(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ板を介在させながら１次室フレームと２次室フレームとを交互に積層してなる積層体と、該積層体を収容するケーシングとを有するガスフィルタ装置であって、
該１次室フレームは、一辺側が欠落したコ字形の枠状部材を有しており、該一辺側に流入口が形成され、該枠状部材の両側の枠面を覆うように該フィルタ板が配置されており、
該２次室フレームは、該１次室フレームとは反対の辺側が欠落したコ字形の枠状部材を有しており、この反対辺側に流出口が形成され、該枠状部材の両側の枠面を覆うように該フィルタ板が配置されており、
該１次室フレームと、該１次室フレームの両枠面に配置された該フィルタ板との間には、それぞれ該流入口側から該フィルタ板の前記一辺側に沿って重なり、該一辺側を該２次室フレームの該一辺側の枠面に押え付ける１対の流入室側押えプレートが設けられており、
該２次室フレームと、該２次室フレームの両枠面に配置された該フィルタ板との間には、それぞれ該流出口側から該フィルタ板の該反対辺側に沿って重なり、該反対辺側を該１次室フレームの該反対辺側の枠面に押え付ける１対の流出室側押えプレートが設けられており、
該流入口側押えプレート及び該流出口側押えプレートの線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であることを特徴とするガスフィルタ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記フィルタ板は、フィルタシートに通気性を有した金属製の支持板を重ね合わせたものであり、この金属製の支持板の線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であることを特徴とするガスフィルタ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記流入口及び流出口の少なくとも一方に、波板状の金属製スペーサが設けられており、該スペーサの線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であることを特徴とするガスフィルタ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記ケーシングは、０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃以下であることを特徴とするガスフィルタ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項において、前記ケーシングの内側面に、０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃以下の緩衝板を配置したことを特徴とするガスフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを濾過するためのガスフィルタ装置に係り、特に、大幅な温度変動を伴う高温の温度条件下での使用が可能なガスフィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２５０℃以下で使用されている耐熱ガスフィルタ装置として、ジグザグ形状に折り曲げ加工した濾紙よりなるフィルタシートを有したフィルタパックを枠体に納めると共に、フィルタシートの端部を有機系又は無機系接着剤により該枠体に固着したものが用いられている。該フィルタシートと接する枠体等の部材にはアルミやステンレスなどの金属材料が用いられている。このフィルタシートの濾紙は、ガラス繊維等の繊維をバインダーと称される有機系接着剤で結着したものである。
【０００３】
ところで、特開２０００−３２９４７２号公報には、フィルタシートと接する枠体等の金属部材を高温条件下において耐酸化性に優れるフェライト系耐熱鋼から製作し、このような枠体でフィルタシートを保持することにより、５００℃程度の高温においても、錆（スケール）の発生を防止し、スケール剥離によるクリーン度低下を防止することが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このガスフィルタ装置を仮に２５０℃以上の高温域で使用すると、フィルタシートに含まれるバインダーや該フィルタシートを枠体に固着している有機系接着剤などの有機物が炭化し、フィルタシートに含まれる繊維が飛散したり、該フィルタシートと枠体との継目からガスのリークが生ずる。また、例えば装置の運転を開始したときや停止したときなどに、装置内の温度が大幅に変動すると、枠体等の金属部材とフィルタシートとの膨張係数の差異に起因して両者が擦れ合い、該フィルタシートに含まれる微細な繊維の飛散が顕著となるため、２５０℃以上の高温域では使用することができない。また、有機系接着剤の代わりに無機系接着剤を用いたとしても無機系接着剤は炭化こそしないものの弾力性に乏しく、金属部材との膨張係数の差により割れを生じることがある。
【０００５】
上記特開２０００−３２９４７２号に記載のフィルタにあっては、発錆によるクリーン度低下は防止できたとしても、温度変化時のフェライト鋼とフィルタとの熱膨張差に起因したフィルタからの発塵を防止できない。
【０００６】
本発明は、大幅な温度変動を伴う高温での使用においても、フィルタシートからの発塵が防止され、清浄な雰囲気を実現することのできるガスフィルタ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のガスフィルタ装置は、フィルタ板を介在させながら１次室フレームと２次室フレームとを交互に積層してなる積層体と、該積層体を収容するケーシングとを有するガスフィルタ装置であって、該１次室フレームは、一辺側が欠落したコ字形の枠状部材を有しており、該一辺側に流入口が形成され、該枠状部材の両側の枠面を覆うように該フィルタ板が配置されており、該２次室フレームは、該１次室フレームとは反対の辺側が欠落したコ字形の枠状部材を有しており、この反対辺側に流出口が形成され、該枠状部材の両側の枠面を覆うように該フィルタ板が配置されており、該１次室フレームと、該１次室フレームの両枠面に配置された該フィルタ板との間には、それぞれ該流入口側から該フィルタ板の前記一辺側に沿って重なり、該一辺側を該２次室フレームの該一辺側の枠面に押え付ける１対の流入室側押えプレートが設けられており、該２次室フレームと、該２次室フレームの両枠面に配置された該フィルタ板との間には、それぞれ該流出口側から該フィルタ板の該反対辺側に沿って重なり、該反対辺側を該１次室フレームの該反対辺側の枠面に押え付ける１対の流出室側押えプレートが設けられており、該流入口側押えプレート及び該流出口側押えプレートの線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であることを特徴とするものである。
【０００８】
かかるガスフィルタ装置にあっては、フィルタ板に接する流入口側押えプレート及び流出口側押えプレートの線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であるので、ガス温度が例えば室温と４００℃超の高温度との間で大幅に変動しても、この温度変動に伴う該流入口側押えプレート及び流出口側押えプレートの熱膨張・収縮量は極めて小さい。これにより、このような大幅な温度変動を伴う高温の温度条件の下で本発明のガスフィルタ装置を使用しても、フィルタ板と、このフィルタ板に接する流入口側押えプレート及び流出口側押えプレートとの間のシール性が保たれると共に、該流入口側押えプレート及び流出口側押えプレートの熱膨張・収縮によって、流入口側押えプレート及び流出口側押えプレートで挟みつけられているフィルタ板が引っ張られてダメージを受けて発塵することが防止される。
【０００９】
本発明のガスフィルタ装置においては、フィルタ板がフィルタシートに通気性を有した金属製の支持板を重ね合わせたものであり、この金属製の支持板の線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であることが好ましい。
【００１０】
このように構成することにより、フィルタシートがこの支持板によって強固にバックアップされ、ガスフィルタ装置内に多量のガスが流入した場合でも、そのガス圧によって該フィルタシートが吹き飛ばされたり破れたりすることはない。しかも、この支持板の線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であるので、該ガス温度が大幅に変動しても、この温度変動に伴う該支持板の熱膨縮量は極めて小さい。そのため、支持板とフィルタシートとが擦れ合って該フィルタシートに含まれる繊維が塵となって飛散することが防止される。
【００１１】
また、本発明のガスフィルタ装置では、ガス流路の入口及び出口の少なくとも一方に、波板状の金属製スペーサが設けられており、該スペーサの線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であることが好ましい。
【００１２】
このスペーサは、波板状であるため、該ガス流路のガス流入口や流出口の周縁部に臨むフィルタシートの端縁部を該流路構成部材に弾性的に押え付け、該流入口や流出口におけるガスリークを防止する。
【００１３】
しかも、このスペーサは、線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である金属材料から構成されているので、ガス温度が大幅に変動しても、その熱膨張・収縮量が極めて小さい。これにより、このスペーサとフィルタシートとが擦れ合うことがなく、フィルタシートからの発塵が防止される。
【００１４】
さらに、本発明のガスフィルタ装置では、ケーシング部材に、０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃の低膨張材料を用いることが好ましい。この流路構成部材を、上述のフィルタシートに接する金属部材と同様に低膨張材料とすることにより、このガスフィルタ装置に使用される金属部材全体の熱膨張率がほぼ均一となり、高温使用時のガスリークが効果的に防止される。
【００１５】
また、ケーシング部材に０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃を超えるものを使用する場合は、ケーシング内側面に線膨張係数が１０×１０−６／℃以下の低膨張材料からなる緩衝板を取り付けることが好ましい。この緩衝板を用いることにより、ケーシング部材自体を前記低膨張材料にした場合ほどではないが、ガスリークの発生と発塵を抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明のガスフィルタ装置の構成はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
第１図は本発明の実施の形態に係るガスフィルタ装置の斜視図、第２図はこのガスフィルタ装置のケーシングの分解斜視図、第３図はこのガスフィルタ装置の上面図、第４図は第１図のIV−IV線に沿う断面図、第５図は第４図のV部分の拡大図、第６図は第３図のVI−VI線に沿う断面図、第７図は第３図のVII−VII線に沿う断面図、第８図は第３図のVIII−VIII線に沿う断面図、第９図は第８図のIX部分の拡大図、第１０図は第９図のX部分の拡大図、第１１図は第１図のガスフィルタ装置の要部分解斜視図、第１２図は第７図XII−XII線に沿う断面図である。
【００１８】
このガスフィルタ装置１０は、第１，３，４及び５図の通り、ケーシング４０と、このケ−シング４０内に形成され、その上面側（第１図における上面側。なお、以下の説明において、上下方向は第１図の上下方向を基準としている。）に開放された流入口１３を有した複数の１次室１１と、同じくケ−シング４０内に形成され、その下面側に開放された流出口１４を有した複数の２次室１２とを備えている。これらの１次室１１と２次室１２とは、それぞれフィルタ板２０を介して、ケ−シング４０内において交互に連続して積層状に配列されている。
【００１９】
第２図の通り、ケーシング４０は、１対のエンドプレート４１、１対のサイドプレート４２、２枚のトッププレート４３及び枠形のボトムプレート４４にて構成されている。
【００２０】
第６，１１図に示す通り、１次室１１は１次室フレーム３１によって囲まれている。この１次室フレーム３１は、１対の側辺部と、各側辺部の下端側に架橋された下辺部とを有し、上辺側が欠落したコ字形の枠状部材である。この１次室フレーム３１の両側の枠面を覆うようにフィルタ板２０が配置されることにより、該１次室１１が区画されると共に、その上部に流入口１３が形成されている。該側辺部及び下辺部は、その延在方向と直交方向の断面がそれぞれ略方形で、１次室フレーム３１の両側の枠面がそれぞれ平坦で且つ面一となるように構成されている。
【００２１】
この１次室フレーム３１は、１対の平行な側辺部材３３，３３と、各側辺部材３３の下端部同士の間に架橋された下辺部材３４の合計３本の棒材からコ字形に形成されている。各部材３３，３４は、いずれもその延在方向と直交方向の断面が略方形であり、１次室フレーム３１の両側の枠面が平坦で且つ面一なものとなるように構成されている。これら３本の部材から１次室フレーム３１を組み立てるにあたっては、下辺部材３４の両端を各側辺部材３３の下端部付近に設けられた凹部３３ａに係合させる。
【００２２】
第７，１１図の通り、２次室１２は２次室フレーム３５によって囲まれている。この２次室フレーム３５は、１対の側辺部と、各側辺部の上端側に架橋された上辺部とを有し、下辺側が欠落したコ字形枠状部材である。この２次室フレーム３５の両側の枠面を覆うようにフィルタ板２０が配置されることによって１次室１１と同様に２次室１２が区画され、その下部に流出口１４が形成されている。該側辺部及び上辺部は、その延在方向と直交方向の断面がそれぞれ略方形で、２次室フレーム３５の両側の枠面がそれぞれ平坦で且つ面一となるように構成されている。
【００２３】
なお、本実施の形態では、２次室フレーム３５は、１次室フレーム３１を上下に反転させた構造及び寸法のものとなっている。
【００２４】
即ち、第７図に示す通り、この２次室フレーム３５は、１対の側辺部材３７，３７と、両端を該側辺部材３７の凹部３７ａに係合させて各側辺部材３７の上端部同士の間に架橋された上辺部材３８の合計３本の棒材から組み立てられている。
【００２５】
このガスフィルタ装置１０においては、フィルタ板２０を介在させながらこれらの１次室フレーム３１と２次室フレーム３５とを交互に積層することにより、１次室１１と２次室１２とが交互に且つガス流通可能に形成される。そして、これらの１次室フレーム３１、２次室フレーム３５及びフィルタ板２０の積層体は、第５，８，９図の通り、その積層方向の両端側からエンドプレート４１によって挟み付けられ、一体化される。
【００２６】
なお、これら１次室フレーム３１及び２次室フレーム３５は、高温の温度条件の下でも弾性に富む材料により構成されており、その表面が他の部材により押されたときには該部材を受け入れるように弾性的に凹むようになっている。
【００２７】
このような材料により構成された１次室フレーム３１と２次室フレーム３５とによると、これらの１次室フレーム３１、２次室フレーム３５並びにフィルタ板２０の積層体がケ−シング４０内に収容され、エンドプレート４１によってその積層方向に強く挟み付けられたときには、各フレーム３１，３５の枠面の内周側においてフィルタ板２０の周縁部と重なっている領域がそれぞれこのフィルタ板２０の輪郭に沿って凹むように変形してフィルタ板２０の周縁部が該枠面に埋まり、第５図等に示される通り、このフィルタ板２０を取り囲んでいる該枠面の外周側の領域同士が気密に重なり合う。
【００２８】
また、これら１次室フレーム３１、２次室フレーム３５及びフィルタ板２０の積層体がケ−シング４０の該エンドプレート４１によって挟み付けられた状態において、ケ−シング４０の上面側及び下面側にそれぞれ後述のトッププレート４３とボトムプレート４４が取り付けられると、２次室フレーム３５の上端面と１次室フレーム３１の上端面とが該トッププレート４３に押し付けられる。また、１次室フレーム３１の下端面と２次室フレーム３５の下端面とが該ボトムプレート４４に押し付けられる。このとき、各フレーム３１，３５の各側辺部が上下方向に圧縮され、これらの枠面とフィルタ板２０との間に残った空隙Ｖを押し潰して該枠面とフィルタ板２０との接合部分を気密に閉鎖するようになる。
【００２９】
第１２図の如く、１次室フレーム３１及び２次室フレーム３５はサイドプレート４２の上端よりも上方に突出している。このため、トッププレート４３をサイドプレート４２に重ねてボルト４５及びナット４６によって締め付けると、これらのフレーム３１，３５の上部が下方に押し縮められる。これにより、フィルタ板２０の上端面に沿ってフレーム３１，３５間に生じた微小な空隙Ｖが押し潰される。そして、この結果、該空隙Ｖを介したガスリークが防止されるようになる。また、１次室フレーム３１の凹部３３ａ及び２次室フレーム３５の凹部３７ａに生じた空隙も同様に押し潰され、気密性が保たれる。
【００３０】
各フレーム３１，３５の弾性力により、各フレーム３１，３５の側辺部の下端面は該ボトムプレート４４に対して気密に当接するようになる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、各フレーム３１，３５はそれぞれ別体にて両側辺部及び上下辺部をなす３本の棒材から組み立てられているが、もちろん各辺部が一体に形成されてもよい。
【００３２】
フィルタ板２０は、通気性を有した金属製の支持板２１と、この支持板２１の一方の板面に取り付けられたフィルタシート２２とから構成されている。フィルタシート２２はガス濾過機能を有している。
【００３３】
本実施の形態では、支持板２１は、その板面に多数の小孔が穿設されてなるパンチングプレートであり、該小孔を介して１次室１１と２次室１２との間のガスの流通を保証する。
【００３４】
この支持板２１は、流入口１３から大量のガスが流入してもそのガス圧に十分に耐えうる強度を有すると共に、線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である金属材料から構成されている。このような金属材料としては、チタンや鉄ニッケルコバルト合金等が挙げられる。これらチタン及び鉄ニッケルコバルト合金の組成と、それぞれの０〜４００℃における線膨張係数とを表１に示す。なお、表１には、従来の耐熱ガスフィルタ装置の金属材料として広く用いられているステンレス鋼（ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ３０４）の組成と線膨張係数も併せて示されている。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１より明らかなように、チタンは線膨張係数がステンレス鋼に比べて低く、温度変動に伴う熱膨張・収縮量が非常に小さいので、フィルタシート２２と接する支持板２１の金属材料として好適である。また、鉄ニッケルコバルト合金はガラス封着用として開発されたものであるが、チタンよりもさらに低い線膨張係数を有しているので、フィルタシート２２と接する支持板２１の金属材料としても特に好適である。なお、この鉄ニッケルコバルト合金の耐高温酸化性はステンレス鋼に比べて劣るが、耐熱塗料の塗布などの表面処理を施すことにより改善することができる。
【００３７】
ところで、線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である材料として、このような金属材料以外にもセラミックス材料を挙げることもできるが、セラミックス材料は金属材料に比べて脆く、成型加工性に劣るといった問題があり、支持板２１の材料としては金属材料の方が適している。
【００３８】
しかし、ケーシング部材に０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃を超える部材を使用する場合は、その内側面に線膨張係数が１０×１０−６／℃以下のセラミック板を取り付けることが好ましい。このように加工性に優れる他の部材と組み合わせれば、セラミック板の低膨張性を有効に機能させることができる。
【００３９】
なお、この支持板２１の縦横の寸法は、１次室フレーム３１と２次室フレーム３５とを重ね合わせたときにこれらの上辺部、下辺部並びに各側辺部によって形成される枠状体の開口面積よりも大きく、且つ該枠状体の外周縁部からからはみ出すことのない大きさとなっている。
【００４０】
フィルタシート２２は、ガスフィルタ装置１０の使用目的や濾過の対象物の種類に応じて、例えば極細ガラス繊維を含んで抄紙したＨＥＰＡ、ＵＬＰＡ、中性能などのガラス繊維濾紙、有機繊維濾紙、有機繊維不織布を帯電させて除塵性能を向上させたエレクトレット繊維濾紙、有害成分を吸着する機能を持ったケミカルフィルタ濾紙等の各種の濾紙から構成される。このフィルタシート２２は、１種類の濾紙から構成されてもよく、濾過機能の異なる複数の濾過層が形成されるように２種類以上の濾紙から構成されてもよい。このとき、フィルタ板２０を挟み込む各フレーム３１，３５が、弾力が小さく弾性的な変形量が比較的少ない材料から構成されている場合には、これを補うためにフィルタシート２２に厚み方向の弾力を持たせるようにすることが好ましい。
【００４１】
このフィルタシート２２は、支持板２１と同じ大きさでもよいし、また支持板２１に取り付けられたときにその周縁部が該支持板２１の周縁部からわずかにはみ出すように構成されていてもよい。フィルタシート２２が支持板２１よりわずかに大きい場合、フィルタ板２０が前述の通り１次室フレーム３１と２次室フレーム３５の各枠面の間に介在するように積層され、これらの積層体がその積層方向から強く挟み付けられたときには、支持板２１の周縁部と各フレーム３１，３５の枠面との境界部分にフィルタシート２２の周縁部が入り込んで該境界部分を閉鎖する。そして、仮に１次室１１側に流入した濾過処理前のガスがこの境界部分に進入した場合でも、このガスが該境界部分を閉鎖したフィルタシート２２の該周縁部によって濾過されるため、該境界部分から２次室１２内に濾過処理されていないガスが漏れ出すことはない。
【００４２】
第９，１０，１１図等に示される通り、このフィルタ板２０は、前記１次室フレーム３１と２次室フレーム３５との間に介在されるにあたり、フィルタシート２２が１次室１１側に臨み、支持板２１が２次室１２側に臨むように配置され、その左右の縁部が各フレーム３１，３５の両側辺部の間に挟持される。このとき、フィルタ板２０の上縁部は、フィルタシート２２側の面が１次室１１の上部の流入口１３に臨み、支持板２２側の面が２次室フレーム３５の上辺部に重なる。また、フィルタ板２０の下縁部は、フィルタシート２２側の面が１次室フレーム３１の下辺部に重なり、支持板２２側の面が２次室１２の下部の流出口１４に臨む。
【００４３】
１次室フレーム３１と、この１次室フレーム３１の両枠面に配置されたフィルタ板２０との間には、それぞれ流入口１３側から各フィルタ板２０の上縁部に沿って重なり、該上縁部を２次室フレーム３５の上辺部の枠面に押え付ける１対の帯状の金属製押えプレート２３が設けられている。また、２次室フレーム３５と、この２次室フレーム３５の両枠面に配置されたフィルタ板２０との間には、それぞれ流出口１４側から各フィルタ板２０の下縁部に沿って重なり、該下縁部を１次室フレーム３１の下辺部の枠面に押え付ける１対の帯状の金属製押えプレート２４が設けられている。これら押えプレート２３，２４は、前記支持板２１と同様、チタンや鉄ニッケルコバルト合金などの線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である金属材料から構成されている。
【００４４】
流入側の押えプレート２３は、１次室フレーム３１、２次室フレーム３５及びフィルタ板２０の積層体を構成するにあたり、１次室１１側からフィルタ板２０のフィルタシート２２の上縁部に重なるように設けられ、その両端側が該フィルタ板２０と共に１次室フレーム３１と２次室フレーム３５との間に挟み込まれる。この際、この押えプレート２３は、フィルタ板２０を挟んで２次室フレーム３５の上辺部と重なるように配置され、フィルタ板２０の上縁部を２次室フレーム３５の上辺部の枠面に対して気密に押え付ける。これにより、流入口１３から流入した濾過処理前のガスがフィルタ板２０の該上縁部と２次室フレーム３５の上辺部との間から２次室１２内に漏れ出すことが防止される。
【００４５】
この押えプレート２３は、１次室フレーム３１の両側から流入口１３を挟んで対面するように配置されている。そして、これらの押えプレート２３同士の間には、細幅の波板状の金属製の流入口スペーサ２５が挟み込まれている。この流入口スペーサ２５は、線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である前述のチタンや鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料から構成されたものである。
【００４６】
この流入口スペーサ２５は、該流入口１３に臨んで対峙した押えプレート２３に弾性的に当接し、該押えプレート２３同士を互いに離反する方向へ付勢している。
【００４７】
下流側の押えプレート２４は、２次室１２側からフィルタ板２０の下縁部に重なるように設けられ、その両端側が該フィルタ板２０と共に１次室フレーム３１と２次室フレーム３５との間に挟み込まれる。この押えプレート２４は、フィルタ板２０を挟んで１次室フレーム３１の下辺部と重なるように配置され、フィルタ板２０の下縁部を該下辺部の枠面に対して気密に押え付ける。これにより、１次室１１内の濾過処理前のガスがフィルタ板２０の該下縁部と１次室フレーム３１の下辺部との間から２次室１２或いは流出口１４側に漏れ出すことが防止される。
【００４８】
この押えプレート２４は、２次室フレーム３５の両側から流出口１４を挟んで対面するように配置されている。そして、これらの押えプレート２４同士の間には、細幅の波板状の流出口スペーサ２６が挟み込まれている。この流出口スペーサ２６も、線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である前述のチタンや鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料から構成されている。
【００４９】
この流出口スペーサ２６は、該流出口１４に臨んで対峙した押えプレート２４に弾性的に当接し、該押えプレート２４同士を互いに離反する方向へ付勢している。
【００５０】
なお、上記押えプレート２３，２４の厚みはできるだけ小さいことが望ましく、２ｍｍ以下とされることが好ましい。
【００５１】
第５，８，９図の通り、ケーシング４０のエンドプレート４１，４１は、各フレーム３１，３５及びフィルタ板２０からなる積層体の積層方向の両端に配置され、該積層体を強く挟み付けてこれらのフレーム３１，３５及びフィルタ板２０を一体化する。このエンドプレート４１は、互いに向かい合う左右の側辺同士が１対のサイドプレート４２によって連結されている。各エンドプレート４１とサイドプレート４２の連結部分には、それぞれボルト挿通孔４１ａ，４２ａが設けられており、各エンドプレート４１とサイドプレート４２とはこれらの挿通孔４１ａ，４２ａを介してボルト４５及びナット４６によって結合されている。
【００５２】
トッププレート４３は、ケーシング４０の上面を構成するものであり、左右のサイドプレート４２の上辺に沿って延在する。
【００５３】
このトッププレート４３は、２次室フレーム３５の上面と１次室フレーム３１の上端面とを下方に押え付ける。このトッププレート４３は、ボルト挿通孔４３ａを介してボルト４５及びナット４６によってエンドプレート４１及びサイドプレート４２に固着されている。
【００５４】
ボトムプレート４４はケーシング４０の底面部を構成するものであり、１次室フレーム３１の下端面と２次室フレーム３５の下面とを押え付ける。このボトムプレート４４は、その上面側にスタッドボルト４６ａが突設されおり、このスタッドボルト４４ａを各エンドプレート４１及びサイドプレート４２の下辺に沿って設けられた該ボルト挿通孔４１ａ，４２ａに挿通し、ナット４６によって締め付けることにより各プレート４１，４２に固着されている。
【００５５】
これらケーシングを構成する部材は、０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃の金属材料からなることが好ましい。ケーシングがこのような低膨張材料で構成されることにより、ガスフィルタ装置における金属部材全体の熱膨張係数がほぼ均一となり、ガスフィルタ装置を２５０℃以上の高温で使用する場合でも、ガスリークが効果的に防止される。ただし、この低膨張材料として上述の鉄ニッケルコバルト合金を使用する場合は、高温環境下でその表面からスケールが発生しないように、耐酸塗料の塗布などの表面処理を施しておくことが好ましい。
【００５６】
このガスフィルタ装置１０を使用する場合には、その流入口１３から１次室１１内にガスを流入させる。１次室内に流入したガスはフィルタ板２０を通って２次室１２内に移動する。このとき、フィルタ板２０を通過したガスはフィルタシート２２によって濾過される。その後、２次室１２内に移動したガスは流出口１４から外部に流出する。このとき、流入口１３から多量のガスが流入した場合でも、フィルタシート２２は支持板２１によって強固にバックアップされており、ガス圧によって吹き飛ばされたり破れたりすることはない。
【００５７】
このガスフィルタ装置１０にあっては、フィルタシート２２と接する支持板２１、押えプレート２３，２４、流入口スペーサ２５及び流出口スペーサ２６がそれぞれ線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である金属材料から構成されているので、例えば該ガスフィルタ装置１０の温度が室温と４００℃超との間で大幅に変動しても、上記各金属部材の熱膨張・収縮量が非常に小さい。このため、該ガスフィルタ装置１０を高温で且つ大幅な温度変動を伴う温度条件の下で使用しても、上記各金属部材が熱膨張・収縮してフィルタシート２２と擦れ合うことが抑えられ、該フィルタシート２２からの発塵が防止される。
【００５８】
なお、このガスフィルタ装置１０は、組立に際し、間にフィルタ板２０を介在させながら１次室フレーム３１と２次室フレーム３５とを交互に積層し、この積層体をケ−シング４０内に収容してその積層方向に強く挟み付けることにより一体化しているため、これらの各部材間の気密性がきわめて高い。また、組立に際して各部材を接着したりシール材を介在させることがないため、組立後の分解が容易となり、分解時には各部材をひとつずつ取り外すことができ、使用後に廃棄される部材の分別もし易い。
【００５９】
上記実施の形態において、流入口１３側及び流出口１４側の各スペーサ２５，２６は、各押えプレート２３，２４の強度が高い場合は省略可能である。また、上記実施の形態ではスペーサ２５，２６をいずれも波板状のものとし、押えプレート２３同士の間或いは押えプレート２４同士の間に挟み込むように構成されているが、スペーサ及び押えプレートの構成はこれに限られるものではない。
【００６０】
以下に、第１５図を参照してこれらのスペーサ及び押えプレートの他の構成を例示する。なお、第１５図において、（ａ）〜（ｄ）図はそれぞれ実施の形態に係るスペーサ及び押えプレートの構成を示す斜視図である。
【００６１】
第１５図（ａ）に示す押えプレート８０は、上記押えプレート２３，２４と同様の１対の板状体８０ａを直方体形状のスペーサ８０ｂで一体に連結した構成を有している。なお、１対の板状体８０ａと直方体スペーサ８０ｂとを一体化することなくガスフィルタの組立て時に個別に組付けてもよい。
【００６２】
第１５図（ｂ）に示す押えプレート８１は、ハーモニカの吹き口形状のハニカム構造体にて構成されている。
【００６３】
第１５図（ｃ）に示す押えプレート８２は、下面側が開放したコ字状断面を有する長手状部材８２ａにガス流通用の開口８２ｂを設けた構成を有している。
【００６４】
第１５図（ｄ）に示す押えプレート８３は、上記押えプレート２３，２４と同様の１対の板状体８３ａの間に屏風状部材８３ｂを挟み込んで一体化した構成を有している。
【００６５】
なお、１対の板状体８３ａと屏風状部材８３ｂとを一体化することなく、ガスフィルタ装置の組立時に個別に組み付けてもよい。
【００６６】
第１５図（ｅ）に示す押えプレート８３’は、上記第１５図（ｄ）の屏風状部材８３ｂの代わりに矩形に折り曲げた屏風状部材８３ｂ’を用いたものである。なお、この矩形に折り曲げた屏風状部材８３ｂ’についても、１対の板状体と一体化させ、また個別に組み付けてもよい。
【００６７】
本発明では、フィルタ板２０の支持板２１を特に高い強度を有する材料にて構成した場合には、１次室フレーム３１、２次室フレーム３５並びにフィルタ板２０を積層するにあたり、該支持板２１の下縁部がその両端側における各フレーム３１，３５からの挟持圧のみによってフィルタシート２２を１次室フレーム３１の下辺部に対し十分に緊密に押え付けるようになるため、支持板２１の該下縁部を１次室フレーム３１の該下辺部側に付勢するための押えプレート２４を省略することができる。このように構成した場合において、仮に１次室１１内の濾過処理前のガスがフィルタ板２０と１次室フレーム３１の下辺部との間に浸入した場合でも、このガスは支持板２１と１次室フレーム３１の該下辺部との間に介在したフィルタシート２２を通過して確実に濾過処理されるため、ガスフィルタ装置１０の外部に濾過処理されていないガスが漏れ出すおそれはない。
【００６８】
このとき、図示はしないが、例えば支持板２１を非常に高強度のパンチングプレートにて構成した場合には、その下側の１次室フレーム３１の下辺部と重なる下縁部付近には小孔を設けず、該下縁部を平坦なものとして満遍なくフィルタシート２２を１次室フレーム３１の該下辺部に押し付けるように構成することが好ましい。これにより、フィルタシート２２と１次室フレーム３１の該下辺部とはより緊密に接合するようになる。
【００６９】
また、このようにフィルタ板２０の支持板２１を特に高い強度を有する材料にて構成した場合には、該支持板２１の上縁部が、前記下縁部と同様に、その両端側における各フレーム３１，３５からの挟持圧のみによって２次室フレーム３５の上辺部に対し十分に押え付けられるようになるため、支持板２１の該上縁部を２次室フレーム３５の該上辺部側に押し付けるための押えプレート２３を省略することもできる。
【００７０】
この場合には、第１３，１４図に示すように、フィルタ板２０の上縁側において、フィルタシート２２の上縁部を支持板２１の１次室１１に臨む側の面から２次室１２に臨む側の面まで延在させ、このフィルタシート２２を支持板２１の上縁部と２次室フレーム３５の上辺部との間にこのフィルタシート２２の上縁部を介在させるように構成することが好ましい。これにより、仮に流入口１３から流入した濾過処理前のガスがフィルタ板２０と２次室フレーム３５の上辺部との間に進入した場合でも、支持板２１と該上辺部との間に介在したフィルタシート２２を通過して確実に濾過処理されるため、２次室１２に濾過処理されていないガスが入り込むおそれが全くない。なお、第１３図はこの実施の形態に係るフィルタ板の構成例を示す要部斜視図であり、（ａ）図は、フィルタシート２２を支持板２１に装着する状況を示し、（ｂ）図はフィルタシート２２を支持板２１に装着した後のフィルタ板２０の上部の断面斜視図である。第１４図はこのフィルタ板の設置構造を示すガスフィルタ装置の要部断面斜視図である。
【００７１】
上記実施の形態において、フィルタ板２０は、フィルタシート２２がその板面方向と直交方向の応力に対して十分な強度を有している場合には、支持板２１が省略されてもよい。
【００７２】
上記実施の形態のガスフィルタ装置は、耐熱性の高いフィルタを提供することが可能である。すなわち、２５０℃を超える高温域で使用する除塵用フィルタは通常の構成を有したフィルタをフィルタ枠に液状接着剤でシール固定する方法が用いられているが、２５０℃を超える高温域では液状接着剤は炭化もしくは燃焼してシール機能が失われてしまうのに対して、本発明では接着剤を使用しなくても十分なシール性を確保できるので、そのようなことがない。なお、本発明においては、加熱による割れを生じない範囲で、無機系接着剤を使用してもよい。
【００７３】
また、各部材を接着しない場合は材料相互に移動の自由度があり、また、枠材相互で熱膨張係数の異なる材料でも、位置関係が僅かにずれることで、フィルタシート２２が破れたりすることがない。
【００７４】
５００℃までの温度域に対して中性能からＨＥＰＡの領域である高性能の高温用フィルタに本発明のガスフィルタ装置を利用する場合は通常の除塵用フィルタシートに使用されるＣガラスの組成よりも耐熱性の高い、ＥガラスまたはＳガラスの極細繊維を含んだフェルトを各フレーム３１，３５として用いるのが好ましい。フィルタシート２２としては、ＥガラスまたはＳガラスの極細繊維を含んだペーパーを濾過層として、パンチングメタルを支持板２１としたフィルタ板２０を使用するのが好ましい。その際、押さえプレート２４はパンチング板で代用することにより省略可能であり、押えプレート２３もフィルタシートを支持板２１とフレーム３５の間に折り込むことで省略可能である。
【００７５】
また、８００℃までの温度域に対して中性能からＨＥＰＡの領域である高性能の高温用フィルタに本発明のガスフィルタ装置を利用する場合、さらに耐熱性の高いシリカガラスの極細繊維を含んだフェルトを各フレーム３１，３５として、用いるのが好ましい。フィルタ板２０としては、フィルタシート２２としてシリカガラスの極細繊維を含んだペーパーを使用するのが好ましい。
【００７６】
本発明では、金属製の支持板２１の代わりにシリカクロスを配材し、このシリカクロスをバックアップするように２次室１２内に波板状の金属板（線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下のもの）を配置してもよい。この金属板としては、チタンや鉄ニッケルコバルト合金が好ましい。
【００７７】
本発明では、フィルタ板２０をフィルタシート２２のみとし、２次室フレームに補強層を内蔵させる構成としてもよい。例えば、２次室フレームに、補強層としてのパンチング板をフィルタシートの当接面と同一面内に接合してもよい。また、２次室内にバックアップ用の波板を配置してもよい。この際、該パンチング板や波板等の補強層は線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であるチタンや鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料から構成されることが好ましい。
【００７８】
上記実施の形態において、フィルタシート２１と接する支持板２１、押えプレート２３，２４、流入口スペーサ２５及び流出口スペーサ２６が線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下であるチタンや鉄ニッケルコバルト合金等の金属材料から構成されているが、ケーシング４０もこのような金属材料から構成されてもよい。また、ケーシング４０は通常のステンレス鋼等から構成し、その内側に板厚の薄い低膨張材料を重ねることによってもケーシング４０の熱膨張、熱収縮の濾材への影響が抑えられ、フィルタシートからの発塵を防止することができる。
【００７９】
なお、本発明は、上記以外の構成のガスフィルタ装置にも適用可能である。
【００８０】
例えば、フィルタシートに接する金属部材を従来同様にステンレス鋼とし、ケーシング部材にのみ０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃以下の低膨張材料を用いてもよい。この場合、ケーシング部材と、これに直接接する１次室フレームおよび２次室フレームとの熱膨張差が小さくなり、その接点におけるガスリークの発生と発塵が抑制される。また、ケーシング部材に０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃を越えるものを用いる場合は、ケーシング部材の内側面に前記低膨張材料からなる緩衝板を配置することでも、上記類似の効果を発揮させることができる。この場合、ケーシング部材自体を低膨張材料とする場合に比べて効果の程度は劣るが、ガスリークの発生と発塵を幾分か抑制することができる。このような緩衝板としては、鉄コバルトニッケル合金はもとより、セラミック板なども利用することができる。セラミック板は、加工性には難があるが、線膨張係数が極めて低く、加工性の低さを補える他の部材と組み合わせれば、この発明の構成部材として有効に利用することができる。セラミック板をケーシング部材の内側面に取り付ける手段は、とくに限定されるものではなく、たとえばケーシングの組立工程において、ケーシング部材の内側面に予めセラミック板を配置しておき、そこに１次室フレームおよび２次室フレームを重畳する方法が挙げられる。この方法であれば、ケーシングを組み終わりボルト締めした際に、１次室フレームおよび２次室フレームが変形し、ケーシング、セラミック板、１次室フレームおよび２次室フレームの間隙が完全に潰されるので、エアリークの発生を防止することができる。
【００８１】
【実施例】
実施例１
支持板２１、押えプレート２３，２４、流入口スペーサ２５及び流出口スペーサ２６の金属材料として前記表１に示した鉄ニッケルコバルト合金を用い、ケーシング４０の金属材料としてステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を用いて前記第１〜１２図に示すガスフィルタ装置１０を製作した。
【００８２】
このガスフィルタ装置１０をダクト内に設置し、加熱した清浄空気を一定量送風し、フィルタ下流において０．３μｍ以上の粒子をパーティクルカウンター（リオン社製ＫＣ−０１Ｂ）で計測した。測定系内の温度を室温〜４５０℃〜室温と変化させた際のフィルタからの発塵量を表２に示す。
【００８３】
比較例１
実施例１において、支持板２１、押えプレート２３，２４、流入口スペーサ２５及び流出口スペーサ２６の金属材料としてステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）を用いたこと以外は同様にしてガスフィルタ装置を製作した。
【００８４】
このガスフィルタ装置を実施例１と同様にダクトに設置し、同一条件にて通風し、測定系内の温度を室温〜４５０℃〜室温と変化させたときのフィルタシート２２からの発塵量を測定した。この測定結果を表２に示す。
【００８５】
実施例２
比較例１のケーシング４０の組立工程において、対面するエンドプレート４１の内側面にそれぞれ厚さ０．３ｍｍの鉄ニッケルコバルト合金の薄板を配置し、それ以外は同様にしてガスフィルタ装置を製作した。このガスフィルタ装置について、比較例１と同様にして発塵量の測定を行った。この測定結果を表２に併せて示す。
【００８６】
【表２】
0004715046.tif 000003
【００８７】
表２から明らかな通り、フィルタシート２２と接する支持板２１、押えプレート２３，２４、流入口スペーサ２５及び流出口スペーサ２６を線膨張係数が０〜４００℃において１０×１０−６／℃以下である金属材料から構成した実施例１のガスフィルタ装置は、上記各部材をステンレス鋼から構成した比較例１のガスフィルタ装置と比べて、該ガスフィルタ装置内の温度が大幅に上昇したとき、及び大幅に下降したときのいずれにおいても、フィルタシートからの塵の発散量が著しく少ない。
【００８８】
また、実施例２のガスフィルタ装置は、実施例１のガスフィルタ装置ほどではないが、比較例１のガスフィルタ装置よりも発塵量が少ないことが判る。このことから、０〜４００℃における線膨張係数が１０×１０−６／℃以下の低膨張材料を流路構成部材の内側にのみ使用するだけでも、昇降温度差が大きい過酷な条件下において、ガスフィルタ装置の発塵量を抑制できることが判る。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、フィルタシートと接する金属部材に従来用いられていたステンレス鋼に比べて線膨張係数の小さい金属材料を用いることにより、大幅な温度変動があってもフィルタシートからの発塵を著しく少ないものとし、クリーン度の高い環境を保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガスフィルタ装置の斜視図である。
【図２】第１図のガスフィルタ装置のケ−シングの分解斜視図である。
【図３】第１図のガスフィルタ装置の上面図である。
【図４】第１図のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】第４図のV部分の拡大図である。
【図６】第３図のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】第３図のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】第３図のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】第８図のIX部分の拡大図である
【図１０】第９図のX部分の拡大図である
【図１１】第１図のガスフィルタ装置の要部分解斜視図である。
【図１２】第７図のXII−XII線に沿う断面図である。
【図１３】実施の形態に係るフィルタ板の構成を示す説明図である。
【図１４】第１３図のフィルタ板の設置構造を示す要部断面斜視図である。
【図１５】実施の形態に係るスペーサの別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  ガスフィルタ装置
１１  １次室
１２  ２次室
１３  流入口
１４  流出口
２０  フィルタ板
２１  支持板
２２  フィルタシート
２５  流入口スペーサ
２６  流出口スペーサ
３１  １次室フレーム
３５  ２次室フレーム
４０  ケ−シング
４１  トッププレート
４２  サイドプレート
４３  トッププレート
４４  ボトムプレート
【図１】
0004715046.tif 000004
【図２】
0004715046.tif 000005
【図３】
0004715046.tif 000006
【図４】
0004715046.tif 000007
【図５】
0004715046.tif 000008
【図６】
0004715046.tif 000009
【図７】
0004715046.tif 000010
【図８】
0004715046.tif 000011
【図９】
0004715046.tif 000012
【図１０】
0004715046.tif 000013
【図１１】
0004715046.tif 000014
【図１２】
0004715046.tif 000015
【図１３】
0004715046.tif 000016
【図１４】
0004715046.tif 000017
【図１５】
0004715046.tif 000018