JP2001512397A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によるフィルタ装置は、フレーム（７）、グリッド（２）（５）、及び瀘過板（３）（６）を備え、必要に応じて、ガス吸着材（４）を含んでいる。フレーム（７）は、可撓性を有し、グリッド（２）（５）と同様に、ポリプロピレンで形成されている。瀘過板（３）（６）は、不織布マットを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 フィルタ装置 本発明は、特に自動車の換気、暖房、または調節を行う装置に適するフィルタ 装置に関する。 本発明の第１の目的は、このようなフィルタ装置の効率及び寿命を改善するこ とにある。 本発明の第２の目的は、フィルタ装置が目詰まりを起こした際に、フィルタを 容易に交換できるようにすることにある。 本発明の第３の目的は、特に有害ガスを吸着する手段を含んでいるフィルタ装 置を、容易に再利用できるようにすることにある。 これらの目的は、次に示す本発明の技術的な特徴の１つ、またはそのいくつか によって、達成することができる。 ・フィルタ装置は、比較的撓みやすいフレームで囲まれた可撓性グリッドを備 えている。 ・カード処理されたウェブからなる不織布マットが、前記グリッドに対向して 配置され、かつこのマットは、また粒子フィルタを備えている。 ・カード処理されたウェブからなる不織布材料の前記マットは、前記グリッド に固着されることなく設けられている。 ・カード処理された前記ウェブは、単一織物層を構成している。 ・カード処理された前記ウェブは、瀘過しようとする気体の流れの正常の方向 に対して、グリッドよりも上流側に配置されている。 ・フィルタ装置は、グリッドと前記不織布マットとの間に位置する気体吸着手 段を備えている。 ・前記気体吸着手段は、活性炭の薄織物を備えている。 ・前記活性炭の薄織物は、可撓性を備えている。 ・前記気体吸着手段は、活性炭の層を備えている。 ・カード処理されたウェブからなる不織布マットは、気体吸着手段のいずれか 一方の側に配設されている。 ・流入側グリッドである第２のグリッドは、不織布マットよりも上流側に配置 されている。 ・前記２つのグリッドは、同じ性状のものである。 ・２つのグリッドは、異なる性状のものである。 ・炭素製薄織物の少なくとも一辺、好ましくは各辺の長さは、グリッド及びフ レームの対応する長さよりも短く、そのため、炭素製薄織物の少なくとも一辺は 、フレームから、少なくとも部分的に離れている。 ・グリッドの一方、好ましくはその両方は、ひだ状となっている。 ・前記不織布マットは、ひだ状となっている。 ・前記炭素製薄織物は、ひだ状となっている。 ・前記第２のグリッドは、ポリプロピレンで形成されている。 ・不織布材料の前記マットは、長い繊維で形成され、その長さは、少なくとも ３８mmであることが好ましい。 ・前記長い繊維の平均直径は、１０μm以上である。 ・前記繊維は、熱可塑性材料である。 ・前記繊維は、ポリプロピレン繊維である。 ・前記フレームは、発泡性ポリプロピレン、または多孔性ポリプロピレンで形 成されている。 ・前記フレームは、ミラー溶接により、グリッドに固着されている。 ・つまり、前記フレームは、ミラー溶接により、流出側グリッド及び流入側グ リッドに固着されている。 ・前記フレームは、前記グリッドを被覆するようにモールドされている。 ・前記フレームは、前記グリッド及び不織布材料の前記マットを被覆するよう にモールドされている。 ・また、前記フレームもまた、第２のグリッドを被覆するようにモールドされ ている。 ・前記グリッドの周縁部の両端または一端は、前記フレームの対応する壁に沿 うように湾曲している。 本発明によるフィルタ装置は、効率を改善し、瀘過される空気のエネルギー損 失を、従来のフィルタ装置よりも低減させることができる。 さらに、本発明によるフィルタ装置は、可撓性のカセット形状であり、換気、 暖房、または調節を行う装置に対して着脱する際に、一時的に全ての方向に変形 しうることが好ましい。そのため、特に、フィルタ装置のハウジングに接近する ことが困難な場合（多くの場合がそうである）の作業を、かなり容易に行うこと ができるようになる。 本発明によるフィルタ装置の構造により、フィルタ装置の種々のパーツとフレ ームとの間の密閉性が優れたものとなり、また、種々のパーツを組立てる際には 、溶剤や接着剤を用いる必要がない。 フレームが可撓性であるので、シールガスケットを用いる必要がなく、その周 面を固着することができる。 また、フレームが可撓性なので、フィルタ装置や、フィルタ装置が配設される ダクトの振動及びノイズを防止したり吸収したりすることができる。 本発明によるフィルタ装置は、使用限度を超えると、種々の構成部品を分離し た後、特に、活性炭薄織物をフレームから分離した後に、容易に再利用できる。 さらに、本発明の特徴及び利点は、以下の実施例及び図面の記載から明らかに なると思う。 図１は、本発明によるフィルタ装置の一部を線図的に示す断面図である。 図２は、本発明の他の実施例を示す、図１のものと同様の部分断面図である。 図３は、図２に示すフィルタ装置の正面図である。 図４及び図５は、グリッドをフィルタ装置のフレームに固着する要領を示す図 である。 図６ａ及び図６ｂは、フィルタ装置の可撓性を示す図である。 図７及び図８は、本発明によるフィルタ装置の製造方法を示す図である。 図１に示すフィルタ装置（１）は、ひだ状で可撓性の流出側グリッド（２）を 備え、このグリッド（２）には、カード処理された単一織物層からなる不織布マ ットの形状の粒子フィルタからなる瀘過板(３)が、固着されることなく対向して 設けられている。濾過板（３）も、流出側グリッド（２）と同様にひだ状になっ ている。 前記不織布マットは、基本的には、少なくとも３８mm程度の長さで、径近直径 が１０μm以上の長い繊維で形成されていることが好ましい。前記繊維は、熱可 塑性材料のものであり、実際には、ポリプロピレンである。 流出側グリッド（２）は、ポリプロピレンで形成され、フィルタ装置（１）に おける空気の流れ方向Ｆの下流に位置している。 図１に示す実施例において、第２のひだ状の可撓性グリッドである流入側グリ ッド（５）が、瀘過板（３）に固着させることなく設けられ、また瀘過板(３)は 、流出側グリッド（２）に固着させることなく設けられている。 第２の可撓性グリッドである流入側グリッド（５）は、フィルタ装置の空気の 流れ方向Ｆに対して、瀘過板（３）よりも前、すなわち上流側に配置されている のが好ましい。 流入側グリッド（５）は、流出側グリッド（２）と同様のものであり、ポリプ ロピレンで形成されていることが好ましい。 しかし、両グリッド（２）（５）を、異なる性質の材料で形成してもよい。 図１に示すフィルタ装置は、粒子フィルタである。 本発明は、また、複合フィルタ、すなわち、有害ガスを阻止するフィルタに組 込まれる粒子フィルタにも関連するものである。 この場合には、図２に示すように、ガス吸着材（４）が、流出側グリッド（２ ）と瀘過板(３)を備える図１の基礎構造に対して付加される。ガス吸着材（４） は、空気の流れ方向Ｆに対して上流側から、瀘過板（６）、ガス吸着板（４）、 及び瀘過板（３）の順となるように、瀘過板（６）と瀘過板（３）との間に配置 されている。 図２は、複合フィルタを示し、空気の流れ方向Ｆに対して、上流側から、流入 側グリッド（５）、瀘過板（６）、ガス吸着材（４）、瀘過板（３）、及び流出 側グリッド（２）の順に配置されている。 瀘過板（３）（６）は、上述したのと、同様の材料で形成されていることが好 ましい。つまり、不織布からなる各瀘過板（３）（６）は、カード処理されたウ ェブ形状のものであり、また、それぞれは、ガス吸着材（４）に対向して配置さ れている。 前記ガス吸着材（４）は、活性炭層で構成してもよいが、図２に示すように、 流出側グリッド（２）または流入側グリッド（５）や、瀘過板（３）または瀘過 板（６）と同じように、可撓性のある炭素のひだ状の薄織物で形成するのが好ま しい。 図２に示すフィルタ装置は、前後対称的な構造となっており、換気、暖房、ま たは調節を行う装置に、前後いずれの方向に向けても取付けることができるとい う利点がある。そのため、取付け方向を示すための指示手段を設ける必要はない 。 このように、このフィルタ装置は、前後可逆的であり、逆方向にして使用する 場合には、もちろん、流出側グリッドが流入側グリッドとなり、また、流入側グ リッドが流出側グリッドとなる。 フィルタ装置（１）の種々の部材を支持するために、図３に示すような可撓性 のフレーム（７）を設けてある。図３は、図２に示した実施例のフィルタ装置に 対応するものであるが、以下に説明するフレームは、他の実施例、特に図１で示 したフィルタ装置にも適用しうるものである。 フレーム（７）は、発泡性ポリプロビレン、または多孔性ポリプロピレンで形 成され、流出側グリッド（２）または流入側グリッド（５）のいずれかに、好ま しくは、それら両方のグリッド（２）（５）に固着されている。 図４及び図５に示すように、いわゆるミラー溶接により、流出側グリッド（２ ）または流入側グリッド（５）を、フレーム（７）に固着することが好ましい。 ミラー溶接作業では、一方で流出側グリッド（２）または流入側グリッド（５） の周縁部（８）を、他方でフレーム（７）の取付け部（９）を、同時に溶解点ま で加熱する。次に、上述の周縁部（８）と取付け部（９）とを互いに近接させて 、図５に矢印Ｐで示す方向に、直角に圧力を加えてクランプする。 ミラー溶接作業では、フレーム（７）の対応する内面の形状に沿うように、流 出側グリッド（２）または流入側グリッド（５）の周縁部（８）の端を直角に折 曲げ、これにより、グリッドをしかっりと固着し、かつグリッドとフレームとの 間からの空気の漏れを防止する。 流出側グリッド（２）または流入側グリッド（５）の複数の周縁部（８）を、 好ましくは、４辺全ての周縁部を、フレーム（７）の対応する取付け部（９）に 、 上述のようにして固着することが好ましい。 図３に示すように、２つのグリッド（２）（５）は、上述のようにして、フレ ーム（７）に固着される。 流出側グリッド（２）、流入側グリッド（５）及びフレーム（７）は、同じ化 学的性質（ポリプロピレン）の材料で形成されているので、これらを堅固に、か つ耐久性を有するように固着することができる。 ミラー溶接作業を行っている間、必要に応じて、炭素系薄織物のようなガス吸 着材（４）を上述のように挿入し、不織布マットを、対応する流出側グリッド（ ２）または流入側グリッド（５）の間に配置する。 図示しない変形例では、フレーム（７）は、流出側グリッド（２）や流入側グ リッド（５）のいずれか、またはその両方の周囲に、かつ、瀘過板（３）（６） のいずれか、またはその両方の周囲にモールド成形される。 本発明の主なる特徴によれば、好ましくは活性炭薄織物であるガス吸着材（４ ）は、少なくとも１方向に延びるか、好ましくは４方向に延び、その全長は、流 出側グリッド（２）または流入側グリッド（５）の全長、及び瀘過板（３）また は瀘過板（６）の全長よりも短いことが好ましい。すなわち、図３に示すように 、活性炭薄織物であるガス吸着材（４）の寸法は、流出側グリッド（２）、流入 側グリッド（５）及び瀘過板（３）（６）の寸法よりも小さい。 そのため、ガス吸着材（４）が、フレーム（７）から離れて配置されるので、 ガス吸着材（４）が邪魔することなく、グリッドをフレーム（７）に固着するこ とができるという利点がある。 また、使用限度を超えたフィルタ装置を再生したい時には、グリッドを分解し て、フィルタの売価の大きな部分を占めるガス吸着材（４）を容易に取出して、 活性化し、新しいフィルタ装置に使用することができるという利点もある。 上述のようにして、このフィルタ装置は再利用することができ、この場合には 、図６ａ及び図６ｂに示すように、フィルタ装置（１）を湾曲させ、さらに折曲 げるために、可撓性が重要となってくる。これにより、フィルタ装置（１）を、 自動車の換気、暖房、または調節を行う装置に、容易に着脱することができるよ うになる。これは、フィルタ装置のハウジングに手が届き難い多くの場合に、大 き な利点となる。 図７及び図８は、上述のフィルタ装置の好ましい製造方法を示す。 繊度が1.7dtex（直径が14μm）のポリプロピレンで形成された瀘過板を、40mm の長さに切断して、ミキサーに投入する。 ミキサーから得られた繊維の混合物を、フィーダ（１０）に送り出し、次に、 カード処理しない内に、リザーブサイロ（１１）へ送り出す。その後、混合物を 、二重のコームを有し、ペルメルタイプの攪拌機を備えるウールタイプのカード （１２）によって開織し、カード処理された等方性のウェブとする。 このウェブを、カード（１２）の出口からコンデンサ（１３）に供給し、織物 層とする。 カード（１２）及びコンデンサ（１３）のパラメータは、約150g/m²の重量、 つまり、表面密度が２０である織物層が得られるように設定されている。 織物層を、カーペットに堆積し、水硬結合機（１４）で結合する。 水硬結合機（１４）において、織物層は、高圧（４０Bar〜２００Bar）で非常 に細かい噴射水を、回転ドラム上で噴射されてから、送り出される。 織物層は、噴射水により、ドラム上で反発することにより編成され、密度を増 すことなく、力学的に高い強度を持つようになる。 この織物層を、トンネル乾燥機（１５）を通過させた後、ローラー（１６）で 巻き取る。 次に、織物層を、ひだ付機（１７）に送り出し、ひだ（１８）を付け、その後 、上述のフィルタ装置を構成するために、支持体（１９）に挿入する。 本発明によれば、フィルタ装置は、単一の織物層を備えている。 この場合、織物層の厚さは、0.84mmであり、また、66g/m²の重量、つまり、密 度が0.07である瀘過板とすることができる。 このようにして製造されたフィルタ装置の有効性を試験するために、フィルタ 装置を、100cm²に等しい断面を有する経路に配置し、フィルタ装置に対して、粒 子を含む空気の流れを、20cm/sの速度で通過させた。 粒子は、、米国のSAE基準J726/IS05011に規定されている、いわゆる"SAE微粉" タイプのものである。 粒子の密度は、100mg/m³である。 第１に、このような条件において、フィルタ装置を通過する際のエネルギー損 失は、１４Paに過ぎず、第２に、効率は、８０％に達したことが認められた。 現在使用されているフィルタ装置の効率は、せいぜいこの程度であるが、この 装置は、低い密度(0.12から0.30に対して0.07)であり、概してエネルギー損失を 低く抑えることができた。 さらに、耐久力テストでは、本発明によるフィルタ装置は、長時間に亘って、 安定した効率を得ることができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フレーム、グリッド、及び瀘過板を備える、特に自動車用に適する換気、 暖房、または調節を行う装置のためのフィルタ装置であって、フレーム（７）及 びグリッド（２）（５）が可撓性であり、前記フィルタ装置は、換気、暖房、ま たは調節を行う装置に対して着脱する際に、全方向に一時的に変形しうることを 特徴とするフィルタ装置。 ２．前記グリッド（２）（５）は、ポリプロピレンで形成されていることを特 徴とする請求項１記載のフィルタ装置。 ３．前記フレーム（７）は、ポリプロピレンで形成されていることを特徴とす る請求項１または２記載のフィルタ装置。 ４．前記フレーム（７）は、発泡性ポリプロピレン、または多孔性ポリプロピ レンで形成されていることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のフィル タ装置。 ５．瀘過板（３）（６）は、カード処理されたウェブからなる不織布マットで あることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載のフィルタ装置。 ６．カード処理されたウェブの不織布マットである前記瀘過板（３）（６）は 、前記グリッド（２）（５）に固着されることなく、かつ前記グリッド（２）（ ５）に対向して配置されていることを特徴とする請求項５記載のフィルタ装置。 ７．前記瀘過板（３）（６）は、単一織物層を備えていることを特徴とする請 求項６記載のフィルタ装置。 ８．前記瀘過板（３）（６）は、瀘過されるガスの流れの通常の方向（Ｆ）に 対して、グリッド（２）（５）よりも上流に配置されていることを特徴とする請 求項７記載のフィルタ装置。 ９．前記グリッド（２）（５）と前記瀘過板（３）（６）との間に位置するガ ス吸着材（４）を備えていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のフ ィルタ装置。 １０．前記ガス吸着材（４）は、活性炭薄織物を備えていることを特徴とする 請求項９記載のフィルタ装置。 １１．前記活性炭薄織物は、可撓性であることを特徴とする請求項１０記載の フィルタ装置。 １２．前記ガス吸着材（４）は、活性炭層を備えていることを特徴とする請求 項９記載のフィルタ装置。 １３．カード処理されたウェブからなる前記瀘過板（３）（６）は、前記ガス 吸着材（４）のいずれかの面に配置されていることを特徴とする請求項９〜１２ のいずれかに記載のフィルタ装置。 １４．流入側グリッドである第２のグリッド（５）は、瀘過板（３）（６）よ りも上流に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のフィ ルタ装置。 １５．グリッド（２）（５）は、ともに同じ性質の材料で形成されていること を特徴とする請求項１４記載のフィルタ装置。 １６．グリッド（２）またはグリッド（５）と、ガス吸着材（４）は、ひだ状 であることを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載のフィルタ装置。 １７．前記ガス吸着材（４）の少なくとも一辺、好ましくはその各辺の長さは 、各グリッド（２）（５）及びフレーム（７）の対応する長さよりも短く、その ため、前記ガス吸着材（４）の少なくとも一辺が、前記フレーム（７）から少な くとも部分的に離れていることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載 のフィルタ装置。 １８．不織布材料の瀘過板（３）（６）は、38mm以上の長い繊維により形成さ れていることを特徴とする請求項５〜１７のいずれかに記載のフィルタ装置。 １９．前記長い繊維の平均直径は、１０μm以上であることを特徴とする請求 項１８記載のフィルタ装置。 ２０．前記長い繊維は、熱可塑性材料からなることを特徴とする請求項１８ま たは１９記載のフィルタ装置。 １．前記長い繊維は、ポリプロピレン繊維であることを特徴とする請求項１９ 記載のフィルタ装置。 ２２．フレーム（７）は、ミラー溶接により、グリッド（２）（５）に固着さ れていることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載のフィルタ装置。 ２３．フレーム（７）は、ミラー溶接により、流出側グリッド（２）及び流入 側グリッド（５）に固着されていることを特徴とする請求項２２記載のフィルタ 装置。 ２４．流出側グリッド（２）または流入側グリッド（５）の周縁部（８）の全 体または一部は、フレーム（７）の対応する壁に沿うように、湾曲していること を特徴とする請求項２２または２３記載のフィルタ装置。 ２５．前記フレーム（７）は、前記グリッド（２）（５）にモールドされてい ることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載フィルタ装置。 ２６．前記フレーム（７）は、流入側グリッド（５）、不織布材料の瀘過板（ ３）（６）、及び流出側グリッド（２）にモールドされていることを特徴とする 請求項２５記載のフィルタ装置。 ２７．表裏対称的で、かつ表裏可逆性の構造となっていることを特徴とする請 求項１４〜２６のいずれかに記載のフィルタ装置。