(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板、底板および側板とを備えた枠体と交換用フィルタエレメントからなるフィルタエレメント交換型フィルタであって、該側板と該枠体に形成された凸状の受け部材とで形成される角度αが空気の流入方向に対し８５〜４０度、側板と交換用フィルタエレメントの耳部とで形成される角度βが空気の流入方向に対し８０〜３５度であり、角度αが角度βよりも大きいことを特徴とするフィルタエレメント交換型フィルタ。
【請求項２】
前記交換用フィルタエレメントが、濾材と、その濾材の耳部に設けた緩衝部材とを有していることを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント交換型フィルタ。
【請求項３】
前記交換用フィルタエレメントの濾材の耳部にフランジが設けられ、そのフランジに緩衝部材が設けられている、請求項２に記載のフィルタエレメント交換型フィルタ。
【請求項４】
前記交換用フィルタエレメントの濾材の耳部に取手を備えている、請求項２または３に記載のフィルタエレメント交換型フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル用空気調和機や空気清浄機等に好適に用いられる、枠体に交換用フィルタエレメントを収納してなるフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビル用空気調和機や空気清浄機等に用いられるフィルタエレメント交換型フィルタとしては、特開平６−２６９６２４号公報に記載されるような、使用済みのフィルタを交換する際に、フィルタ全体を廃棄することなく、フィルタエレメントのみを交換廃棄するとともに枠体は何回も再利用する、産業廃棄物の量を削減できるものが知られている。
【０００３】
このような従来のフィルタは、図６に示すように、プリーツ状に折り加工された濾材の上下端縁部を封止剤で封止したフィルタエレメント３７と、これを収納するための支え部材を有する枠体３６と、収納したフィルタエレメント３７を枠体３６から外れないようにするための、額縁状のフィルタエレメント押さえ部材３８等で構成されている。そして、フィルタエレメント３７を交換する際には、フィルタエレメント押さえ部材３８を枠体３６から取外して、枠体３６から使用済みのフィルタエレメント３７を取出すとともに、新しいフィルタエレメント３７を枠体３６に仮入れし、フィルタエレメント押さえ部材３８をこれに付属したフック３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄで枠体３６に取付ける。
【０００４】
しかしながら、以上のようなフィルタにおいては、フィルタエレメントを固定するために、枠体と額縁状のフィルタエレメント押さえ部材等、複数個の部材を用いるので、フィルタエレメントを均一に枠体に押さえつけることが難しく、シール性が低いものとなる。さらにフィルタエレメントを交換するためには、フィルタエレメント押さえ部材の取外しと取付け作業が必要となり、フィルタエレメントの交換に時間がかかるといった問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の技術の上記欠点を解決し、エア漏れが少なく、またフィルタエレメント交換時間を短縮できる枠体、フィルタエレメント、さらには、それら枠体とフィルタエレメントとから構成されるフィルタとを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、天板、底板および側板とを備えた枠体と交換用フィルタエレメントからなるフィルタエレメント交換型フィルタであって、該側板と該枠体に形成された凸状の受け部材とで形成される角度αが空気の流入方向に対し８５〜４０度、側板と交換用フィルタエレメントの耳部とで形成される角度βが空気の流入方向に対し８０〜３５度であり、角度αが角度βよりも大きいことを特徴とするフィルタエレメント交換型フィルタである。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明は、交換用フィルタエレメントが濾材とその濾材の耳部に設けた緩衝部材とを有していることを特徴とするものである。ここで、濾材の耳部にフランジが設けられ、そのフランジに緩衝部材が設けられていることや、濾材の耳部に取手を備えていることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のフィルタは、図１、２、３に示すように、枠体２の中に交換用フィルタエレメント３が収納されてなる。枠体２は、天板４、底板５および側板６、７等から直方体に形成されており、さらに、交換用フィルタエレメント３を支持するための、交換用フィルタエレメントの形状に合わせたＷ字型の支え部材と、交換用フィルタエレメント３の耳部が収納される凸状の受部材１０、１１とを有している。一方、交換用フィルタエレメント３は、プリーツ状に折り加工されたＷ字型の濾材１２と、濾材１２の端縁部を封止する接着剤１９、２０と、濾材１２の耳部に設けられた緩衝部材１７、１８等から構成されている。
【００１０】
本発明において、支え部材は、たとえば、天板４、底板５の間に装架された梁９ａ、９ｂ、９ｃと、その梁の間に装架された桁８ａ、８ｂ、８ｃとから構成されており、それら支え部材と、天板４、底板５および側板６、７には、焼却処分が可能な紙、木材およびプラスチックや、強度の高い金属等を用いることができる。紙を用いる場合には、複数枚の紙を積層したものに樹脂等を含浸して強度を高めることも好ましい。
【００１１】
また、本発明の枠体には凸状の受部材１０、１１が設けられているが、受部材１０、１１が凸状であるので、受部材を凹状に形成した場合よりも交換し易く、また、部材数を減らすことができる。そして、受部材１０、１１を側板に沿って上下方向全体に渡って設けることで、収納される交換用フィルタエレメント３の耳部が受部材１０、１１から容易に外れるのをより防ぐことができる。また、受部材は、図４の受部材１０（１１）に示されるような平板や、四角柱や三角柱、さらには断面積がＬ字型の柱体などを、側板に設けることで形成される。なお、受部材には、枠体の天板、底板、側板と同じ材質のものを用いればよい。
【００１２】
そして、交換用フィルタエレメント３に設けた緩衝部材１７、１８と受部材１０、１１とのシール性をより高めるためには、側板６、７と受部材１０、１１とで形成される角度αが、側板６、７と交換用フィルタエレメントの耳部とで形成される角度βよりも大きいことが好ましい。特に、フィルタエレメントの交換性との両立を図るためには、角度αは８５度から４０度程度の範囲で、また、角度βは８０度から３５度程度の範囲であることが好ましい。なお、角度α、βは、側板６、７を基準にエア流入方向上流側から測定する。
【００１３】
また、本発明において、交換用フィルタエレメント３を構成する濾材１２は、紙、合成繊維不織布、ガラス繊維不織布等からなっており、これらを重ね合わせて用いてもよい。さらに、フィルタの補集性能を高めるために、表面に１０-10〜１０-7Ｃ／ｃｍ2程度の電荷を帯電したエレクトレット不織布を用いることも好ましい。
【００１４】
そして、濾材１２の上下両端縁部は接着剤１９、２０で封止されているが、接着剤としては、ポリオレフィン系樹脂やポリウレタン系樹脂等を用いることができる。さらに、シール性を高めるために、濾材１２の接着剤で封止した端縁部の外側を、紙、樹脂、布帛、合成繊維不織布等の単体や積層体、さらには、フィルタの補集性能を高めるため、表面に１０-10〜１０-7Ｃ／ｃｍ2程度の電荷を帯電させたエレクトレット不織布２４等で覆うことが好ましい。
【００１５】
本発明の交換用フィルタエレメント３においては、プリーツ状に折り加工された濾材１２の耳部１３、１４に、枠体２と交換用フィルタエレメント３との間をシールする緩衝部材１７、１８が設けられている。緩衝部材は、多孔質のプラスチックやゴム、合成繊維不織布など、弾性を有する部材であればいずれのようなものでもよい。また、図４に示すように、緩衝部材１７、１８は、その厚みＴが１〜５０ｍｍ程度の範囲であることが好ましく、幅Ｗ３が、５ｍｍ〜（プリーツ幅Ｗ２＋４０ｍｍ）程度の範囲であることが好ましい。さらに、耳部１３、１４の上端部から下端部まで連続しているものがよい。
【００１６】
そして、濾材１２の耳部１３、１４には、フランジ１５、１６を設け、そのフランジ１５、１６に緩衝部材１７を接着することも好ましい。このような構成にすることで、枠体２とのシール性を高めることができる。フランジ１５、１６は、強度が５Ｎ／ｃｍ以上、厚みが１〜１０ｍｍ程度、幅が１０ｍｍ〜（プリーツ幅Ｗ２＋４０ｍｍ）程度の範囲であることが好ましく、また、反り等の変形がなく、耳部の上端部から下端部まで連続しているものがよい。フランジ１５、１６の材質としては、金属でもよいが、紙、木材、布帛、合成繊維不織布、プラスチック等を用いると、使用後に容易に焼却処理でき、また、特に目付が３，０００ｇ／ｍ2以下、好ましくは１，０００ｇ／ｍ2以下のものを用いると、フィルタの軽量化を図ることができ好ましい。そして、強度を高める必要があれば、複数枚を積層し、樹脂等を含浸することもできる。
【００１７】
さらに、本発明の交換用フィルタエレメントにおいては、フィルタエレメントの交換をしやすくするために、濾材１２の耳部１３、１４に取手２５、２６を設けることが好ましい。取手２５、２６は、直接耳部１３、１４に設けてもよいが、フランジ１５、１６を介して間接的に耳部１３、１４に設けてもよい。取手２５、２６としては、濾材１２と同様に、使用後に容易に焼却処理できるよう、紙、木材、布帛、合成繊維不織布、プラスチック等を用いることが好ましい。
【００１８】
上述した本発明のフィルタにおいては、フィルタエレメントを次のように交換する。
【００１９】
まず、交換用フィルタエレメント３を枠体２に取り付けるときには、枠体２にＷ字型の交換用フィルタエレメント３を入れ、交換用フィルタエレメント３を桁８ａ、８ｂ、８ｃと梁９ａ、９ｂ、９ｃに押し当てるとともに、耳部１３、１４を受部材１０、１１に納める。このようにすることで、交換用フィルタエレメント３を枠体２内に容易に収納、固定することができる。このとき、図４に示すように、耳部１３（１４）の緩衝部材１７（１８）が、受部材１０（１１）あるいは側板６（７）により押さえつけられので、高いシール性を発揮する。
【００２０】
一方、交換用フィルタエレメント３を取外すときは、フランジ１５、１６の内側中央に取付けられた取手２５、２６を内側に向かって引っ張り出すことで、容易に交換用フィルタエレメント３を取外すことができる。
【００２１】
【実施例】
＜実施例＞
図１〜４に示す、縦６１０ｍｍ、横６１０ｍｍ、奥行き２９０ｍｍ、質量は８，８２１ｇのフィルタ５個について、フィルタエレメント交換性とフィルタ性能を測定した。
【００２２】
なお、枠体２は、支え部材を含めて鉄製で、受部材１０、１１と側板６、７とで形成される角度αは５５°であった。また、耳部１３、１４と側板６、７とで形成される角度は５１°であった。
【００２３】
交換用フィルタエレメント３には、プリーツ幅４０ｍｍのプリーツ濾材を折り加工したポリプロピレン製不織布からなるＷ字型濾材１２を用い、その濾材１２の上下端縁部をポリエチレン系樹脂で封止してその樹脂の周りを紙枠２１、２２で囲むとともに、この紙枠２１、２２の天板４、底板５と接する部分にポリプロピレン製の不織布をポリエチレン系接着剤で接合した。
【００２４】
また、濾材１２の耳部１３、１４には、強度８．９Ｎ／ｃｍ、厚さ１．５ｍｍ、幅４５ｍｍの、目付が９８０ｇの紙からなるフランジ１５、１６を全面にわたって設け、フランジ１５、１６には、そのフランジ１５、１６の上下方向にわたって連続して、厚み５ｍｍ、幅１０ｍｍの多孔質ポリエチレン系の緩衝部材１７、１８をポリエチレン系接着剤で接合した。フランジ１５、１６の中央部に、ポリエステル製不織布からなる取手２５、２６を設けた。
【００２５】
フィルタエレメント交換性の測定は、枠体２に交換用フィルタエレメント３を入れたのち、耳部１３、１４を受部材１０、１１に納めるまでの時間と、フランジ１５、１６の内側中央に取付けられた取手２５、２６を内側に向かって引っ張り出して交換用フィルタエレメント３を取外すまでの時間を測定し、それぞれの作業の平均を算出した。
【００２６】
また、フィルタ性能は、ＪＩＳ  Ｂ９９０８．８．１．１の粒子捕集効率測定方法に準拠し、図５に示す装置を用いてフィルタの粒子捕集効率を測定することで評価した。図５の測定装置は、送風機２７と、エーロゾル発生器２８と、上流側採集管３１を有する風上側風洞２９と、風速計３２と、エーロゾル濃度測定器３０と、下流側採集管３４を有する風下側風洞３３とを備えている。この測定装置において、風上側風洞２９と風下側風洞３３の間にフィルタ１を配置し、風速計３２による風速が２．５９ｍ／秒になるように、送風機２７を制御しながら、風上側風洞２９に風を送り込み、そのときの粒子径０．３μｍのエーロゾルの上流側濃度Ｃ１と下流側濃度Ｃ２を測定し、下記の式にて粒子捕集効率Ａを算出した。
【００２７】
粒子捕集効率Ａ（％）＝（１−Ｃ２／Ｃ１）×１００
上記条件のフィルタにおいてフィルタエレメント交換性を測定した結果、フィルタエレメントの取付には平均４５秒かかり、また、フィルタエレメントの取り外しには、平均２１秒かかった。また、フィルタの粒子塵捕集効率は９１．２％であった。
＜比較例＞
図６に示す、実施例と同寸法、質量１０，９５３ｇの、フィルタエレメント押さえ部材３８を備えたフィルタ５個について、フィルタエレメント交換性とフィルタ性能を測定した。
【００２８】
フィルタエレメント交換性測定は、枠体３６にフィルタエレメント３７を入れた後、フィルタエレメント押さえ部材３８をフック３９ａ〜３９ｄで枠体３６の鍵穴４０ａ〜４０ｄに固定されるように取付けるまでの時間と、フィルタエレメント押さえ部材を３８を枠体３６から取外し、フィルタエレメント３７を内側に向かって引っ張り出すまでの時間を測定し、それぞれの作業の平均を算出した。また、フィルタ性能測定については、実施例と同様に行った。
【００２９】
なお、図６のフィルタの枠体３６には、受部材の代わりに前面にフィルタエレメント押さえ部材取付け用の鍵穴４０ａ〜４０ｄが設けられており、また、フィルタエレメント３７には緩衝部材が設けられていない。さらに、フィルタエレメント押さえ部材３８にはフック３９ａ〜３９ｄが設けられていた。プリーツ濾材の材質、形状等は実施例と同様のものを用いた。
【００３０】
上記条件のフィルタにおいてフィルタエレメント交換性を測定した結果、フィルタエレメントの取付には平均１９２秒かかり、また、フィルタエレメントの取り外しには、平均１７６秒かかった。また、フィルタの粒子塵捕集効率は７０．８％であった。
【００３１】
以上のように、本発明により、フィルタエレメント交換にかかる作業時間を１／３以下に短縮することができ、また、捕集効率を高めることができた。また、フィルタの軽量化も達成できた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、枠体に、交換用フィルタエレメントを支持する支え部材と、交換用フィルタエレメントの耳部が収納される凸状の受部材とを設け、交換用フィルタエレメントとして濾材の耳部に緩衝部材を設けるので、それらによって形成されるフィルタとして、フィルタエレメント押さえ部材を用いる従来のフィルタに比べてフィルタの構成部品を少なくできる。その結果、フィルタの軽量化およびコスト削減を実現でき、また、フィルタエレメント交換にかかる作業時間を大幅に短縮できる。さらに、フィルタエレメント押さえ部材で、フィルタエレメントを枠体に固定する従来の方法に比べて、フィルタエレメントと枠体のシール性が向上することができるので、捕集効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係るフィルタの概略斜視図である。
【図２】図１に示したフィルタの枠体の概略斜視図である。
【図３】図１に示したフィルタの交換用フィルタエレメントの概略斜視図である。
【図４】図１に示したフィルタにおける耳部と受部材との接合部分の拡大横断面図である。
【図５】実施例および比較例で用いた粒子捕集効率を測定する装置の概略図である
【図６】従来のフィルタの概略斜視図である。
【符号の説明】
１  ：フィルタ
２  ：枠体
３  ：交換用フィルタエレメント
４  ：天板
５  ：底板
６  ：側板
７  ：側板
８ａ：桁
８ｂ：桁
８ｃ：桁
９ａ：梁
９ｂ：梁
９ｃ：梁
１０  ：受部材
１１  ：受部材
１２  ：濾材
１３  ：耳部
１４  ：耳部
１５  ：フランジ
１６  ：フランジ
１７  ：緩衝部材
１８  ：緩衝部材
１９  ：接着剤
２０  ：接着剤
２１  ：紙枠
２２  ：紙枠
２４  ：エレクトレット不織布
２５  ：取手
２６  ：取手
２７  ：送風機
２８  ：エーロゾル発生器
２９  ：風上側風洞
３０  ：エーロゾル濃度測定器
３１  ：上流側採集管
３２  ：風速計
３３  ：風下側風洞
３４  ：下流側採集管
３５  ：フィルタ
３６  ：枠体
３７  ：フィルタエレメント
３８  ：フィルタエレメント押さえ部材
３９ａ：フック
３９ｂ：フック
３９ｃ：フック
３９ｄ：フック
４０ａ：鍵穴
４０ｂ：鍵穴
４０ｃ：鍵穴
４０ｄ：鍵穴
Ｗ１：受部材の幅
Ｗ２：プリーツ幅
Ｗ３：緩衝部材の幅
Ｔ  ：緩衝部材の厚み
【図１】
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【図２】
0004395934.tif 000003
【図３】
0004395934.tif 000004
【図４】
0004395934.tif 000005
【図５】
0004395934.tif 000006
【図６】
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