積分布を持つ不織布は、総体積の少なくとも約１５％が半径約５０μｍ未満の気孔、総体積の少なくとも約４０％が半径約５０μｍ〜約１００μｍの気孔、及び総体積の少なくとも約１０％が半径約２００μｍ超の気孔であるということを見出し、気孔容積分布は、以下に示す累積気孔容積試験法による測定値を用いて算出される。
【００２６】
累積気孔容積試験法
試験前に温度２３℃±２．０℃及び相対湿度４５％±１０％で最低１２時間調整した試料に対して、以下の試験法を実施する。全ての試験は同一環境条件下及びそのように調整した室内で実施する。損傷した製品はどれも廃棄する。皺、破れ、穴などのような欠陥を有する試料は、試験しないこと。全ての計器は、製造業者の仕様書に従って較正する。本明細書に記載されたように調整された試料は、本発明の目的上、乾燥試料（例えば「乾燥繊維状シート」）であるとみなされる。任意の所与の被試験材料に対して少なくとも４つの試料を測定し、これら４つの複製の結果を平均して最終的な報告値を得る。４つの複製試料はそれぞれ５５ｍｍ×５５ｍｍの寸法を有する。
【００２７】
気孔容積測定はＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｎ．Ｊ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．に所在のＴｅｘｔｉｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＴＲＩ）／Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｉｎｃ．）で行う。ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒは、多孔質材料の気孔容積分布（例えば、有効気孔半径１〜１０００μｍの範囲内の異なる大きさの気孔容積）を測定するための自動コンピュータ制御機器である。Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｒｅｌｅａｓｅｓ  ２０００．１若しくは２００３．１／２００５．１、又はＤａｔａ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｒｅｌｅａｓｅ  ２０００．１（ＴＲＩ  Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ  Ｉｎｃ．から入手可能）などのコンピュータプログラム及び表計算プログラムを使用して、測定データを取り込み、分析を行う。ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒについての更なる情報、その動作及びデータ処理については、参照により本明細書に組み込まれる論文Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（１９９４），ｖｏｌｕｍｅ  １６２，ｐａｇｅｓ  １６３〜１７０に掲載された、Ｂ．Ｍｉｌｌｅｒ  ａｎｄ  Ｉ．Ｔｙｏｍｋｉｎによる、「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｒｙ：Ｎｅｗ  Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」に記載されている。
【００２８】
本出願で使用する場合、多孔度測定は、周囲の空気圧が変化するときに多孔質材料に入る又はそこから出る液体の増分を記録することを伴う。試験チャンバ内の試料は、精密制御された空気圧の変化に曝露される。空気圧が増加又は減少するにつれて、異なるサイズの孔群が液体を排出又は吸収する。気孔径分布又は気孔容積分布は、対応する圧力にて機器により測定した各気孔径群の取り込み容積（volume of uptake）の分布として、更に特定することができる。各群の気孔容積は、対応する気圧で機器により測定したこの液体の量に等しい。総累積流体取り込み量は、吸収した流体の総累積容積として測定される。気孔の有効半径は以下の関係による圧力差に関係する。
圧力差＝［（２）γ  ｃｏｓ  Θ］／有効半径
式中、γ＝液体表面張力、及びΘ＝接触角である。
【００２９】
この方法では、上記等式を用いて、定数及び機器制御圧に基づき有効気孔半径を算定する。
【００３０】
自動化機器は、液体を吸収するために圧力を減少させる（気孔径を増大させる）、又は液体を排出するために圧力を増加する（気孔径を減少させる）のいずれかにより、試験チャンバの空気圧を使用者指定の増分で変えることにより動作する。各圧力増分において吸収又は排出される液体体積は、直前の圧力設定と最新の設定との間における全気孔の群の累積容積である。ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒは、試験片の総気孔容積への気孔容積の寄与を報告し、所与の圧力及び有効半径における容積及び重量も報告する。これらのデータから、圧力−容積曲線を直接生成することができ、曲線はまた、一般に、多孔質媒体を説明する又は特徴付けるために使用される。
【００３１】
ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒのこの用途では、この液体は、９９．８重量％の蒸留水中のオクチルフェノキシポリエトキシエタノール（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｃｏ．（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ．）からのＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００）の０．２重量％溶液（溶液の比重は約１．０）である。機器計算定数は以下の通りである：ρ（密度）＝１ｇ／ｃｍ3、γ（表面張力）＝３１ダイン／ｃｍ、ｃｏｓΘ＝１。１．２マイクロメートルのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｍｉｘｅｄ  Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  Ｅｓｔｅｒｓ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｅｄｆｏｒｄ，ＭＡ）、カタログ番号ＲＡＷＰ０９０２５）を試験チャンバの多孔質プレート上で使用する。重量約３２ｇのプレキシガラスプレート（機器と共に供給された）は、試料がＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｆｉｌｔｅｒ上に確実に平らに置かれるように、試料上に配置される。試料に追加の重量はかけない。
【００３２】
試験チャンバ内の任意の表面及び／又は縁部効果について考察するために、ブランク条件（プレキシガラスプレートとＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｆｉｌｔｅｒとの間に試料はない）を実施する。このブランク試験の実施で測定される気孔容積はいずれも、試験試料の該当気孔群から引かれる。試験試料として、重量約３２ｇの４ｃｍ×４ｃｍプレキシガラスプレート（機器とともに供給された）が、測定中、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅフィルタ上に試料が確実に平らに置かれるように試料上に配置される。試料に追加の重量はかけない。
【００３３】
この用途の気孔径（圧力）（μｍを単位とする有効気孔半径）の順序は、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００である。
【００３４】
これらの圧力値は前進１曲線及び後退１曲線（Advancing 1 and Receding 1 curves）を生成するために用いられる。この順序は乾燥した状態の試料から開始され、圧力が減少するにつれて試料を飽和させ（すなわち前進１曲線）、その後続いて圧力が再び増加するにつれて流体を排出する（すなわち後退１曲線）。
【００３５】
ＴＲＩ／Ａｕｔｏｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒは各圧力レベルにおける液体の累積重量（ｍｇ）を測定し、試料のそれぞれの累積気孔容積を報告する。これらのデータ及び元の乾燥試料の重量から、任意の測定圧力レベルにおける累積気孔容積／試料重量の比率を算出し、ｍｍ3／ｍｇで報告することができる。この試験法の場合、累積気孔容積は後退１曲線において特定され、ｍｍ3／ｍｇで報告され、ＴＲＩ機器から得られる。
【００３６】
同様の坪量における高厚さ及び低密度により、フィルタ材料が良好な空気流を有する一方で、なお、粒子を静電気的に引きつける及び／又は機械的に濾過するための広い繊維表面積も有することが可能になる。この静電による利点は、毛髪、皮膚及び綿などの正に帯電した粒子を引きつけるのを助けるために、帯電列において負に帯電した（negatively changed）ＰＰ繊維又はその他の材料／コーティングを利用することによって更に高めることができる。任意に、エアフィルタ材料は、ファンがフィルタ材料を通して空気を吹き込むときに材料が小微粒子を引きつけるための電荷を維持するのを助けるよう、製造現場でのコロナ処理により静電気的に帯電させることができる。改良された粒子捕捉を提供し得る別の手法は、粒子を含む空気がファン４０によりエアフィルタ５０を通るときに粒子がフィルタ材料に引きつけられるように空気中の粒子上に電荷を作り出すのを助けるため、デバイスを電離することである。
【００３７】
本発明のエアフィルタバッグ５０は、少なくとも約３０ｇ／ｍ2、あるいは少なくとも約５０ｇ／ｍ2、あるいは少なくとも約７０ｇ／ｍ2の総坪量を有し得る。本エアフィルタバッグ５０の総坪量は、通常、約２００ｇ／ｍ2以下、あるいは約１５０ｇ／ｍ2以下、あるいは約１００ｇ／ｍ2以下である。総坪量は上述の坪量の等式を用いて測定することができる。
【００３８】
エアフィルタバッグ５０は空気からの微粒子除去を向上させるため、空気を浄化するため、抗菌力を提供するなどのために、空気処理剤を含んでもよい。空気浄化剤は、抗菌剤、抗ウイルス剤、又は抗アレルゲン剤；イオン性及び非イオン性界面活性剤；湿潤剤；過酸化物；米国特許公開第２０１２／０１８３４８８号及び同第２０１２／０１８３４８９号に記述されているものを含む、イオン性及び非イオン性ポリマー；金属塩；金属及び金属酸化物触媒（例えばＺＰＴ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ、ＺｎＯ）；ｐＨ緩衝剤；酵素を含む生物剤、その天然成分及び抽出物；着色剤；並びに米国特許公開第２０１１／０１５０８１４号、米国特許第８，３５７，３５９号、米国特許公開第２０１３／００８５２０４号で説明されるものを含む、香料を含んでよい。空気処理剤には、ビタミン、薬草系成分又はその他の鼻、咽頭及び／又は肺用の治療用又は医療用活性剤を含み得ることも考えられる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、エアフィルタバッグ５０は、臭気の除去及び／又は小分子（ＶＯＣ等）の捕捉を助けるための導体材料及び／又はカーボン粒子を含む。エアフィルタバッグ５０は高気孔率を有してもよく、実質的に平らな表面、及びエアフィルタの約５０％超、又は約５０％、又は約３０％、又は約２５％、又は約２０％、又は約１０％であり得る連続気泡又は孔を有する。エアフィルタバッグ５０内の空隙容積は、発泡体、海綿体及びフィルタに見られるもののような、材料内に形成される蛇行状チャネルからなり得る。表面積はエアフィルタの容積内の蛇行状空隙の形態であってよい。表面積と寸法面積（dimensional area）との比は約２を超えてもよいし、あるいは約４を超えてもよい。
【００４０】
エアフィルタバッグ５０は添加剤を含んでもよい。添加剤の種類及び濃度は、エアフィルタがフィルタの静電特性を維持し、再放出の量を最小にする一方で、微粒子材料を効果的に除去及び保持する能力を有するように選択される。したがって、カチオン性添加剤は静電特性を減少させる傾向があり得るため、添加剤は非カチオン性とされ得る。一実施形態においては、エアフィルタバッグ５０に高分子添加剤を含浸させる。好適な高分子添加剤としては、感圧性接着剤、粘着性ポリマー及びそれらの混合物からなる群より選択されるものが挙げられるが、これらに限定されない。好適な感圧性接着剤は、粘着付与樹脂（例えば、Ｍｉｒａｐｏｌ（商標）ポリマー）、可塑剤及び／又はその他の任意の成分と組み合わせて任意に使用される接着性ポリマーを含む。好適な粘着性ポリマーとしては、ポリイソブチレンポリマー、Ｎ−デシルメタクリレートポリマー及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。高分子添加剤の接着特性は効果的な微粒子除去性能を提供することができる。高分子添加剤の接着特性はテクスチャ分析器を用いて測定することができる。好適なテクスチャ分析器はＳｔａｂｌｅ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｌｔｄ．（Ｇｏｄａｌｍｉｎｇ，Ｓｕｒｒｅｙ  ＵＫ）から商品名ＴＡ．ＸＴ２  Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ａｎａｌｙｓｅｒで市販されている。
【００４１】
本発明のエアフィルタバッグ５０は、圧力損失が１２．５Ｐａ（０．１ｃｍ（０．０５’’）水量ゲージ）未満増加する、又はフィルタ上の更なる塵により増加する圧力損失が１０Ｐａ未満、若しくは５Ｐａ未満、若しくは３．５Ｐａ未満、若しくは２Ｐａ未満である一方で、エアフィルタ面速度６〜１２メートル／分（２０〜４０フィート／分）にて塵約１グラム超又は塵約３〜約６グラムの塵捕捉能力を有してもよい。エアフィルタバッグ５０の寿命終了は３０日、６０日、９０日以上であってよい。塵捕捉能力及び塵を付加したことによる圧力損失の変化は、修正ＡＳＨＲＡＥ  ５２．１−１９９２の方法により測定される。
１．この方法により定められるように、少なくとも２つ、好ましくは６つ以上のフィルタ試料を測定する。
２．少なくとも３６ｃｍ×３６ｃｍ（１４インチ×１４インチ）の、プリーツ、しわ、折り目などのない平らなフィルタシートの測定を実施する。次に、フィルタシートの直径３ｄｍ（１ｆｔ）の円に粒子を吹き込む。
３．材料が向きによって異なる特性を有する場合、デバイス内で第１粒子が見える第１材料の同じ側に粒子が当たるように、試験装置内で材料を配向する。材料が領域全体で不均質な場合、代表的な材料をサンプリングする。
４．デバイスで用いられるエアフィルタ表面積及びデバイスの空気流量に基づき、デバイスのエアフィルタ面速度に厳密に一致するように選択したエアフィルタ面速度を用い、ＩＳＯ  Ｆｉｎｅ  Ａ２塵を使用し（ＩＳＯ  １２１０３−１に規定）、塵を６グラムまで０．５ｇの増分で装填し、試験を実施する。０．５ｇ追加するごとに抵抗を測定する。
【００４２】
本発明のエアフィルタバッグ５０は、以下に記載の修正単回通過ＡＳＨＲＡＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ５２．２の方法により定義されるように、Ｅ２粒子では約２０％〜７０％、Ｅ３粒子では約５０〜９０％の単回通過濾過効率を有する。フィルタの単回通過濾過特性は、ＡＳＨＲＡＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ５２．２−２０１２（「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  Ａｉｒ−Ｃｌｅａｎｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｂｙ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｅ」）に記載されているものと同様の手法で試験することにより特定してもよい。試験には、ウェブを平らなシート（例えばプリーツ、折り目又はたたみ目のない）として構成し、この平らなシートを試験ダクトに取り付け、平らなシートを、乾燥させて電荷を中和した塩化カリウム粒子に曝露することを伴う。試験面速度は、デバイスで用いられるフィルタ表面積及びデバイスの空気流量に基づき、デバイスの面速度に厳密に一致するように選択すべきである。光学式パーティクルカウンタを用いて、一連の１２の粒径範囲について試験フィルタの上流側及び下流側の粒子の濃度を測定してもよい。等式：
【００４３】
【数４】
0006557263.tif 000005
を使用して、各粒径範囲における捕捉効率を決定してもよい。試験時の粒径範囲それぞれにおける最低効率を決定し、複合最低効率曲線（composite minimum efficiency curve）を決定する。複合最低効率曲線から０．３〜１．０μｍの４つの効率値を平均してＥ１最低複合効率（ＭＣＥ）を得ることができ、１．０〜３．０μｍの４つの効率値を平均してＥ２  ＭＣＥを得ることができ、３．０〜１０．０μｍの４つの効率値を平均してＥ３  ＭＣＥを得ることができる。比較として、ＨＥＰＡフィルタは、一般に、Ｅ２粒子及びＥ３粒子の両方に対し９９％を超える単回通過効率を有する。
【００４４】
図６Ａは、ガセットが底部にあり、バッグが起立して倒れないようにするための基部として機能する典型的なパウチに対して、ガセット６６が遠位端６０（すなわち頂部）にあること以外はテーパ状の側部を有する典型的な起立式パウチに非常に類似するガセット６６を備えた、１つの可能なエアフィルタバッグ１５０構造及びシールパターンを示す。
【００４５】
エアフィルタバッグ１５０はエアフィルタ５０の２つ以上の縁部６４を折って熱融着を施すことによって形成してもよく、空気で膨らませたときにバッグ又はチューブ様形状を形成する。エアフィルタ５０は、基部２０から長手方向に延在し、かつ外スリーブ８０の形状をたどるが、外スリーブには接触しないように、漏斗様形状を形成する手法で密封してもよい。遠位端６０の幅を低減し、外スリーブ８０とエアフィルタバッグ１５０の外面６２との間の良好な空気流を可能にするため、テーパ状のシール及び／又はガセット６６を遠位端６０に形成してもよい。
【００４６】
エアフィルタバッグ１５０は約２ｃｍ〜約１０ｃｍの側部ガセット及び／又は頂部ガセットを含んでもよく、ファン４０により膨らんだときに特有の形状を維持するのを助け、かつエアフィルタバッグ１５０と外スリーブ６０との間に空気流のための良好な空間隙間を維持するのを助けるための、密封前に形成される起立式パウチに類似する。エアフィルタバッグにガセットを追加することにより、エアフィルタバッグを膨らませた際にエアフィルタバッグ１５０の遠位端６０の平面的／平らな外観を提供することができる。これによりエアフィルタバッグ１５０が消費者に明確な使用／寿命終了信号を提供することができるので、このことは重要であり得る。また、ガセット６６は（図７Ｂで示されるコイル１８６などの）補助導線の使用を伴わずに、毎回予測可能かつ均一な膨張性を確実にする助けとなり得る。
【００４７】
一実施形態において、ガセット６６は、以下のプロセスを用いて構築することができる。
【００４８】
水平生成プロセス
４５度回転棒で、フィルタウェブを水平から垂直にする。次に、肩部を形成することにより、垂直平面ウェブをｃ形状にし、その後、ｍ形状にする。肩部の形成の最後に、ガセットをｍ形状のひだに折り目を付けるための１組のニップロールがある。次に、フィルタを頂部から熱融着して、バッグの２層低部区画及び４層ガセットの片側を融着し、続いてウェブの下側から更なる熱融着工程を行って、バッグの２層低部区画及び４層ガセットの反対側も融着する。４層ガセットの両側からの接着により、ガセットの中心層が接着することを妨げることができる。ガセットの中心層のより強固な分離のためには、分離プレートを通すことにより、形成された任意の小量の融着を層間剥離することができる。中心層の接着を妨げる、より強固な技術は、熱融着中にガセットの中心に金属プレートを置くこと、又はシリコーンコーティングされた紙、テフロンコーティングされた紙、若しくはその他のフィルムのウェブをガセットの中心に通すことであり、これにより４層構造のうちの中心の２層は融着を妨げられる。最後に、回転ダイ及びアンビルナイフを用いて、バッグの残りの部分とともにガセットを切断する。
【００４９】
エアフィルタバッグ１５０は、約０．３ｍ2の表面積を得るために、膨らませたときに、約１０ｃｍ〜約４０ｃｍ、又は約１０ｃｍ〜約１５ｃｍ、又は約２０ｃｍの公称直径、約３５ｃｍ〜約５０ｃｍ、又は約４０ｃｍの直立高さを有し得る。熱融着した縁部６４及びガセット６６は、いくつかの実施形態において約０．４Ｎ／ｃｍ（４０ｇ／ｃｍ）超の剥離力に耐えて層間剥離及び／又は密封されていない領域を空気流が通過することを防止する気密シールを形成する。
【００５０】
ここで図６Ｂ及び６Ｃを参照すると、エアフィルタバッグ５０は、ｙ方向の高さ（ｈ）、共にｘ方向の第１の幅（ｗo）及び第２の幅（ｗｔ）、並びにガセット６６を有する。（特定の角度を有する）エアフィルタバッグ５０のテーパ状の側部はエアフィルタバッグを通る空気流（ＣＦＭ）を向上させることが判明した。更に、ガセット６６及びガセットの寿命終了信号が使用されるとき、第１のテーパ角度（ｆｗo）は（膨らませたときに）エアフィルタバッグ５０の遠位端６０で十分な表面積を提供して寿命終了信号を支持するように、７０°を超えるべきである。
【００５１】
３１Ｌ／ｓ（６５ＣＦＭ）を超える空気流を維持するために、エアフィルタバッグ５０は、フィルタバッグ５０の開口部５４に近くで第１のテーパ角度（ｆｗo）を有し、これは約６５〜約８３°、又は約７８°〜約８３°であり得る。変動する第１のテーパ角度を有するエアフィルタバッグ５０の体積空気流量は、ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５８０１：２０１１−１１で説明する方法を用いて測定することができる。表１は、様々な第１のテーパ角度及びガセットテーパ角度での空気流を示す。
【００５２】
【表１】
0006557263.tif 000006
【００５３】
エアフィルタバッグ５０の遠位端６０上で寿命終了信号が使用されるいくつかの実施形態では、第１のテーパ角度（ｆｗo）は、寿命終了信号に適切に対応するために７８°を超え、微粒子を濾過するための十分な空気流を可能にするために８３°未満である。
【００５４】
第１のテーパ角度を測定するための方法
１．図６Ｂ及び６Ｃを参照して、エアフィルタバッグの底部２．５センチメートル（１インチ）を切断する。底部２．５センチメートル（１インチ）を切断しても取り付け部材を除去するには不十分である場合、取り付け部材（複数可）の除去を達成するために必要とされる最小量を切断する。
２．材料を伸張させることなく、（デバイス内で膨らませていない）平らなエアフィルタバッグについて全ての測定を行う。エアフィルタバッグを物理的に変形又は破断させることなく、エアフィルタバッグがその最も広い寸法であるように、それが完全に広げられていることを確実にする。
３．測定されるエアフィルタバッグが頂部ガセット（エアフィルタバッグの遠位端６０のガセット）を有する場合は、方法Ａの工程１に進む。
４．測定されるエアフィルタバッグが側部ガセットを有するか、又はガセットを有さない場合は、方法Ｂの工程１に進む。
【００５５】
方法Ａ
１．エアフィルタバッグ全体の高さ（ｈ）を測定する。
２．ガセットの深さ（ｄ）を測定する。
３．ガセットの深さ（ｄ）がフィルタ全体の高さ（ｈ）の１／２以上である場合は、第１のテーパ角度を計算する代わりに、方法Ｂに進む。ガセットの深さ（ｄ）がフィルタ全体の高さ（ｈ）の１／２未満である場合は、方法Ａの工程４に進む。
４．フィルタ全体の高さ（ｈ）からガセットの深さ（ｄ）を引いて、第１のテーパ角度計算のための高さ（ｆ）を得る。
５．第１の幅（すなわち、フィルタの開口部の幅）（ｗo）を測定する。
６．ガセットの幅（すなわち、第１の幅に最も近い幅）（ｇ）を測定する。
７．開口部の幅（ｗo）からガセットの幅（ｇ）を引き、２で割って、第１のテーパ角度の基部（ｂ）を得る。
８．第１のテーパ角度はｔａｎ-1（ｆ／ｂ）（°）である。
【００５６】
方法Ｂ
１．エアフィルタバッグ全体の高さを測定して、第１のテーパ角度の高さ（ｈ’）を得る。
２．フィルタの開口部の幅（ｗo’）を測定する。
３．第２の幅（すなわち、フィルタの遠位端）（ｗt’）を測定する。
４．第１の幅（ｗo’）から第２の幅（ｗt’）を引き、２で割って、第１のテーパ角度の基部（ｂ’）を得る。
５．フィルタの第１のテーパ角度はｔａｎ-1（ｈ／ｂ’）（°）である。
【００５７】
ガセットテーパ角度を測定するための方法
１．図６Ｂを参照して、エアフィルタバッグの底部２．５センチメートル（１インチ）を切断する。底部２．５センチメートル（１インチ）を切断しても取り付け部材（複数可）を除去するには不十分である場合、取り付け部材（複数可）の除去を達成するために必要とされる最小量を切断する。
２．材料を伸張させることなく、（デバイス内で膨らませていない）平らなエアフィルタバッグについて全ての測定を行う。エアフィルタバッグを物理的に変形又は破断させることなく、エアフィルタバッグがその最も広い寸法であるように、それが完全に広げられていることを確実にする。
３．ガセットの深さ（ｄ）を測定する。
４．ガセットの幅（ｇ）を測定する。
５．第２の幅（ｗt）を測定する。
６．ガセットの幅（ｇ）から第２の幅（ｗt）を引き、２で割って、ガセットテーパ角度のガセット基部（ｂ’’）を得る。
７．ガセットテーパ角度はｔａｎ-1（ｄ／ｂ’’）（°）である。
【００５８】
エアフィルタバッグ５０の寿命終了（すなわちエアフィルタ交換の必要性）を示すため及び／又はデバイス１０に出入りする空気の品質を監視するために、化学的又は物理的な種類のセンサ（図示せず）を使用してもよい。寿命終了検知センサを提供する手法の１つは、エアフィルタバッグ５０に加えられる白又は透明テープによるものである。テープは、エアフィルタ５０の始動時の色と同じ色であってよく、新品のときには見えないが、エアフィルタに微粒子が蓄積し、汚れるにつれて、元のフィルタの色と経時変化した／汚れたフィルタとの対比を消費者が視覚的に見ることができる。寿命終了検知エアフィルタを提供するための別の手法は、エアフィルタバッグ５０の熱融着部を通る空気流がないように、エアフィルタバッグ５０の繊維を固有のパターンで熱融着することである。この熱融着部は任意の所望の形状とすることができ、かつ必要に応じて元の始動時の色に合うようにインクで着色することができる。寿命終了を知らせる別の手法は、消費者にフィルタの交換を知らせるためのＬＥＤ又は類似のライト若しくは音をオンにするタイマをデバイスに始動させるように連動するフィルタタブを提供することである。別の独特な手法は、ある所望の設定時間（１週間、１か月等）の後に使用者が再確認することを可能にする又は使用者に知らせる「スヌーズ」ボタンを提供することである。
【００５９】
エアフィルタバッグ５０は、図１〜５で示されるエアフィルタデバイス１０で使用することができる。デバイス１０は、卓上又は約２２ｍ3〜約７５ｍ3の空間を有する部屋などの生活空間内で使用できるような大きさにしてもよい。デバイス１０は、狭い空間に適するように、長手方向の軸線ＬＡに沿ったその直立高さよりも小さな設置面積を有してもよい。例えば、デバイスはその直立位置にあるとき、幅約２０ｃｍ〜約３０ｃｍ、深さ約２０ｃｍ〜約３０ｃｍ、及び長手方向の軸線ＬＡに沿った高さ約４５ｃｍ〜約７５ｃｍであり得る。折りたたみ可能な部品が用いられる場合は、保管中、デバイス１０の高さを低減してもよい。
【００６０】
デバイス１０は、空気流、エアフィルタ特性及びデバイス構成（例えば、ハウジング、グリルカバー、エアフィルタ及び外スリーブ構成）により特徴付けることができる。このような特徴によってデバイス１０内の圧力損失が生じる。一実施形態においては、デバイス１０は約１５Ｐａ〜約２５Ｐａ、又は約８Ｐａ〜約２０Ｐａの総圧力損失を生じる場合がある。他の実施形態では、圧力損失がより高くなる又は低くなる場合があり、デバイス１０と同じ空気流を発生させるために、ファン４０に対して要求される空気流がより多くなる又はより少なくなる。
【００６１】
図４〜５を参照すると、エアフィルタバッグ５０を伴う使用に好適なデバイス１０は、任意の既知の材料で構成された、電動式ファン４０を安定させるための基部２０を含んでもよい。基部２０は、ファンハウジング３０と、ファンハウジングを支持し、かつ空気入口が基部の下面に配置される場合にファンハウジングを支持面から上昇させて空気入口２２への空気の流れを促進する脚３２と、を含んでもよい。基部２０は脚３２と合わせて、高さ約５ｃｍ〜約１０ｃｍ及び直径約２０ｃｍ〜約３０ｃｍとして、部品重量を低減してもよい。基部２０は、基部の第１の側２３に空気入口２２、基部の第２の側２５に空気出口２４を有する。いくつかの実施形態では、基部２０は、空気入口２２及び空気出口２４に対応するグリルカバー２６ａ、２６ｂと、任意に、大きな粒子（例えば毛髪）を濾過してファンを清潔に保つ助けとなるためのファンプレフィルタ４２及びファンカバー４４と、を含んでもよい。
【００６２】
基部２０は、エアフィルタ５０の取り付けを可能にする第１の段差３６と、外スリーブ８０の取り付け用の第２の段差３８と、を備えた、テーパ状の覆い３４を有してもよい。第２の段差３８は基部２０の覆い３４の下方にあり、第１の段差３６を周方向に取り囲んでもよい。覆い３４は頂部の直径が約１６ｃｍ〜約２５ｃｍであり、下方に向かうにつれて約２０ｃｍ〜約３０ｃｍへと拡張してもよい。
【００６３】
ファン４０は、一定体積の流入空気を基部の空気入口２２へと引き込んで空気出口２４から出し、この一定体積の空気を、外スリーブ８０により画定される空気流路９０及び同じく空気流路９０内にあるエアフィルタ５０内へと押し込むのを補助するように、基部２０に機能的に取り付けられている。ファン４０は、基部２０内の、基部２０の第１の側２３と第２の側２５との間に取り付けてもよい。いくつかの実施形態では、ファン４０は、一定体積の空気が（エアフィルタ内を通って押し込まれるのに対して）エアフィルタを通って引き込まれ、ファン４０を通過する前にこの空気をエアフィルタが清浄にするように、エアフィルタ５０の下流側に配置することができる。本明細書で使用する場合、「下流側」は、エアフィルタリングデバイスを通る空気流を測定する場合、基準位置から時間的に遅い空気流路内の位置を意味する。
【００６４】
ファン４０はファンブレード及びモータを含んでもよい。回転するファンブレードは、空気を空気流路９０へと押しやるときの高い圧力損失を回避するために、及び望ましくない量の破片（例えば塵／毛髪）を引き込むことを最小限にするためにも、デバイス１０が載置される面から少なくとも約５ｃｍの高さにあってもよい。ファン４０は、約２５ワット未満、又は約１５ワット未満、又は約８ワット未満、又は約６ワット未満の電力をファンに供給する電源で作動又は電力の供給をすることができる。
【００６５】
ファン４０は、所望の空気流量を提供するために所定の速度に設定してもよく、あるいは使用者が選択した速度を有する制御部により設定してもよい。ファン４０はエアフィルタ５０又は外スリーブ８０なしで作動させた場合、約３３〜約７１Ｌ／ｓ（７０〜約１５０ＣＦＭ）、又は約４０〜約６１Ｌ／ｓ（８５〜約１３０ＣＦＭ）、又は約４７〜約５７Ｌ／ｓ（１００〜約１２０ＣＦＭ）の空気を供給することができる。
【００６６】
一実施形態においては、基部２０内に軸流ファンが取り付けられている。軸流ファンが使用される場合、所望の軸流ファンブレード（インペラとも呼ばれる）の直径はブレードの最外点の先端から先端までとすることができ、この軸流ファンブレードは約１０ｃｍ〜約２５ｃｍ、又は約１５ｃｍ〜約２５ｃｍ、又は約１７ｃｍ〜約２０ｃｍの直径を有してよく、ＡＣ又はＤＣモータ、ファンハウジング３０と組み合わされ、エアフィルタ５０又は外スリーブ８０なしで約３３〜約７１Ｌ／ｓ（７０〜約１５０ＣＦＭ）、又は約４０〜約６１Ｌ／ｓ（８５〜約１３０ＣＦＭ）、又は約４７〜約５７Ｌ／ｓ（１００〜約１２０ＣＦＭ）の空気を送り出すファン速度を有する。好適な軸流ファンとしては、Ｃｏｎｒａｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能なＳｉｌｖｅｒｓｔｏｎｅ  Ｓ１８０３２１２ＨＮ、Ａｌｌｉｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能なＯｒｉｏｎ  ＯＤ１８０ＡＰＬ−１２ＬＴＢ及びＲＳ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  Ｉｎｔｌから入手可能なＥＢＭ  Ｐａｂｓｔ  ６２１２  ＮＭが挙げられる。軸流ファンは空気濾過デバイスにおいて一般に用いられる遠心ファンに比べて大幅に静音とすることができる。
【００６７】
再び図１〜３を参照すると、デバイス１０は、基部２０から長手方向に延在する外スリーブ８０を含む。外スリーブ８０は、空気が入る第１の開端部８２と、空気が出る第２の開端部８４と、第１の開端部８２と第２の開端部８４との間の空気流路９０と、を含む。外スリーブ８０は、第１の開端部８２において基部２０に着脱可能に取り付けられており、ゆえに、空気出口２４と空気流連通している。外スリーブ８０は、その長手方向の軸線ＬＡの周りにおいてエアフィルタ５０を取り囲む。このようにして、空気流路９０内における空気流の方向がエアフィルタ５０及び外スリーブ８０の長手方向の軸線ＬＡとほぼ整列する。図１〜３に示す外スリーブ８０はデバイス及びエアフィルタの長手方向の軸線と整列しているが、外スリーブの第２の開端部８４は長手方向の軸線ＬＡからわずかに曲線を描いて遠ざかってもよく、第２の開口部（second open）は長手方向の軸線から約１５〜約３０度角度をなすことも考えられる。
【００６８】
外スリーブ８０は、第１の開端部８２及び第２の開端部８４において、約７ｃｍ〜２５ｃｍ、又は約７ｃｍ〜約２３ｃｍ、又は約７ｃｍ〜約１７ｃｍ、又は約７ｃｍ〜約１５ｃｍの直径を有してよい。第２の開端部８４は第１の開端部８２より小さくてもよく、第１の開端部では、外スリーブ８０は第２の端部でテーパ状になっている。外スリーブ８０は長尺状、つまり、その深さ及び幅に比べて長手方向の軸線ＬＡに沿う方がより長くてもよい。エアフィルタを通る空気流の捕捉を補助するために、外スリーブ８０は長手方向の軸線ＬＡに沿ってエアフィルタ５０よりも長くてもよい。一実施形態においては、外スリーブ８０は長手方向の軸線ＬＡに沿って約５０ｃｍの長さを有してもよい。外スリーブ８０は、エアフィルタ５０を出る空気流を捕捉し、この空気を、部屋全体での循環を促進する速度で下流側に誘導するために、エアフィルタ５０よりも約１ｃｍ〜約８ｃｍ長くてもよい。
【００６９】
外スリーブ８０は、空気に対して実質的に不透過性の任意の適切な材料で作製してもよい。実質的に不透過性とは、本明細書で使用する場合、デバイスの使用時（すなわちファンが動作しているとき）に、第２の開端部８４にて外スリーブを出る空気の体積が第１の開端部８２にて外スリーブに入る空気の少なくとも約６０％であることを意味する。いくつかの実施形態では、外スリーブ８０は、外スリーブに入る空気の体積が外スリーブを出る空気の体積に等しい程度の空気不透過性である。加えて、いくつかの実施形態では、外スリーブ８０は、室内装飾材料又は屋外用家具又は傘に使用される織布、不織布、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル製品等のような、保管及び／又は輸送を容易にするためにほぼ平らな構成に又はその直立構成の約３０％未満に折りたたむことが可能な可撓性材料で作製してもよい。
【００７０】
空気減衰をもたらすために、外スリーブが幾分低水準の透過性を有することにいくらかの利点があることが分かっている。外スリーブ８０では、ファン、フィルタ、デバイスシステムからの音の減衰を助けるために外スリーブに１０〜４０％の空気を通過させる。
【００７１】
加えて又はあるいは、外スリーブ８０は、音の減衰を補助し、かつ幾分振動吸収性であるフェルト、屋外家具用布地、室内装飾材料用布地、不織布及びその他の非剛性材料などの、柔らかい及び可撓性又は折りたたみ可能な布地様材料から作製してもよい。これは、ハウジング及び空気を誘導する及び／又はフィルタ周囲を密封するための手段として剛性の射出成形プラスチックを用いるほとんどの空気洗浄システムとは大きく異なる。
【００７２】
ここで図７ａ及び図７ｂを参照すると、外スリーブ８０は、外スリーブ８０を直立構成に保持するためのフレーム８６（保管のための折りたたみを補助するためのヒンジ式フレーム又は使用者により組み立てられるフレームを含む）を含んでもよい。ヒンジ式フレーム８６及び外スリーブ８０の可撓性材料は、保管用のコンパクトな設計を可能にするために、任意に、折りたたんでもよいし平らに押しつぶしてもよいし巻いてもよい。他の実施形態においては、外スリーブ８０にはフレームがない（すなわち、長手方向に延在するフレームを有さない）。このような実施形態では、外スリーブ８０は、一体式コイル１８６（図７Ｂに図示）を含む可撓性材料で作製してもよい。あるいは、外スリーブ８０にはフレームがなくてもよく、外スリーブ８０が使用者により又はパッケージ内で折りたたまれた構成に押しつぶされていない場合は、外スリーブが直立位置へと自動的に展開する（すなわち折りたたまれない）ことを可能にする可撓性のあるばね様材料から作製してもよい。少なくとも実質的に空気不透過性、可撓性及びばね様の好適な材料としては、シリコン、弾性布地、不織布が挙げられる。この材料は厚さ０．２５ｍｍ〜約５ｍｍであってよい。外スリーブ８０の折りたたみ性（collapsibility）により、デバイス１０を２６ｃｍ×２６ｃｍ×１５ｃｍ〜２６ｃｍ×４１ｃｍ×１５ｃｍの外パッケージで梱包することが可能になる。
【００７３】
加えて、センサが空気品質を測定してもよい。空気品質センサは、デバイス１０をオンにするため又はファン速度を増加するために用いることができる。空気品質センサは、空気入口２２の近傍に配置することができる。空気入口２２の空気品質センサと第２の開端部８４との併用により、消費者にデバイスの性能を明確に知らせることができ、かつその有効性を示すことができる。
【００７４】
センサは、また、デバイスの向きを特定するために用いてもよく、デバイス１０が例えば直立でない場合にはその動作を停止する。センサは、また、デバイス１０全体の空気流を評価して、空気入口２２又は空気出口２４が遮断されている又はファン４０の不具合がある場合にデバイス１０の動作を停止するために用いてもよい。
【００７５】
デバイス１０は、ファンプレフィルタカバー４４に収容された再利用可能な又は使い捨てのファンプレフィルタ４２を含んでもよい。ファンプレフィルタ４２は、大きな粒子又は他の材料がファンブレード又はモータに蓄積しないようにするために、網状発泡体、ふるい又は多様なその他の機械的手段で構成することができる。ファンプレフィルタ４２を用いる場合は、ファンブレードを清浄に維持するために、ファン４０の上流側に設置する。
【００７６】
性能
濾過がより広い空間で行われるように室内の良好な空気循環を提供するためには、エアフィルタリングデバイス１０で使用される場合、エアフィルタバッグ５０を出る空気の流出速度も重要である。中程度の大きさの部屋（約７〜１３ｍ2（８０〜１４０ｆｔ2）、天井高０．２〜０．３デカメートル（８〜９ｆｔ））では、１〜１０マイクロメートルサイズの空中浮遊粒子を室内の空気流によりデバイスへと移動させるには、約０．４メートル毎秒（「ｍ／ｓ」）を超える流出速度が求められる。より広い部屋（約１４〜２０．９ｍ2（１５０〜２２５ｆｔ2）、天井高０．２〜０．３デカメートル（８〜９ｆｔ））では、約０．６ｍ／ｓ以上の流出速度が求められる。これらの速度による目的は、部屋の大部分において、１〜１０マイクロメートルの空中浮遊粒子を、それらをフィルタで除去することができるデバイスへと移動させる０．００３ｍ／ｓ超の室内空気流速度を実現することである。
【００７７】
約０．００３ｍ／ｓ〜約０．２５ｍ／ｓの室内空気流量は、空中浮遊粒子をデバイスへと移動させつつ良好な快適性も提供し、室内にいる者にとってあまり望ましくない可能性のある通風のような空気の動きを提供しない良好な流量であると考えられる。これは、デバイス１０を出る空気流が約２４〜約７１Ｌ／ｓ（５０〜約１５０ＣＦＭ）であり、出口オリフィス又は第２の開端部８４を出る空気の流出速度が約０．５ｍ／ｓ〜約３．０ｍ／ｓ、又は約０．６ｍ／ｓ〜約２．６ｍ／ｓ、又は約０．７ｍ／ｓ〜約２．０ｍ／ｓとされ得る場合に実現することができる。ファン４０の構成及びファンの毎分回転数（ＲＰＭ）は空気のＣＦＭを左右するが、デバイス１０のＣＦＭに影響を及ぼすその他の変動要因としては、エアフィルタ表面積、濾材の圧力損失、ファンプレフィルタ、フィルタと外スリーブとの間の空間隙間、外スリーブの透過性、及びファンの上流側及び下流側の空気流路が挙げられる。これにより、完全なデバイス１０の空気流量が約２４〜約７１Ｌ／ｓ（５０〜約１５０ＣＦＭ）、又は約２８〜約４７Ｌ／ｓ（６０〜約１００ＣＦＭ）、又は約３３〜約４２Ｌ／ｓ（７０〜約９０ＣＦＭ）となる。外スリーブ８０が完全に空気不透過性であり、かつ基部２０に気密接続する場合、外スリーブ８０の第２の開端部８４を出る空気の流出速度は以下の等式を用いて算出できる。
【００７８】
【数５】
0006557263.tif 000007
【００７９】
表２は、上記計算を用いた流出速度を示す。
【００８０】
【表２】
0006557263.tif 000008
【００８１】
外スリーブ８０及び外スリーブと基部２０との接続部が完全に不透過性である場合は、ファンに入る体積空気流が出口オリフィスを通過して出る体積流に等しい質量バランスを用いることができる。流出速度の算出に用いられる出口オリフィスは、空気がデバイスを出るときの、デバイスの最終領域の面積とすべきである（したがって、頂部リングハンドル内のハンドル及び／又はその他の障害物は面積計算に用いるべきではない）。
【００８２】
外スリーブ８０が部分的に空気透過性である場合、外スリーブの第２の開端部８４を出る空気の流出速度は、以下の等式を用いて算出することができる。
外スリーブの第２の開端部を通って出る空気流（ＣＦＭ）÷出口オリフィスの面積（ｆｔ2）
【００８３】
エアフィルタバッグ５０全体の圧力損失を最小限にし、効率的な空気流を維持するために、外スリーブ８０をエアフィルタバッグ５０の半径方向外側に配置して、空間隙間１００を形成する。空間隙間１００は、３８〜５７Ｌ／ｓ（８０〜１２０ＣＦＭ）の空気に対し、約８Ｐａ未満、又は約６Ｐａ未満、又は約４Ｐａ未満、又は約２Ｐａ未満の圧力損失をもたらす。エアフィルタバッグ５０及び外スリーブ８０は任意の所望の形状をとることができる（例えば、円筒形外スリーブ又は立方形外スリーブ等によって周方向に囲まれた円筒状エアフィルタバッグ）。いくつかの実施形態では、エアフィルタ５０の空気流表面領域から外スリーブ８０までの空間隙間１００は、約３ｍｍ〜約５ｍｍ、又は少なくとも３ｍｍ、又は約１２ｍｍ〜約３０ｍｍ、又は約２０ｍｍ超であってもよい。空気流表面領域は、取り付け部材５２の近位に配置された下部領域と、取り付け部材から遠位に位置する上部領域と、を含んでもよい。ファン４０が約３８〜約４７Ｌ／ｓ（約８０〜約１００ＣＦＭ）を提供する場合、好適な最小空間隙間は下部領域では少なくとも約３ｍｍであり得、遠位上部領域の最低空間隙間は少なくとも約１５ｍｍであり得る。空間隙間１００により、より多くの空気流がエアフィルタバッグ５０を通る。隙間が小さすぎる場合、エアフィルタを通る空気流は最小となり得、デバイス１０からのＣＦＭが低減する原因となる。
【００８４】
デバイス１０（デバイスは、ハウジング、外スリーブ、基部、グリル、ファン、ファンプレフィルタ及び空気流を制限する可能性のある任意のその他の構成要素を含み得る）で使用される場合、エアフィルタバッグ５０の圧力損失は約５〜約２５Ｐａである。ＨＥＰＡフィルタ又はＨＥＰＡ様フィルタを備えたデバイスでは、通常、３３Ｌ／ｓ（７０ＣＦＭ）を超える流量において２５Ｐａを大幅に超える圧力損失が生じる。この高い圧力損失により、ＨＥＰＡフィルタ又はＨＥＰＡ様フィルタで３３Ｌ／ｓ（７０ＣＦＭ）超を供給するための消費電力が高くなり、通常、２５ワット超となる。したがって、本発明では、約２４〜約７１Ｌ／ｓ（５０〜約１５０ＣＦＭ）を供給しつつも、このデバイスからの圧力損失が約５〜約２５Ｐａ未満であり、また、本明細書中に記載される音響パワー測定に従いデバイス全体の騒音を約５０ｄＢ（Ａ）未満になるように維持し、また、２５ワット未満の低い消費電力で動作するファン４０を選択してよい。
【００８５】
エアフィルタリングデバイス１０で使用される場合、エアフィルタバッグ５０は、実質的に約０．３マイクロメートル〜約１０マイクロメートルの大きさの微粒子の３０％超、又は約４０％〜約７０％を２０〜４０分間で濾過することができ、デバイスの全体的な圧力損失は約７５Ｐａ未満、又は約２５Ｐａ未満、又は約２０Ｐａ未満、又は約１０Ｐａ未満、又は約９Ｐａ未満であり、空気流出速度は約０．１〜約４．０ｍ／ｓ、又は約０．５ｍ／ｓ〜約３ｍ／ｓ、又は約０．８ｍ／ｓ〜約３ｍ／ｓ、又は約０．８ｍ／ｓ〜約２．６ｍ／ｓ、又は約０．６ｍ／ｓ〜約２．６ｍ／ｓ、又は約０．８ｍ／ｓ〜約１．８ｍ／ｓ、又は約０．７ｍ／ｓ〜約２．０ｍ／ｓであり、空気流量は約３３Ｌ／ｓ（７０ＣＦＭ）超、又は約３３Ｌ／ｓ〜約７１Ｌ／ｓ（７０ＣＦＭ〜約１５０ＣＦＭ）である。１マイクロメートルを超える微粒子について、本発明のデバイス１０は２０分間で微粒子の５０％超を濾過することができ、デバイス内の圧力損失は約２５Ｐａ未満、又は約１５Ｐａ未満、又は約１０Ｐａ未満であり、流出速度は約０．５ｍ／ｓ〜約３ｍ／ｓであり、空気流量は３３Ｌ／ｓ（７０ＣＦＭ）超、又は約７０ＦＭ〜約７１Ｌ／ｓ（１５０ＣＦＭ）である。エアフィルタリングデバイスの濾過効率は、ＡＮＳＩ／ＡＨＡＭ−１−２００６に記載されている方法を用いることにより特定することができる。
【実施例】
【００８６】
空間隙間を変化させる効果
４つのエアフィルタリングデバイスを構築する：（１）２３ｃｍ×２３ｃｍ×６６ｃｍの外スリーブデバイスで、空気流表面積の約３０％が外スリーブと接触しているエアフィルタバッグを有するもの；（２）２５×２５×６６ｃｍの外スリーブデバイス及び（３）３０×３０×６６ｃｍの外スリーブデバイスで、両方とも外スリーブに接触していないエアフィルタバッグを有するもの（後者は前者よりも、エアフィルタバッグと外スリーブの内壁との間に大きな空間隙間を有する）；（４）外スリーブを伴わないデバイス。空間隙間が広いほど圧力損失は低下する。圧力損失に関しては外スリーブがないことが有利であるが、外スリーブがなければ、デバイスが室内の空気を濾過するのに必要な流出速度を提供するのに十分な空気を捕捉する性能が低下する。
【００８７】
組み立てた４つのデバイスを、３８〜５７Ｌ／ｓ（８０〜１２０ＣＦＭ）の空気を４〜８Ｐａで供給する同じファン、つまり４つのＮｏｃｔｕａ  １２Ｖファンを用いて動作させた。空気流及び圧力は、ファンを備えたデバイスをＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５８０１：２０１１−１１に記載の方法を用いて試験することにより算出できる。試験では、ファンの空気入口側、又はデバイス（ファン、エアフィルタ、外スリーブのアセンブリ）の入口側、又はシステム（ファン、フィルタ、スリーブのアセンブリ）の入口側を試験装置に取り付け、試験装置から自由空間へと外側に向かって空気を吹き込む。
【００８８】
図８は、ファンが供給する空気の量（すなわちＣＦＭ）と、様々な空気量において発生した圧力と、の間の関係を示す。ＣＦＭはｘ軸に沿って示す。圧力（システムの空気流に対する抵抗を克服するために必要な「押し込み（push）」を示すために使用される用語）はｙ軸に沿って示す。通常、所与のファンパワー（fan power）では背圧が増加するにつれて流量は減少する。この曲線は特定の流量に対する一連の圧力点をプロットすることにより作成される。
【００８９】
図８は、また、本発明の４つのファンデバイスの特徴及び様々な空気流抵抗を示す。これらの様々な空気流抵抗はエアフィルタ周囲の種々の空間隙間により発生する。最大流量は、フィルタ周囲の外スリーブなどの任意の追加部品なしで得られる。フィルタの外側には自由空気のみがあり、外スリーブなしで定められる空気流の方向はない。外スリーブは空気流を定められた方向に案内し、空気流抵抗を増大させ、それにより、デバイス内部の圧力損失が増加する。外スリーブとフィルタとの間の空間隙間が小さくなるほど空気速度は増加するが、空気流は減少する。濾過性能の点において要求を満たすことができる空気流を得るために、これらパラメータ（空気速度、流量、圧力損失）を最適化する必要がある。図９に見られるように、最小の外スリーブ（２３ｃｍ×２３ｃｍ×６６ｃｍ）では、エアフィルタの外面と外スリーブの内表面との間の隙間領域のほとんどにおいて空間隙間がほぼないため、空気流が抑制される。
【００９０】
本明細書全体を通じて、単数で言及される構成成分は、単数又は複数両方のそのような構成成分について言及されると理解されるべきである。
【００９１】
本明細書全体を通じて記載されるあらゆる数値範囲には、こうしたより広い数値範囲内に入るより狭いあらゆる数値範囲が、こうしたより狭い数値範囲が全て本明細書に明確に記載されているかのように、包含される。更に、本明細書に開示されている寸法及び値は、記載された厳密な数値に厳しく制限されるものとして理解すべきではない。むしろ、特に断らない限り、そのような各寸法は、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。
【００９２】
任意の相互参照又は関連特許若しくは関連出願などの、本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、参照により全体が本明細書中に組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書中で開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又は他の任意の参考文献（単数又は複数）と組み合わせたときに、そのような発明を教示、示唆、又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照することによって組み込まれた文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合は、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
【００９３】
本発明の特定の実施形態が例示され説明されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々なその他の変更及び修正を行うことができる点は、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にある全てのそのような変更及び修正は、添付の特許請求の範囲において網羅するものとする。
【図１】
0006557263.tif 000012
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
0006557263.tif 000018
【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
0006557263.tif 000020
【図７Ｂ】
0006557263.tif 000021
【図８】
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