(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が通過する濾材と、
前記濾材よりも目が粗い捕集部と、を備え、
前記濾材は、第１山部と、前記空気が通過する方向において前記第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状を有し、
前記捕集部は、前記濾材の前記第１山部の頂点から前記第２山部の頂点までの間の前記第１山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部に設けられ、
前記濾材の前記第２山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部は、前記捕集部から露出しており、
前記捕集部は、前記濾材と異なり、繊維が毛羽立った毛羽立部位を備えるフィルタ。
【請求項２】
前記濾材または前記捕集部は帯電された混紡繊維である請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
前記濾材または前記捕集部は活性炭である請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
前記捕集部は、前記濾材の前記第１山部の稜線に沿って設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタ。
【請求項５】
前記捕集部は、前記濾材の前記第１山部の稜線と前記第２山部の稜線との両方に沿って設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタ。
【請求項６】
前記捕集部は、前記濾材の前記第１山部の頂点から前記第２山部の頂点までの距離の１４％以内の領域に設けられる請求項４または５に記載のフィルタ。
【請求項７】
前記濾材を前記プリーツ形状に固定する固定部材をさら備え、
前記固定部材は、前記濾材の前記第１山部上に設けられ、
前記捕集部は、前記固定部材の表面に設けられる請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタ。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載のフィルタと、
前記フィルタに空気を流すファンと、を備える空気調和機。
【請求項９】
前記フィルタは、室外空気を風路内に取込む給気口と前記ファンとの間に配置され、
前記捕集部は、前記給気口側に設けられる請求項８に記載の空気調和機。
【請求項１０】
空気が通過する濾材を、第１山部と、前記空気が通過する方向において前記第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状に成形するステップと、
前記濾材の前記第１山部の頂点から前記第２山部の頂点までの間の前記第１山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部に、前記濾材よりも目が粗い捕集部を設け、前記濾材の前記第２山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部を、前記捕集部から露出させるステップと、を備え、
前記捕集部は、前記濾材と異なり、繊維が毛羽立った毛羽立部位を備えるフィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記捕集部を設けるステップは、
ブラシで前記濾材の前記第１山部を擦り、前記濾材を毛羽立たせることで前記毛羽立部位を設けるステップを含む請求項１０に記載のフィルタの製造方法。
【請求項１２】
開口を有する保持材と、
前記保持材に取り付けられた捕集部と、
空気が通過する濾材と、を備え、
前記捕集部は、前記濾材よりも目が粗いものであり、
前記濾材は、第１山部と、前記空気が通過する方向において前記第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状を有し、
前記捕集部は、前記濾材の前記第１山部の頂点から前記第２山部の頂点までの間の前記第１山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部に設けられ、
前記濾材の前記第２山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部は、前記捕集部から露出しているフィルタ。
【請求項１３】
前記保持材には、複数の前記捕集部が取り付けられ、
前記濾材は、複数の前記第１山部を有し、
複数の前記捕集部の数は、複数の前記第１山部の数と同じである請求項１２に記載のフィルタ。
【請求項１４】
空気が通過する濾材を、第１山部と、前記空気が通過する方向において前記第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状に成形するステップと、
開口を有する保持材に前記濾材よりも目が粗い捕集部を取り付けるステップと、
前記濾材の前記第１山部の頂点から前記第２山部の頂点までの間の前記第１山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部に、前記捕集部が設けられ、前記濾材の前記第２山部の頂点を含む前記通過する方向側の領域の一部は、前記捕集部から露出するように、前記保持材を前記濾材に取り付けるステップと、を備えるフィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記保持材には、複数の前記捕集部が取り付けられ、
前記濾材は、複数の前記第１山部を有し、
複数の前記捕集部の数は、複数の前記第１山部の数と同じである請求項１４に記載のフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空気清浄を行うフィルタ、フィルタを搭載した空気調和機およびフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の粒子またはガスを捕集し、空気清浄する手段の一つとして、不織布またはネット等の濾材を用いることが知られている。また、低圧力損失での高い捕集率、および目詰まりの緩和による長寿命を実現するため、濾材を折り込んでプリーツ形状とすることが知られている（例えば特許文献１）。プリーツ形状の濾材は、例えば空気調和機のフィルタなどに用いられている。また、フィルタのプリーツ形状は、フィルタの外形を枠で覆った上で、ホットメルトまたは櫛歯などの固定部材で部分的に固定することで、均一に保持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−５８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
濾材を折り込んでプリーツ形状にした場合、濾材の山部の領域は、折り込みにより閉塞される。これにより、濾材の山部においては空気が濾過され難くなり、空気清浄に寄与しない恐れがあった。【０００５】
本開示は上記のような課題を解決するものであり、フィルタ性能の向上を実現するフィルタ、空気調和機およびフィルタの製造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】
【０００６】
本開示に係るフィルタは、空気が通過する濾材と、濾材よりも目が粗い捕集部と、を備え、濾材は、第１山部と、空気が通過する方向において第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状を有し、捕集部は、濾材の第１山部の頂点から第２山部の頂点までの間の第１山部の頂点を含む通過する方向側の領域の一部に設けられ、濾材の第２山部の頂点を含む通過する方向側の領域の一部は、捕集部から露出しており、捕集部は、濾材と異なり、繊維が毛羽立った毛羽立部位を備える。また、本開示に係る空気調和機は、上記フィルタと、フィルタに空気を流すファンと、を備える。また、本開示に係るフィルタの製造方法は、空気が通過する濾材を、第１山部と、空気が通過する方向において第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状に成形するステップと、濾材の第１山部の頂点から第２山部の頂点までの間の第１山部の頂点を含む通過する方向側の領域の一部に、濾材よりも目が粗い捕集部を設け、濾材の第２山部の頂点を含む通過する方向側の領域の一部を、捕集部から露出させるステップと、を備え、捕集部は、濾材と異なり、繊維が毛羽立った毛羽立部位を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、空気が濾過され難い第１山部に濾材よりも目が粗い捕集部を設けることで、捕集部によって粒子またはガスを捕集することができ、フィルタ性能の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る空気調和システムの概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係るフィルタの概略斜視図である。
【図３】実施の形態１に係るフィルタの一部を拡大した断面模式図である。
【図４】実施の形態１に係るフィルタの捕集原理を説明する図である。
【図５】フィルタの実験サンプルの概略図である。
【図６】フィルタの実験サンプルの概略図である。
【図７】フィルタの実験サンプルの概略図である。
【図８】実験サンプルにおける捕集率の実験結果である。
【図９】実験サンプルにおける圧力損失の実験結果である。
【図１０】実施の形態２に係るフィルタの概略斜視図である。
【図１１】実施の形態２に係るフィルタの捕集原理を説明する図である。
【図１２】実施の形態３に係るフィルタの概略斜視図である。
【図１３】実施の形態４に係るフィルタの製造方法を説明する図である。
【図１４】実施の形態５に係るフィルタの製造方法を説明する図である。
【図１５】実施の形態６に係るフィルタの製造方法を説明する図である。
【図１６】実施の形態７に係るフィルタの製造方法を説明する図である。
【図１７】実施の形態８に係るフィルタの製造方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係るフィルタ、空気調和機およびフィルタの製造方法の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各図において同一または相当する部分については、同一符号を付して説明する。また、本開示における「フィルタ性能」とは、粒子またはガスの捕集率、フィルタの圧力損失、またはフィルタの寿命の少なくとも何れかである。そして、「フィルタ性能が高い」とは、粒子またはガスの捕集率が高いこと、圧力損失が低いこと、または粒子により目詰まりし難く長寿命なことの少なくとも何れかを意味する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るフィルタ１を備える空気調和機１００の概略を示す図である。ここで、図１および後述の各図に図示された白抜き矢印は、空気の流れを示している。実施の形態１の空気調和機１００は、フィルタ１が収納されたフィルタボックス２と熱交換換気装置３とを備える。空気調和機１００は、家屋の室内の下がり天井２０内に収納されている。下がり天井２０とは、図１に示すように、天井２０の一部が下がっている領域を指す。室内美観の点から、図１のように下がり天井２０内に、空気調和機１００およびその他の空気調和機器などをまとめて収納する家屋も多い。空気調和機１００の設置スペースとして下がり天井２０を用いる場合、室内に設置する場合と比較して、一般的に、広い設置スペースを確保することができる。
【００１１】
図１において、室外の壁面には、室外給気口２１と室外排気口２２とが設けられている。また、下がり天井２０の室内側には、室内給気口２３と室内排気口２４とが設けられている。そして、下がり天井２０内には、給気風路３０と排気風路４０とが形成されている。給気風路３０は、室外空気を室外給気口２１から下がり天井２０内に取り入れて、室内給気口２３から室内に送風する風路である。排気風路４０は、室内空気を室内排気口２４から下がり天井２０内に取り入れて室外排気口２２から室外に排気する風路である。
【００１２】
そして、給気風路３０には、上流側から順に、フィルタボックス２内のフィルタ１と熱交換換気装置３とが配置されている。また、排気風路４０には、熱交換換気装置３が配置されている。給気風路３０において、室外給気口２１と室内給気口２３とは、フィルタボックス２のフィルタ１と熱交換換気装置３とを介してダクト３１で接続されている。また、排気風路４０において、室内排気口２４と室外排気口２２とは、熱交換換気装置３を介してダクト４１で接続されている。
【００１３】
熱交換換気装置３は、換気機能と空調補助機能とを有する換気装置である。換気機能とは、室外空気を室内へ給気し、室内空気を室外に排気する機能である。この換気機能を実現する構成として、熱交換換気装置３は、給気風路３０において室外から室内に向けて空気を送風するファン４ａと、排気風路４０において室内から室外に向けて空気を送風するファン４ｂとを有する。
【００１４】
また、空調補助機能とは、排気する室内空気から熱を回収し、回収した熱を、給気する空気へ与えることで、エアコンなどの室内温度を調整する機器の空調動作を補助する機能である。空調補助機能は、機器におけるエネルギー負担を軽減する機能であることから省エネルギー機能とも言える。この空調補助機能を実現する構成として、熱交換換気装置３は排気風路４０を通過する空気と給気風路３０を通過する空気とを熱交換する熱交換器４ｃを備える。
【００１５】
熱交換換気装置３のファン４ａを運転させることで、給気風路３０において室外給気口２１から室内給気口２３に向けて粒子を含む室外の空気が流れ、フィルタ１を図の白抜き矢印の方向に通過する空気が流れる。また、熱交換換気装置３のファン４ｂを運転させることで、排気風路４０において室内排気口２４から室外排気口２２に向けて室内の空気が流れる。
【００１６】
実施の形態１に係るフィルタ１の詳細について、以下に説明する。フィルタ１は、室外給気口２１から下がり天井２０内に流入した室外空気中の粒子およびガスを捕集するフィルタである。以下の説明における空気の流れについて、フィルタボックス２が室外給気口２１とダクト接続される側をフィルタ１の上流側、フィルタボックス２が室内給気口２３とダクト接続される側をフィルタ１の下流側とする。
【００１７】
図２は、実施の形態１に係るフィルタ１の概略斜視図であり、図３は、実施の形態１に係るフィルタ１の一部を拡大した断面模式図である。図２に示すように、フィルタ１は、プリーツ形状に折り込まれた濾材１１と、濾材１１上に設けられた捕集部１２と、濾材１１の形状を固定する固定部材１３と、濾材１１の外形を保持する枠１４と、からなる。
【００１８】
濾材１１は、負の摩擦帯電傾向を有する第１繊維と、正の摩擦帯電傾向を有する第２繊維とをニードルパンチ法で絡合させ、かつ第１繊維と第２繊維とを摩擦帯電させた後、構造支持力のある支持材（図示せず）と接着剤で貼り合わせたものである。第１繊維は、線径１μｍ〜２００μｍのＰＰ（Polypropylene）の繊維、第２繊維は線径１μｍ〜２００μｍのＰＡＮ（Polyacrylonitrile）の繊維、支持材はＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）の網である。
【００１９】
図２および図３に示すように、濾材１１は複数の第１山部１１１と、濾材１１を通過する空気の流れ方向において、第１山部１１１よりも下流に形成される複数の第２山部１１２とを有する。また、濾材１１は、隣接する２つの第１山部１１１の間に形成される第１谷部１１３と、隣接する２つの第２山部１１２の間に形成される第２谷部１１４とを有する。
【００２０】
捕集部１２は、第１山部１１１の稜線に沿って設けられる濾材である。捕集部１２は、第１山部１１１の頂点から第１谷部１１３の頂点までの斜面の長さの約１４％以内の領域に設けられる。第１谷部１１３の頂点は、第２山部１１２の頂点の裏であるため、捕集部１２は、第１山部１１１の頂点から第２山部１１２の頂点までの距離の約１４％以内の領域に設けられるともいえる。捕集部１２は濾材１１より目が粗い綿状の繊維であり、例えば摩擦帯電された繊維径１μｍ〜２００μｍのＰＰとＰＡＮとの混紡繊維で形成される。捕集部１２は濾材１１より目が粗く構成されるため、捕集部１２における圧力損失は、濾材１１の圧力損失よりも低くなる。実施の形態１では、捕集部１２は第１山部１１１の稜線にのみ設けられ、第２山部１１２、第１谷部１１３および第２谷部１１４には設けられていない。
【００２１】
固定部材１３は、樹脂を溶融させて接着するホットメルトであり、第１山部１１１の稜線に対し交差する方向に延びて設けられる。枠１４は、合成樹脂、紙、または金属材料などからなり、濾材１１のプリーツ形状を保持するために、濾材１１の外形に接着固定される。
【００２２】
次に、実施の形態１におけるフィルタ１の動作について説明する。図４は、実施の形態１に係るフィルタ１の捕集原理を説明する図である。熱交換換気装置３のファン４ａが運転されると、室外給気口２１から粒子を含む室外空気が流入し、フィルタ１を図４に破線で示す矢印の方向に空気が流れる。このときフィルタ１において、空気の流れの上流側に第１山部１１１が備えられている。第１山部１１１は濾材１１が閉塞していることから、空気の流れの変化が大きい。この第１山部１１１に目が粗く圧力損失が低い捕集部１２を設けることで、流れの変化に追随できない粒子径１μｍ以上の一部の粗粒子５が捕集部１２と衝突し、捕集部１２の繊維層の表面または内部に慣性的に捕集される。
【００２３】
捕集部１２は、濾材１１と比べ、濾材の充填率が小さいことが好ましい。また捕集部１２の素材は、濾材１１と比べ繊維径が大きい繊維の濾材を用いることが好ましい。これにより、繊維の目が粗く空隙層の多い捕集部１２が形成され、粗粒子５の保持量が大きな捕集部１２を形成できる。
【００２４】
第１山部１１１に捕集部１２が設けられない場合でも、一部の粗粒子５は濾材１１の第１山部１１１と衝突し、濾材１１に慣性的に捕集されるが、第１山部１１１は濾材１１が閉塞しているため、粗粒子５の保持容量が小さく実用的ではない。捕集部１２で捕集されなかった粒子は濾材１１で捕集され、清浄な空気が室内に給気される。また、粗粒子５は、フィルタ１において主に捕集を行う濾材１１の目詰まりを引き起こす要因となる。実施の形態１のように、捕集部１２によって粗粒子５を捕集することで、濾材１１への粗粒子負荷を減らすことができ、フィルタ１の目詰まりを抑制することができる。捕集部１２が粗粒子５の捕集により目詰まりしたとしても、捕集部１２を備える第１山部１１１は、もともと捕集率または圧力損失に大きな影響を与えない領域であるため、フィルタ１の性能が低下することを抑制できる。以下にその根拠となる実験結果を示す。
【００２５】
図５、図６および図７は、フィルタの実験サンプルの概略図である。図５に示すサンプル５０Ａは、本試験の基準となる従来のフィルタであり、濾材５１と、枠５２とからなる。図５に示すように、サンプル５０Ａの上流側の山部５１１には何も設けられていない。図６に示すサンプル５０Ｂは、濾材５１と、枠５２と、濾材５１の山部５１１に設けられた閉塞部５５Ａとからなる。閉塞部５５Ａは、山部５１１の稜線を中心としマスキングテープで１０ｍｍ封止して形成される。図７に示すサンプル５０Ｃは、濾材５１と、枠５２と、濾材５１の山部５１１に設けられた閉塞部５５Ｂとからなる。閉塞部５５Ｂは、山部５１１の稜線を中心軸としマスキングテープで２０ｍｍ封止して形成される。サンプル５０Ｂでは、山部５１１の斜面の長さに対し約１４％、サンプル５０Ｃでは、山部５１１の斜面の長さに対し約２８％が閉塞されているものとする。
【００２６】
図８は、実験サンプルにおける捕集率の実験結果である。図８の横軸は粒子径［μｍ］であり、縦軸は捕集率［％］である。捕集率の実験結果は、サンプル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに風速１ｍ/ｓで異なる粒子径の粒子を含む空気を流し、粒子径ごとの捕集率を求めたものである。図９は、実験サンプルにおける圧力損失の実験結果である。図９の横軸は、面風速［ｍ/ｓ］であり、縦軸は圧力損失［Ｐａ］である。圧力損失の実験結果は、サンプル５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに異なる風速の空気を流し、風速ごとの圧力損失を求めたものである。
【００２７】
図８および図９に示すように、サンプル５０Ｃの実験結果では、閉塞部５５Ｂを備えないサンプル５０Ａと比べ、捕集率の低下および圧力損失の上昇が認められた。一方、サンプル５０Ｂの実験結果では、閉塞部５５Ａを備えないサンプル５０Ａと比べ、捕集率および圧力損失にほとんど違いは認められなかった。従って、第１山部１１１の斜面の長さの約１４％以内の領域であれば、捕集部１２を設けてもフィルタ性能を著しく損なうことはないと言える。
【００２８】
ただし、実施の形態１のフィルタ１において、捕集部１２が設けられる領域は、第１山部１１１の斜面の長さの約１４％以内に限定されるものではない。例えば、捕集部１２での粗粒子５の捕集による長寿命化を、フィルタ１の初期捕集率または初期圧力損失よりも優先したい場合は、山部５１１の斜面の長さの約１４％よりも大きい領域に捕集部１２を設けてもよい。
【００２９】
以上のように、実施の形態１によれば、フィルタ１の上流側の第１山部１１１に設けられた捕集部１２で粗粒子５を捕集することにより、粒子により目詰まりし難い、長寿命なフィルタ１および空気調和機１００を実現できる。これにより、フィルタ１のフィルタ性能を向上させることができる。
【００３０】
なお、実施の形態１では、濾材１１が摩擦帯電された濾材である例を示したが、帯電方法は摩擦帯電に限らず、コロナ帯電または流動帯電などを用いて帯電させてもよい。また、濾材１１は帯電処理を行っていない非帯電の濾材であってもよい。また、実施の形態１の濾材１１は、ＰＰとＰＡＮとの混紡繊維であり、繊維径が１μｍ〜２００μｍである例を示したが、必ずしも混紡繊維である必要はなく、繊維材料または繊維径も、上記に限定されない。例えば、一般にロングライフフィルタと呼ばれるような繊維径が２００μｍ以上に太く、強度を有し、水洗い可能な単一繊維を濾材１１の材料として用いてもよい。また、実施の形態１では、濾材１１の支持材の材料がＰＥＴの網である例を示したが、支持材の材料はＰＥＴに限定されない。また支持材の構造は網状である必要はなく、不織布等であってもよい。さらに第１繊維および第２繊維にて構造支持可能な場合は、支持材を設けなくてもよい。
【００３１】
また、実施の形態１では、捕集部１２は摩擦帯電された混紡繊維である例を示したが、摩擦帯電された繊維でなくてもよい。捕集部１２の帯電方法は摩擦帯電に限らず、コロナ帯電または流動帯電などを用いて帯電させてもよい。また、帯電繊維より性能は劣るが、非帯電の繊維を用いてもよい。また、実施の形態１の捕集部１２は、ＰＰとＰＡＮの混紡濾材であり、繊維径１μｍ〜２００μｍである例を示したが、必ずしも混紡濾材である必要はなく、繊維材料または繊維径も上記に限定されない。例えば、一般に繊維径が２００μｍ以上に太く、強度を有し、水洗い可能な単一繊維を捕集部１２の材料として用いてもよい。また、実施の形態１では、捕集部１２の構造は綿状である例を示したが、表面積が大きく、粗粒子５を大きな容量で保持できるように濾材１１より目が粗いことが重要であり、不織布状またはブラシ状などであってもよい。
【００３２】
また、濾材１１および捕集部１２の繊維は活性炭を含有するものであってもよい。この場合、粒子の捕集に加え、ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）またはオゾン等の特定のガスを吸着するこができる。なお、捕集部１２だけでフィルタ１を構成し、空気を濾過させると、大半の微粒子を室内に通過させてしまうため、捕集部１２はあくまでも、濾材１１のようなもともと空気が流れにくいものの表面に形成することが好ましい。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態２に係るフィルタ１Ａについて説明する。実施の形態２のフィルタ１Ａは、第２山部１１２にも捕集部１２を設ける点において、実施の形態１のフィルタ１と相違する。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。実施の形態２のフィルタ１Ａについて、以下に説明されていない構成は、実施の形態１のフィルタ１と同様とする。
【００３４】
図１０は、実施の形態２に係るフィルタ１Ａの概略斜視図である。図１０に示すように、実施の形態２のフィルタ１Ａは、濾材１１の上流側の第１山部１１１と、下流側の第２山部１１２の両方の稜線に沿って捕集部１２が設けられている。下流側の第２山部１１２に設けられた捕集部１２は、第２山部１１２の頂点から第２谷部１１４の頂点までの斜面の長さの約１４％以内の領域に設けられる。また、捕集部１２は、実施の形態１と同様に、濾材１１よりも目が粗い綿状の繊維であり、例えば摩擦帯電された繊維径１μｍ〜２００μｍのＰＰとＰＡＮとの混紡繊維で形成される。
【００３５】
次に、実施の形態２におけるフィルタ１Ａの動作について説明する。図１１は、実施の形態２に係るフィルタ１Ａの捕集原理を説明する図である。ここでは、実施の形態１のフィルタ１と異なる動作を中心に説明する。熱交換換気装置３のファン４ａが運転されると、室外給気口２１から粒子を含む室外空気が流入し、フィルタ１Ａを図１１に破線で示す矢印の方向に空気が流れる。このとき第１山部１１１の表面の捕集部１２において、空気の流れの変化に追随できない一部の粗粒子５が慣性的に捕集部１２の繊維層の表面または内部に捕集される。
【００３６】
捕集部１２で捕集されなかった粒子の大半は、濾材１１で捕集される。濾材１１でも捕集されなかった極僅かな量の粒子径１μｍ以下の微粒子６は、濾材１１を通過した後、濾材１１の下流側を空気の流れにのって移動する。そして、微粒子６は、濾材１１のプリーツ間の下流側に拡大する流れにのって、第２山部１１２側に移動する。このとき第２山部１１２の表面に形成された捕集部１２により微粒子６が捕集される。
【００３７】
以上のように、実施の形態２のフィルタ１Ａによれば、フィルタ１Ａの下流側の第２山部１１２に設けられた捕集部１２で濾材１１を通過した微粒子６を捕集することができ、フィルタ１Ａの捕集率が向上する。これにより、フィルタ１Ａの空気清浄効果を向上させることができる。なお、フィルタ１Ａの下流側の第２山部１１２に設けられた捕集部１２は、第１山部１１１に設けられた捕集部１２よりも目が細かくてもよい。これにより、濾材１１を通過した微粒子６を捕集しやすくできる。
【００３８】
実施の形態３．
実施の形態３に係るフィルタ１Ｂについて説明する。実施の形態３のフィルタ１Ｂは、捕集部１２が固定部材１３上に設けられる点において実施の形態１のフィルタ１と相違する。以下、実施の形態１のフィルタ１との相違点を中心に説明する。実施の形態３のフィルタ１Ｂについて、以下に説明されていない構成は、実施の形態１のフィルタ１と同様とする。
【００３９】
図１２は、実施の形態３に係るフィルタ１Ｂの概略斜視図である。図１２に示すように、実施の形態３のフィルタ１Ｂは、固定部材１３の上流側の面に捕集部１２が設けられる。固定部材１３は、濾材１１の第１山部１１１上に、第１山部１１１と交差するように配置される。捕集部１２は、実施の形態１と同様に、濾材１１よりも目が粗い綿状の繊維であり、例えば摩擦帯電された繊維径１μｍ〜２００μｍのＰＰとＰＡＮとの混紡繊維で形成される。
【００４０】
次に、実施の形態３に係るフィルタ１Ｂの動作について説明する。ここでは、実施の形態１のフィルタ１と異なる動作を中心に説明する。熱交換換気装置３のファン４ａが運転されると、室外給気口２１から粒子を含む室外空気が流入し、フィルタ１Ｂを通過する。このとき、固定部材１３の表面に設けられた捕集部１２において、空気の流れの変化が大きくなる。そして、流れの変化に追随できない粒子径１μｍ以上の一部の粗粒子５が慣性的に捕集部１２の繊維層の表面または内部に捕集される。
【００４１】
捕集部１２で捕集されなかった粒子は濾材１１で捕集され、清浄な空気が室内に給気される。粗粒子５は、フィルタ１Ｂにおいて主に捕集を行う濾材１１の目詰まりを引き起こす要因となるので、濾材１１への粗粒子負荷を減らすことによりフィルタ１Ｂの目詰まりを抑制することができる。捕集部１２が粗粒子５の捕集により目詰まりしたとしても、捕集部１２が配置される固定部材１３はもともと空気清浄に寄与しない領域であるため、フィルタ１Ｂの性能が低下することを抑制できる。
【００４２】
以上のように、実施の形態３のフィルタ１Ｂによれば、フィルタ１Ｂの上流側の固定部材１３に設けられた捕集部１２で粗粒子５を捕集することにより、粒子により目詰まりし難い、長寿命なフィルタ１Ｂおよび空気調和機１００を実現できる。これにより、フィルタ１Ｂのフィルタ性能を向上させることができる。
【００４３】
実施の形態４．
実施の形態４では、実施の形態１のフィルタ１の製造方法について説明する。図１３は、実施の形態４に係るフィルタ１の製造方法を説明する図である。まず、濾材１１がプリーツ形状に成形される。具体的には、濾材１１がプリーツ形状となるよう折り込まれ、固定部材１３および枠１４によって、濾材１１の形状が保持される。
【００４４】
そして、図１３に示すように、濾材１１の第１山部１１１の稜線に沿って接着層１５が形成される。接着層１５は、例えば両面テープを貼り付けることで形成される。接着層１５は、第１山部１１１において、捕集率および圧力損失に影響しない領域、すなわち第１山部１１１の頂点から第１谷部１１３の頂点までの斜面の長さの約１４％以内の領域に形成される。そして、接着層１５に捕集部１２が貼り付けられる。具体的には、接着層１５と第１山部１１１とが接着されている面の反対の面に、捕集部１２である綿状のＰＰとＰＡＮの混紡繊維が貼り付けられる。
【００４５】
以上のように、実施の形態４では、濾材１１をプリーツ形状に成形するステップと、第１山部１１１に接着層１５を形成するステップと、接着層１５に捕集部１２を貼り付けるステップとにより、フィルタ１が製造される。これにより、複雑な製造装置を備えなくても簡易にフィルタ１を製造することができる。
【００４６】
実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態１のフィルタ１の別の製造方法について説明する。図１４は、実施の形態５に係るフィルタ１の製造方法を説明する図である。実施の形態５においても、まず、濾材１１がプリーツ形状に成形される。具体的には、濾材１１がプリーツ形状となるよう折り込まれ、固定部材１３および枠１４によって、濾材１１の形状が保持される。
【００４７】
そして、図１４に示すように、濾材１１の第１山部１１１の稜線に沿って、噴射装置６０からＰＰとＰＡＮとの混紡繊維が噴射される。噴射装置６０は、各第１山部１１１に対応して直列配置された複数のノズルからなり、噴射した繊維を熱風で吹きつけながら絡ませるメルトブローンノズルである。噴射装置６０に対して濾材１１が図１４の矢印に示す方向に移動することで、第１山部１１１の稜線に沿って繊維が集積される。ＰＰとＰＡＮとの混紡繊維は、第１山部１１１において、捕集率および圧力損失に影響しない領域、すなわち第１山部１１１の頂点から第１谷部１１３の頂点までの斜面の長さの約１４％以内の領域に噴射される。ＰＰとＰＡＮとの混紡繊維が積み重なり綿状になることで捕集部１２が形成される。捕集部１２が形成された後は、雰囲気により乾燥され、第１山部１１１に捕集部１２が固着される。
【００４８】
以上のように、実施の形態５では、濾材１１をプリーツ形状に成形するステップと、第１山部１１１に繊維を噴射するステップと、噴射した繊維を第１山部１１１に固着させ捕集部１２を形成するステップと、によりフィルタ１が製造される。実施の形態５の製造方法では、接着剤を用いないため、接着剤に含まれるシロキサンなどの化学物質を放出しないフィルタ１を製造することができる。
【００４９】
実施の形態６．
実施の形態６では、実施の形態１のフィルタ１の別の製造方法について説明する。図１５は、実施の形態６に係るフィルタ１の製造方法を説明する図である。実施の形態６においても、まず、濾材１１がプリーツ形状に成形される。具体的には、濾材１１がプリーツ形状となるよう折り込まれ、固定部材１３および枠１４によって、濾材１１の形状が保持される。
【００５０】
そして、図１５に示すように、第１山部１１１の稜線に捕集部１２を構成する綿状のＰＰとＰＡＮの混紡繊維が押し当てられ、縫い付け装置７０によって縫い付けられる。縫い付け装置７０は、例えばハンディーミシンである。捕集部１２は、第１山部１１１において、捕集率および圧力損失に影響しない領域、すなわち第１山部１１１の頂点から第１谷部１１３の頂点までの斜面の長さの約１４％以内の領域に縫い付けられる。
【００５１】
ところで、フィルタ１を洗浄再生する場合、洗浄水をジェットノズルでフィルタ１に噴付けたり、噴付ける洗浄水が６０℃程度の比較的高温であったりすることが多い。そのため、実施の形態４で示した接着、または実施の形態５で示した熱融着により第１山部１１１と捕集部１２とを結合した場合、洗浄により結合が解ける恐れがある。これに対し、実施の形態６に示す方法では、第１山部１１１と捕集部１２と機械的に結合することで、高い強度で結合できるため、洗浄しても結合が解けにくくなる。
【００５２】
以上のように、実施の形態６では、濾材１１をプリーツ形状に成形するステップと、第１山部１１１に捕集部１２を縫い付けるステップとによりフィルタ１が製造される。これにより、濾材１１と捕集部１２とが高い強度で結合できるため、洗浄にも強いフィルタ１を製造することができる。
【００５３】
実施の形態７．
実施の形態７では、実施の形態１のフィルタ１の別の製造方法について説明する。図１６は、実施の形態７に係るフィルタ１の製造方法を説明する図である。実施の形態７においても、まず、濾材１１がプリーツ形状に成形される。具体的には、濾材１１がプリーツ形状となるよう折り込まれ、固定部材１３および枠１４によって、濾材１１の形状が保持される。
【００５４】
また、図１６に示すように、開口を有する保持材８０に複数の捕集部１２が取り付けられる。具体的には、フィルタ１の第１山部１１１の数と同じ数の捕集部１２が保持材８０に取り付けられる。また、各捕集部１２の大きさは、第１山部１１１において、捕集率および圧力損失に影響しない領域、すなわち第１山部１１１の頂点から第１谷部１１３の頂点までの斜面の長さの約１４％以内とする。そして、保持材８０がフィルタ１の枠１４に固定されることで、捕集部１２が第１山部１１１の稜線に沿って設けられる。
【００５５】
以上のように、実施の形態７では、濾材１１をプリーツ形状に成形するステップと、保持材８０に捕集部１２を取り付けるステップと、保持材８０を枠１４に取り付けるステップとによりフィルタ１が製造される。これにより、フィルタ１の第１山部１１１と捕集部１２とを分離可能となり、メンテナンスまたは部分交換が容易なフィルタ１を製造することができる。
【００５６】
実施の形態８．
実施の形態８では、実施の形態１のフィルタ１の別の製造方法について説明する。図１７は、実施の形態８に係るフィルタ１の製造方法を説明する図である。実施の形態７においても、まず、濾材１１がプリーツ形状に成形される。具体的には、濾材１１がプリーツ形状となるよう折り込まれ、固定部材１３および枠１４によって、濾材１１の形状が保持される。そして、図１７に示すように、ブラシ９０により、フィルタ１の第１山部１１１を擦ることで濾材１１を毛羽立たせる。これにより、フィルタ１の第１山部１１１の稜線に沿って、捕集部１２が形成される。すなわち、実施の形態８によると、フィルタ１の捕集部１２が濾材１１の一部により形成される。
【００５７】
以上のように、実施の形態８では、濾材１１をプリーツ形状に成形するステップと、ブラシ９０でフィルタ１の第１山部１１１を擦り、濾材１１を毛羽立たせるステップとによりフィルタ１が製造される。これにより、複雑な製造装置および追加の材料を備えなくても簡易にフィルタ１を製造することができる。
【００５８】
以上が実施の形態の説明であるが、上記の実施の形態は種々に変形することおよび組み合わせることが可能である。例えば、実施の形態２のフィルタ１Ａを、実施の形態４〜８の何れかに記載の製造方法で製造してもよいし、実施の形態３のフィルタ１Ｂを、実施の形態４〜７の何れかに記載の製造方法で製造してもよい。また、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせ、濾材１１の上流側の固定部材１３と、下流側の第２山部１１２とに捕集部１２を設けてもよい。
【００５９】
また、実施の形態１および２では、濾材１１の全ての第１山部１１１に捕集部１２を設ける構成としたが、これに限定されるものではなく、捕集部１２を設けない第１山部１１１があってもよい。また、捕集部１２は、第１山部１１１の全長にわたって設けられてもよいし、第１山部１１１の一部の領域のみに設けられてもよい。また、複数の第１山部１１１において、捕集部１２が設けられる位置は異なってもよい。また、捕集部１２は、第１山部１１１の稜線の両側に設けられてもよいし、片側のみに設けられてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１、１Ａ、１Ｂ  フィルタ、２  フィルタボックス、３  熱交換換気装置、４ａ、４ｂ  ファン、４ｃ  熱交換器、５  粗粒子、６  微粒子、１１  濾材、１２  捕集部、１３  固定部材、１４  枠、１５  接着層、２０  天井、２１  室外給気口、２２  室外排気口、２３  室内給気口、２４  室内排気口、３０  給気風路、３１  ダクト、４０  排気風路、４１  ダクト、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ  サンプル、５１  濾材、５２  枠、５５Ａ、５５Ｂ  閉塞部、６０  噴射装置、７０  縫い付け装置、８０  保持材、９０  ブラシ、１００  空気調和機、１１１  第１山部、１１２  第２山部、１１３  第１谷部、１１４  第２谷部、５１１  山部。
【要約】
フィルタは、空気が通過する濾材と、濾材よりも目が粗い捕集部と、を備え、濾材は、第１山部と、空気が通過する方向において第１山部よりも下流に形成される第２山部と、を有するプリーツ形状を有し、捕集部は、濾材の第１山部に設けられている。【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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