JP2010253455A

JP2010253455A - 空調用フィルタ

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Publication number: JP2010253455A
Application number: JP2009110102A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Watanabe; 裕元渡邊
Original assignee: Shinwa Corp
Current assignee: Shinwa Corp
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-11
Also published as: CN101876470A

Abstract

【課題】微粒子に対して高い捕集効率を有する空調用フィルタを空調系統に設置する場合、目詰まり防止のため捕集効率の低いフィルタを前に配置したり、捕集効率の異なる２つのフィルタを密接に重ね合わせたフィルタを使用して前段ろ材を捕集効率の低いフィルタの機能をもたせたりしているが、結果的にコストアップにつながり十分なものではなく、最適な２重構造の空調用フィルタが望まれていた。そこで本発明はこれらの期待に沿った空調用フィルタを提供しょうとしたものである。
【解決手段】本発明の解決手段は、捕集率の異なるプレフィルタ、中高性能フィルタ、準HEPAフィルタ、HEPAフィルタ、ULPAフィルタの機能を有するシートろ材の中から、大気じんの変化や周囲環境の変化に応じて決められる吸気環境の粉塵濃度に沿って、２つのシートろ材を組み合わせたことを特徴とする空調用フィルタ。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調用フィルタに関し、一般に、空調用フィルタが高性能になればなるほど、寿命が短くなる傾向があり、捕集性能と寿命とが両立し難い関係にある問題点を解決するようにしたものである。

従来、微粒子に対して高い捕集効率を有する空調用フィルタを空調系統に設置する場合、目詰まり防止のため捕集効率の高い空調用フィルタの前に捕集効率の低いフィルタを配置したり、捕集効率の異なる２つのフィルタを密接に重ね合わせて前段フィルタに低い捕集機能をもたせた空調用フィルタが使用されているが、前者は、設置スペースの制約および構造の複雑化またはコストアップの観点から十分なものではなく、後者は、異なる２つのフィルタの内どちらか一方が目詰まりを起こしてしまった場合、空調用フィルタ全体を交換せざるを得ず、結果的にはコストアップにつながり十分なものではなかった。

本発明は上述の課題を解決しょうとしたもので、目的の１つは、大気じんの変化や周囲環境の変化に応じて、ろ材を構成するシートろ材を見直し空調用フィルタの寿命が目標通り発揮できるようにした空調用フィルタを提供しょうとするものである。

本発明のもう一つの目的は、ろ材を構成するシートろ材の寿命が同時に達するようにした空調用フィルタを提供しょうとするものである。

本発明のもう一つの目的は、ろ材の寿命が長寿命でありながら圧力損失の低い空調用フィルタを提供しょうとするものである。

本発明の第１の解決手段は、空調用フィルタの吸気環境の粉塵濃度に応じて、捕集効率の異なる２つのシートろ材を組み合わせたことを特徴とするものである。

本発明の第２の解決手段は、捕集効率の異なる２つのシートろ材は、プレフィルタの性能をもったシートろ材、中高性能フィルタの性能をもったシートろ材、準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材、HEPAフィルタの性能をもったシートろ材、ULPAフィルタの性能をもったシートろ材から選択して組み合わせたことを特徴とするものである。

本発明の第３の解決手段は、プレフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式3(質量法)で平均捕集率が50〜90％であることを特徴としたものである。

本発明の第４の解決手段は、中高性能フィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式2(比色法)で平均捕集率が65％以上であることを特徴とするものである。

本発明の第５の解決手段は、準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式1(計数法)で0.3μm粒子に対し95％以上の捕集率を有することを特徴とするものである。

本発明の第６の解決手段は、HEPAフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式1(計数法)で0.3μm粒子に対し99.97％以上の捕集率を有することを特徴とするものである。

本発明の第７の解決手段は、ULPAフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9927( JIS B 9908型式1準拠)で0.15μm粒子に対し99.9995％以上であることを特徴とするものである。

ここで、プレフィルタの性能をもったシートろ材は、長繊維のグラスファイバーからなり、上流側の比較的目の粗い層と、下流側の密度の高い層とからなる「密度勾配構造」で、弾力の優れたシートに仕上げたものである。そして、シートろ材の厚みは0.5mm程度である。

中高性能フィルタの性能をもったシートろ材は、繊維径5〜２０μm程度のグラスファイバー同志にバインダで接着した粉塵保持容量の大きな上流側用途に適したグラスファイバー製シート、あるいは同じグラスファイバーからなり撥水加工を施したより密な下流側用途に適したグラスファイバー製シートからできあがっている。そしてシートろ材の厚みは0.5mm程度である。

準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材は、繊維径１〜５μm程度のグラスファイバー同志にバインダで接着した粉塵保持容量の大きな上流側用途に適したグラスファイバー製シート、あるいは同じグラスファイバーからなり撥水加工を施したより密な下流側用途に適したグラスファイバー製シートからできあがっている。そして、ろ材の厚みは0.5mm程度である。

HEPAフィルタの性能をもったシートろ材は、繊維径０.５〜１.０μm程度のグラスファイバー同志にバインダで接着した粉塵保持容量の大きな上流側用途に適したグラスファイバー製シート、あるいは同じグラスファイバーからなり撥水加工を施したより密な下流側用途に適したグラスファイバー製シートからできあがっている。そして、シートろ材の厚みは0.5mm程度である。

ULPAフィルタの性能をもったシートろ材は、繊維径0.5μm以下のグラスファイバー同志にバインダで接着したグラスファイバー製シートから構成されている。そして、シートろ材の厚みは0.5mm程度である。

そして中高性能フィルタの製作は、プレフィルタの性能と撥水加工を施したシートろ材と、下流側用途に適した中高性能フィルタの性能をもち、撥水加工を密に施したシートろ材とからなる２重構造のろ材、または粉塵保持容量の大きな上流側用途に適した中高性能フィルタの性能をもったシートろ材と、撥水加工を施した、より密な下流側用途に適した中高性能フィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材をジグザグ状に折り畳んで、ひだ折り加工し、ひだ折り加工したろ材間に、セパレータまたはビード状接着剤を挟み込んで外枠内に接着材で気密に取り付けて設けている。

また、準HEPAフィルタの製作は、粉塵保持容量の大きな上流側用途に適した中高性能フィルタの性能をもったシートろ材と、撥水加工を施したより密な下流側用途に適した準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材、または粉塵保持容量の大きな上流側用途に適した準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材と、撥水加工を施した、より密な下流側用途に適した中高性能フィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材をジグザグ状に折り畳んで、ひだ折り加工し、ひだ折り加工したろ材間にセパレータ、またはビード状接着剤を挟み込んで、外枠内に接着材で気密に取り付けて設けている。

さらに、HEPAフィルタの製作は、粉塵保持容量の大きな上流側用途に適した準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材と撥水加工を施したより密な下流側用途に適したHEPAフィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材、または粉塵保持容量の大きな上流側用途に適したHEPAフィルタの性能をもったシートろ材と、撥水加工を施したより密な下流側用途に適したHEPAフィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材を、ジグザグ状に折り畳んで、ひだ折り加工し、ひだ折り加工したろ材間にセパレータ、またはビード状接着剤を挟み込んで外枠内に接着材で気密に取り付けて設けている。

さらに、ULPAフィルタの製作は、粉塵保持容量の大きな上流側用途に適した準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材と、ULPA フィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材、または粉塵保持容量の大きな上流側用途に適したHEPAフィルタの性能をもったシートろ材と、ULPA フィルタの性能をもったシートろ材とからなる２重構造のろ材をジグザグ状に折り畳んで、ひだ折り加工し、ひだ折り加工したろ材間にセパレータ、またはビード状接着剤を挟み込んで外枠内に接着材で気密に取り付けて設けている。

上記で述べた中高性能フィルタ、準HEPAフィルタ、HEPAフィルタ、ULPAフィルタを構成するシートろ材の組み合わせは、ひとつの例であって、これに限定されることなく種々変更しても何ら本発明の要旨を変更するものではない。

上記課題解決による作用は次の通りである。ここで、フィルタの選定は天候、気象の変化や周囲環境の変化に応じて決められるがここでは中高性能フィルタの場合について述べる。

まず、この中高性能フィルタでは、汚染空気がフィルタ外枠前面から送り込まれると、その汚染空気は、セパレータまたはビード状接着剤により形成された多数のろ材間の隙間を通過し、まず上流側の粉塵保持容量の大きなシートろ材により、微粉塵以上の大きさの粉塵がろ過集塵されて除去される。これによって、微粉塵のみとなった汚染空気は、次に撥水加工を施したより密なシートろ材に入り、微粉塵がろ過捕集され、これによって、清浄化された空気は、フィルタ外枠後面側に抜けていく。したがって、上記粉塵保持容量の大きな粉塵が捕集され、高密度のシートろ材に微粉塵のみが捕集されるようになることから、全体として粉塵の捕集容量が大となり、且つ高密度のシートろ材の捕集効率の向上、およびその寿命の延長が図れ、長期使用が可能となる。

特に、粉塵がミストや潮解性を有する海塩粒子の場合は、上流側シートろ材に付着すると共に浸透して下流側シートろ材に拡散しかねないが、上流側シートろ材よりも下流側シートろ材に強い撥水効果をもたせているので、下流側シートろ材に飛び出してくることがない。

また、異なる２つのシートろ材を重合することから、従来の一枚ものに比べろ材強度が大きくなっているので圧力損失がかなり大きくなっても、破損することなく使用可能となる。

上述したように、本発明の空調用フィルタは、次のような効果が得られる。

（１）周囲環境の変化に応じて、ろ材を構成する各シートろ材を選定出きるようにした上、気流方向の上流側を粉塵保持容量の大きなシートろ材としたので、多くの粉塵を保持でき、下流側シートろ材は、上流側シートろ材よりも撥水加工を施したより密なシートろ材を設けたので、低い圧力損失で長寿命の空調用フィルタを提供できる。

（２）上流側のシートろ材で大きな粒子を粗取りするため、下流側のシートろ材の負担を大幅に低減できる。

（３）気流方向の上流側から下流側に至る繊維構成の変化が最適な２段密度勾配となっているので、所要の捕集性能を満足しながら、ろ材の捕集量が平均化され、圧力損失の極端な増加を抑えて寿命が延びる。

（４）ろ材の寿命が延びることから、空気浄化装置の維持費の低減ができる。

（５）圧力損失の極端な増加を抑えることができることから、ファンなど駆動装置の運転費の省エネ化を計ることができる。

（６）ろ材は２重構造となっているので、ろ材をひだ折り加工してフィルタとして組み立てる際、割れ、折り山不良などのトラブルを生じることがない。

本発明の一実施例を示す空調用フィルタの斜視図で、部分的に破断したものを示す。図１に表すＸ部の拡大図を示す。本発明の他の実施例を示す空調用フィルタの斜視図で、部分的に破断したものを示す。図３に表すＹ部の拡大図を示す。

以下、本発明の空調用フィルタを、添付図１〜４に基いて説明する。

図中、１は、空調用フィルタの外枠で、前後面開放の箱形状をしていて、この外枠１内に２重構造のろ材２が、図示するように全体的にコンパクトでありながら、ろ過面積を大きくすべくジグザグ状に折り曲げて装着されている。すなわち、図２に拡大して示されるように、そのジグザグ状に折り曲げられたろ材２の折り曲げ部３、３・・・相互間には、その折り曲げ線と直交する方向に波線を配置して波形板状のセパレータ４、４・・・を配置し、また、同様に図３およびその部分拡大した図４に示すように、外枠１内にはろ材２がジグザグ状に折り曲げて装着され、その外表面に糸状または紐状の接着樹脂５、５・・・を折込んで、多数の通風路６、６・・・が形成されている。

このような２重構造のろ材２は、グラスファイバーからなり、粉塵保持容量の大きな上流側のシートろ材７と同じグラスファイバーからなり、撥水加工を施したより密な下流側のシートろ材８を重ね合わせた密度勾配型構造となっている。

さらに、上記重合した異なる２つのシートろ材７、８は、それぞれペーパー状のもので、互いに密度が異にされており、汚染空気の流れ込む方向に対して前面側に配置する上流側のシートろ材７は、大きな粉塵を捕集する比較的密度の低いもので、その後面側に配置する下流側のシートろ材８は、微粉塵を捕集する密度の高いものである。

次に上述した構成の作動について説明すると、汚染空気が外枠１の前面側から送り込まれると、その汚染空気は、ろ材の折り曲げ部３、３・・・相互間の前面側に開放する多数の通風路６、６・・・に侵入し、そしてまず粉塵保持容量の大きな上流側のシートろ材７により微粉塵以上の大きさの粉塵が、ろ過捕集されて除去される。これによって微粉塵のみとなった汚染空気は、次に密な下流側のシートろ材８に入り微粉塵がろ過捕集され、これによって清浄化された空気は、フィルタの後面側に抜けて行き、クリーンエアーとして供給される。

したがって、上記粉塵保持容量の大きな上流側のシートろ材７に大きな粉塵（塵埃をも含む、他も同じ）が捕集されて、密な下流側のシートろ材８には、微粉塵のみが捕集されるようになることから、全体として粉塵の捕集容量が大となり、かつ下流側のシートろ材８の捕集効率の向上、およびその寿命の延長が図れ、長期間使用が可能となる。

また、異なる２つのシートろ材７、８を重合し、密度勾配型構造としたことから、従来の一枚ものに比べ、ろ材強度が大である上、フィルタ使用中に圧力損失がかなり大きくなっても、破損などすることなく使用可能である。

次に空調用フィルタの製造方法について述べる。

［実施例１］
繊維径が30μｍ程度のグラスファイバーからなり、JIS B 9908型式3(質量法)で平均捕集率が50〜90％で、粉塵保持容量の大きなプレフィルタの性能をもった上流側のシートろ材と、繊維径が5〜20μｍ程度のグラスファイバーからなる撥水加工を施したJIS B 9908型式2(比色法)で平均捕集率が6０％以上の中高性能フィルタの性能をもった下流側のシートろ材とを重ね合わせて、密度勾配をもたせたろ材を、外枠の中にジグザグ状に折込み、この折込んだろ材間に波形のセパレータまたはビード状接着剤を挟み込んで、外枠内に接着剤で接着し、一体化した下記表１に示す中高性能フィルタの機能をもった空調用フィルタを得た。

この実施例における捕捉されたデータ濃度の実測値は、表２の通りである。

［実施例２］
繊維径が5〜20μｍ程度のグラスファイバーからなり、JIS B 9908型式2(比色法)で平均捕集率が6０％以上で、粉塵保持容量の大きな中高性能フィルタの性能をもった上流側のシートろ材と、繊維径が1〜5μｍ程度のグラスファイバーからなる撥水加工を施したJIS B 9908型式1(計数法)で0.3μm粒子に対し95％以上の捕集率を有する準HEPAフィルタの性能をもつた下流側のシートろ材とを重ね合わせて、密度勾配をもたせたろ材を外枠の中にジグザグ状に折込み、この折込んだろ材間に波形のセパレータまたはビード状接着剤を挟み込んで、外枠内に接着剤で接着し、一体化した下記表１に示す準HEPAフィルタの機能をもった空調用フィルタを得た。

この実施例における捕捉されたデータ濃度の実測値は、表３の通りである。

［実施例３］
繊維径が5〜20μｍ程度のグラスファイバーからなり、JIS B 9908型式2(比色法)で平均捕集率が6０％以上で、粉塵保持容量の大きな中高性能フィルタの性能をもった上流側シートと、繊維径が0.5〜１μｍ程度のグラスファイバーからなる、撥水加工を施したJIS B 9908型式1(計数法)で0.3μm粒子に対し99.97％以上の捕集率を有するHEPAフィルタの性能をもった下流側シートとを重ね合わせて、密度勾配をもたせたろ材を外枠の中にジグザグ状に折込み、この折込んだろ材間に、波形のセパレータまたはビード状接着剤を挟み込んで、外枠内周面とを接着剤で接着し、一体化した下記表１に示すHEPAフィルタの機能をもった空調用フィルタを得た。

この実施例における捕捉されたデータ濃度の実測値は、表４の通りである。

なお、本実施例では本発明の一実施例を述べたもので、これに限定されることなく、種々変更しても何ら本発明の要旨を変更するものではない。

本発明は空調用フィルタの吸気環境の粉塵濃度に応じて、ろ材を構成する
捕集率の異なる２つのシートろ材の組み合わせを自由に選定できるようにした
ので、高い捕集効率を維持しながら低い圧力損失で長寿命化を図ったもので、空気取り入れ用空調用フィルタとして最適なものである。

１・・・空調用フィルタの外枠２・・・ろ材３・・・折り曲げ部
４・・・波形板状のセパレータ５・・・糸状の接着樹脂６・・・通風路７・・・上流側のシートろ材８・・・下流側のシートろ材

Claims

空気取入れ口のフィルタ取付枠に捕集率の異なる２つのシートろ材を組み合わせて２重構造にしたろ材をジグザグ状に折り曲げ、且つその折り曲げ部相互間に波形のセパレータまたはビード接着剤を挟み込んで、ろ材全周を前後面開放の外枠に接着材で気密に取り付けた空調用フィルタにおいて、空調用フィルタの吸気環境の粉塵濃度に応じて捕集効率の異なる２つのシートろ材を組み合わせたことを特徴とする空調用フィルタ。
前記捕集効率の異なる２つのシートろ材は、プレフィルタの性能をもったシートろ材、中高性能フィルタの性能をもったシートろ材、準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材、HEPAフィルタの性能をもったシートろ材、ULPAフィルタの性能をもったシートろ材から選択して組み合わせたことを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
前記プレフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式3(質量法)で平均捕集率が50〜90％であることを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
前記中高性能フィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式2(比色法)で平均捕集率が65％以上であることを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
前記準HEPAフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式1(計数法)で0.3μm粒子に対し95％以上の捕集率を有することを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
前記HEPAフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9908型式1(計数法)で0.3μm粒子に対し99.97％以上の捕集率を有することを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。
前記ULPAフィルタの性能をもったシートろ材が、JIS B 9927( JIS B 9908型式1準拠)で0.15μm粒子に対し99.9995％以上であることを特徴とする請求項１記載の空調用フィルタ。