JPH04341313A - 平板状三次元織物フィルター - Google Patents
平板状三次元織物フィルターInfo
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- JPH04341313A JPH04341313A JP3115028A JP11502891A JPH04341313A JP H04341313 A JPH04341313 A JP H04341313A JP 3115028 A JP3115028 A JP 3115028A JP 11502891 A JP11502891 A JP 11502891A JP H04341313 A JPH04341313 A JP H04341313A
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Links
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Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流体中の不純物を捕集す
る平板状三次元織物フィルターに関するものである。
る平板状三次元織物フィルターに関するものである。
【0002】
【従来の技術】流体中に存在する不純物を捕集する方法
としてフィルターによるろ過が一般に行われている。一
般に使用されているフィルターは、平面状の織布を何重
にも重ねてろ過機能を確保している。ところが、平面布
を使用したフィルターの場合は次のような欠点がある。 ■流体の圧力により各層の圧着状態が変化して各層間に
隙間ができて浮き上がったり、逆に上層が下層にめり込
んで過剰に緻密な状態となったりして、処理時間の経過
と共にろ過性能が変化する。■平面布自体は形態保持性
に欠けるため形態維持のための補強材を必要とし、有効
ろ過面積が減少する。■限られた大きさの流路の中で断
面積をあまり変えずにろ過面積を大きく取るために平面
布積層型のフィルターを流体の流れと平行に配置した場
合、流れの方向が変更する際に生じる乱流によるフィル
ター表面の圧力変動で積層布相互の設定位置に乱れが生
じるのを防ぐため、積層布を両面から押さえる補強材(
多孔板)が必要となり、有効ろ過面積が減少する。
としてフィルターによるろ過が一般に行われている。一
般に使用されているフィルターは、平面状の織布を何重
にも重ねてろ過機能を確保している。ところが、平面布
を使用したフィルターの場合は次のような欠点がある。 ■流体の圧力により各層の圧着状態が変化して各層間に
隙間ができて浮き上がったり、逆に上層が下層にめり込
んで過剰に緻密な状態となったりして、処理時間の経過
と共にろ過性能が変化する。■平面布自体は形態保持性
に欠けるため形態維持のための補強材を必要とし、有効
ろ過面積が減少する。■限られた大きさの流路の中で断
面積をあまり変えずにろ過面積を大きく取るために平面
布積層型のフィルターを流体の流れと平行に配置した場
合、流れの方向が変更する際に生じる乱流によるフィル
ター表面の圧力変動で積層布相互の設定位置に乱れが生
じるのを防ぐため、積層布を両面から押さえる補強材(
多孔板)が必要となり、有効ろ過面積が減少する。
【0003】又、繊維製フィルターによるエアロゾルの
捕集作用には慣性作用、拡散作用、静電気作用がある。 すなわち、慣性作用はエアロゾルが繊維に衝突する際に
生ずる渦流による負圧によってエアロゾルが繊維に付着
する作用、拡散作用はエアロゾルが繊維に衝突すると流
速が小さくなり、繊維の表面に堆積する作用、静電気作
用は繊維に帯電している静電気によりエアロゾルが繊維
に吸着する作用である。このうち、静電気作用は特殊な
素材の繊維の場合に生じ、一般的には慣性作用及び拡散
作用によりエアロゾルが捕集される。従来の織布あるい
は不織布によるフィルターはその構造が二次元的平面で
あるため、前記慣性作用と拡散作用を同時に満足させる
ことが難しく、複数のフィルターを組合せて両者の作用
を満足させるようにしていた。この不都合を解決するも
のとして特開平2−233115号公報には、互いに直
交する緯糸、経糸及び垂直糸の三成分の糸により組織さ
れる三次元構造織物からなる繊維製フィルターが提案さ
れている。
捕集作用には慣性作用、拡散作用、静電気作用がある。 すなわち、慣性作用はエアロゾルが繊維に衝突する際に
生ずる渦流による負圧によってエアロゾルが繊維に付着
する作用、拡散作用はエアロゾルが繊維に衝突すると流
速が小さくなり、繊維の表面に堆積する作用、静電気作
用は繊維に帯電している静電気によりエアロゾルが繊維
に吸着する作用である。このうち、静電気作用は特殊な
素材の繊維の場合に生じ、一般的には慣性作用及び拡散
作用によりエアロゾルが捕集される。従来の織布あるい
は不織布によるフィルターはその構造が二次元的平面で
あるため、前記慣性作用と拡散作用を同時に満足させる
ことが難しく、複数のフィルターを組合せて両者の作用
を満足させるようにしていた。この不都合を解決するも
のとして特開平2−233115号公報には、互いに直
交する緯糸、経糸及び垂直糸の三成分の糸により組織さ
れる三次元構造織物からなる繊維製フィルターが提案さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】三次元構造織物はそれ
自体が形態保持機能を有するため、三次元構造織物から
なる繊維製フィルターは流体の通過に対して変形が少な
く、形態維持のための補強材が不要となって実質的なろ
過面積が大きくなり、前記平面布積層型フィルターの問
題点が解消される。前記特開平2−233115号公報
に提案された三次元構造織物フィルターは繊維のピッチ
(充填密度)が一定のため、流体中に含まれる不純物の
大きさが一定の場合は特に問題はないが、不純物の大き
さに幅が有る場合は問題がある。すなわち、繊維のピッ
チ(充填密度)は捕集すべき最小の不純物に合わせて設
定されるため、それより大きな不純物がフィルターの表
面を覆う状態で捕集されてろ過効果の持続性が低下する
。
自体が形態保持機能を有するため、三次元構造織物から
なる繊維製フィルターは流体の通過に対して変形が少な
く、形態維持のための補強材が不要となって実質的なろ
過面積が大きくなり、前記平面布積層型フィルターの問
題点が解消される。前記特開平2−233115号公報
に提案された三次元構造織物フィルターは繊維のピッチ
(充填密度)が一定のため、流体中に含まれる不純物の
大きさが一定の場合は特に問題はないが、不純物の大き
さに幅が有る場合は問題がある。すなわち、繊維のピッ
チ(充填密度)は捕集すべき最小の不純物に合わせて設
定されるため、それより大きな不純物がフィルターの表
面を覆う状態で捕集されてろ過効果の持続性が低下する
。
【0005】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は形態維持のための補強材が不要
で実質的なろ過面積が大きく、しかもろ過効果の持続性
が向上する平板状三次元織物フィルターを提供すること
にある。
のであって、その目的は形態維持のための補強材が不要
で実質的なろ過面積が大きく、しかもろ過効果の持続性
が向上する平板状三次元織物フィルターを提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明のフィルターは、少なくともX、Y、Zの3軸
方向に繊維束を多重に配列した平板状三次元織物で構成
され、三次元織物中の繊維束の交錯点に生じる空隙の大
きさを三次元織物の厚み方向の一方側が他方側より小さ
くなるようにした。
め本発明のフィルターは、少なくともX、Y、Zの3軸
方向に繊維束を多重に配列した平板状三次元織物で構成
され、三次元織物中の繊維束の交錯点に生じる空隙の大
きさを三次元織物の厚み方向の一方側が他方側より小さ
くなるようにした。
【0007】
【作用】本発明の平板状フィルターはフィルターを流体
の流れと平行に配置した状態で、かつフィルターを構成
する三次元織物中の繊維束の交錯点に生じる空隙が大き
な側から小さな側に向かって流体が通過する状態で使用
される。フィルターを構成する三次元織物自体が形態保
持機能を有するため、流体の通過に対して変形が少なく
、形態維持のための補強材が不要なため、実質的なろ過
面積が大きくなる。そして、繊維束の交錯点に生じる空
隙が大きな側から小さな側に向かって流体が通過するた
め、流体中の不純物の大きさに幅がある場合でも、大き
な不純物は大きな空隙部分において、小さな不純物は小
さな空隙部分においてそれぞれ立体的に交錯した繊維に
囲まれた空隙に捕捉されて蓄積されるため、長期間にわ
たりろ過効果が持続される。
の流れと平行に配置した状態で、かつフィルターを構成
する三次元織物中の繊維束の交錯点に生じる空隙が大き
な側から小さな側に向かって流体が通過する状態で使用
される。フィルターを構成する三次元織物自体が形態保
持機能を有するため、流体の通過に対して変形が少なく
、形態維持のための補強材が不要なため、実質的なろ過
面積が大きくなる。そして、繊維束の交錯点に生じる空
隙が大きな側から小さな側に向かって流体が通過するた
め、流体中の不純物の大きさに幅がある場合でも、大き
な不純物は大きな空隙部分において、小さな不純物は小
さな空隙部分においてそれぞれ立体的に交錯した繊維に
囲まれた空隙に捕捉されて蓄積されるため、長期間にわ
たりろ過効果が持続される。
【0008】
(実施例1)以下、本発明を具体化した第1実施例を図
1及び図2に従って説明する。図1は三次元織物構造体
Fの一部破断斜視図であり、平板状フィルター1を構成
する三次元織物構造体Fは、織物の長手方向(Z方向)
に沿って平行に配列された複数本の経糸zからなる経糸
層と、前記経糸zと直交する状態で織物の幅方向(X方
向)に配列された緯糸xと、前記経糸層の各列間及び列
の両外側の全てに前記経糸zと直交する状態で織物の厚
さ方向(Y方向)に配列された各列毎に連続する複数本
の垂直糸yとから構成されている。緯糸xの挿入密度が
三次元織物構造体Fの厚み方向に変化しており、三次元
織物構造体Fの繊維含有率がその厚み方向の一方側が他
方側より小さくなっている。すなわち、三次元織物構造
体F中の繊維束の交錯点に生じる空隙の大きさが図1の
上部側で大きく、下部側で小さくなっている。この三次
元織物構造体Fは公知の方法で製造される(例えば、特
開平2−191743号公報)。
1及び図2に従って説明する。図1は三次元織物構造体
Fの一部破断斜視図であり、平板状フィルター1を構成
する三次元織物構造体Fは、織物の長手方向(Z方向)
に沿って平行に配列された複数本の経糸zからなる経糸
層と、前記経糸zと直交する状態で織物の幅方向(X方
向)に配列された緯糸xと、前記経糸層の各列間及び列
の両外側の全てに前記経糸zと直交する状態で織物の厚
さ方向(Y方向)に配列された各列毎に連続する複数本
の垂直糸yとから構成されている。緯糸xの挿入密度が
三次元織物構造体Fの厚み方向に変化しており、三次元
織物構造体Fの繊維含有率がその厚み方向の一方側が他
方側より小さくなっている。すなわち、三次元織物構造
体F中の繊維束の交錯点に生じる空隙の大きさが図1の
上部側で大きく、下部側で小さくなっている。この三次
元織物構造体Fは公知の方法で製造される(例えば、特
開平2−191743号公報)。
【0009】経糸z、緯糸x及び垂直糸yの繊維素材は
フィルターの使用目的により適宜選択され、高温度の排
気ガスや液体をろ過する場合には、炭化珪素繊維、アル
ミナ繊維、チラノ繊維(珪素、チタン、炭素、酸素から
成る非晶質の耐熱性に極めて優れた繊維、宇部興産の商
品名)等のセラミック繊維やカーボン繊維あるいは金属
繊維等の耐熱性に優れた無機繊維が使用され、耐熱性が
要求されない用途では合成繊維フィラメント(ポリエス
テル繊維、ポリエチレン繊維、ポリスチレン繊維、ポリ
プロピレン繊維等)も使用される。
フィルターの使用目的により適宜選択され、高温度の排
気ガスや液体をろ過する場合には、炭化珪素繊維、アル
ミナ繊維、チラノ繊維(珪素、チタン、炭素、酸素から
成る非晶質の耐熱性に極めて優れた繊維、宇部興産の商
品名)等のセラミック繊維やカーボン繊維あるいは金属
繊維等の耐熱性に優れた無機繊維が使用され、耐熱性が
要求されない用途では合成繊維フィラメント(ポリエス
テル繊維、ポリエチレン繊維、ポリスチレン繊維、ポリ
プロピレン繊維等)も使用される。
【0010】三次元織物構造体F内では糸相互の交錯・
圧着により、糸は与えられた空間を充填するように外形
が多角形状をなすが、糸を構成する繊維本数が少ないと
、空間を均整に埋め尽くすことができず、ランダムに空
隙を生じ、捕集効果にばらつきがでる虞がある。従って
、1本の糸束の構成繊維本数は、少なくとも70本以上
の細い繊維の集合体であることが望ましい。又、1本の
単繊維の直径も100μm以下、望ましくは20μm以
下の細いしなやかな繊維であるほうが空間の充填効果が
大きく好適である。
圧着により、糸は与えられた空間を充填するように外形
が多角形状をなすが、糸を構成する繊維本数が少ないと
、空間を均整に埋め尽くすことができず、ランダムに空
隙を生じ、捕集効果にばらつきがでる虞がある。従って
、1本の糸束の構成繊維本数は、少なくとも70本以上
の細い繊維の集合体であることが望ましい。又、1本の
単繊維の直径も100μm以下、望ましくは20μm以
下の細いしなやかな繊維であるほうが空間の充填効果が
大きく好適である。
【0011】又、三次元織物構造体Fの全容積中に繊維
の占める容積比率は、35%以上好ましくは40%以上
である。フィルターを構成する各成分の繊維束(糸)相
互を圧着して、繊維束の交錯点に生ずる空隙を充分に充
填するには、繊維束の外形形状を繊維束周辺の空隙を埋
めるように多角形状に変形させる必要があり、そのため
には繊維相互が緊密に密着されるように前記の含有率と
する必要がある。又、繊維の充填密度は高い方が細かい
粒子を除去することができるが、流体の通過抵抗が増大
するため、両者の兼ね合いで決定することが重要で、そ
れには三次元織物構造体Fの厚みも適切に選ぶ必要があ
る。
の占める容積比率は、35%以上好ましくは40%以上
である。フィルターを構成する各成分の繊維束(糸)相
互を圧着して、繊維束の交錯点に生ずる空隙を充分に充
填するには、繊維束の外形形状を繊維束周辺の空隙を埋
めるように多角形状に変形させる必要があり、そのため
には繊維相互が緊密に密着されるように前記の含有率と
する必要がある。又、繊維の充填密度は高い方が細かい
粒子を除去することができるが、流体の通過抵抗が増大
するため、両者の兼ね合いで決定することが重要で、そ
れには三次元織物構造体Fの厚みも適切に選ぶ必要があ
る。
【0012】平板状フィルター1は1個でも使用される
が、ろ過面積を増大させるため、通常は図3に示すよう
に多数の平板状フィルター1が1個のハウジング2内に
多段に組付けられたフィルター装置3として使用される
。ハウジング2は本体部が四角筒状に形成されるととも
に入口2a側及び出口2b側に向かって次第に細くなる
ように形成され、その内部に流体の流れる方向と直交す
る状態で一対の四角形状の区画板4,5が、その周面が
ハウジング2の内面に嵌合する状態で固定配置されてい
る。入口2a側に配置された区画板4には5個の透孔6
が所定間隔で形成され、出口2b側に配置された区画板
5には6個の透孔7が前記透孔6の形成位置と位相がず
れた状態で等間隔に形成されている。又、両区画板4,
5の互いに対向する面には平板状フィルター1の長手方
向端部が嵌入される嵌合溝4a,5aが一定間隔でかつ
互いに1/2ピッチずれた位置に平行に形成されている
。そして、多数(この実施例では10枚)の平板状フィ
ルター1がその長手方向端部が前記各嵌合溝4a,5a
に嵌入された状態で、2枚の平板状フィルター1を1組
として入口2a側に配置された区画板4に形成された透
孔6側が拡がる三角柱状の空間を区画形成するように、
両区画板4,5間にジグザグ状に固定配置されている。 各平板状フィルター1は三次元織物構造体Fの繊維の充
填密度の低い側が透孔6から流入する流体と対向するよ
うに配置されている。又、各平板状フィルター1の両側
面はハウジング2の内壁に対して密着固定されている。
が、ろ過面積を増大させるため、通常は図3に示すよう
に多数の平板状フィルター1が1個のハウジング2内に
多段に組付けられたフィルター装置3として使用される
。ハウジング2は本体部が四角筒状に形成されるととも
に入口2a側及び出口2b側に向かって次第に細くなる
ように形成され、その内部に流体の流れる方向と直交す
る状態で一対の四角形状の区画板4,5が、その周面が
ハウジング2の内面に嵌合する状態で固定配置されてい
る。入口2a側に配置された区画板4には5個の透孔6
が所定間隔で形成され、出口2b側に配置された区画板
5には6個の透孔7が前記透孔6の形成位置と位相がず
れた状態で等間隔に形成されている。又、両区画板4,
5の互いに対向する面には平板状フィルター1の長手方
向端部が嵌入される嵌合溝4a,5aが一定間隔でかつ
互いに1/2ピッチずれた位置に平行に形成されている
。そして、多数(この実施例では10枚)の平板状フィ
ルター1がその長手方向端部が前記各嵌合溝4a,5a
に嵌入された状態で、2枚の平板状フィルター1を1組
として入口2a側に配置された区画板4に形成された透
孔6側が拡がる三角柱状の空間を区画形成するように、
両区画板4,5間にジグザグ状に固定配置されている。 各平板状フィルター1は三次元織物構造体Fの繊維の充
填密度の低い側が透孔6から流入する流体と対向するよ
うに配置されている。又、各平板状フィルター1の両側
面はハウジング2の内壁に対して密着固定されている。
【0013】次に前記のように構成されたフィルター装
置3の作用を説明する。入口2aからハウジング2内に
導入された流体は一方の区画板4の透孔6を通って各平
板状フィルター1のフィルター面と対応する位置に導か
れ、平板状フィルター1を構成する三次元織物構造体F
の繊維の充填密度の低い側から高い側へ向かって平板状
フィルター1を通過し、その間に流体中に含まれる微粒
子等がろ過され、清浄になった流体が他方の区画板5の
透孔7を経て出口2bから排出される。被ろ過流体が前
記のように三次元織物構造体Fの繊維の充填密度の低い
側から高い側へ向かって流れるため、被ろ過流体中に含
まれる不純物の大きさに幅がある場合でも、大きな不純
物は繊維の充填密度が低い部分において、小さな不純物
は繊維の充填密度が高い部分においてそれぞれ立体的に
交錯した繊維に囲まれた空隙に捕捉されて蓄積される。 従って、捕集すべき最小の不純物に合わせた繊維の充填
密度で厚み方向の充填密度が一定に構成された三次元織
物構造体Fを使用した場合に比較して、長期間にわたり
ろ過効果が持続される。
置3の作用を説明する。入口2aからハウジング2内に
導入された流体は一方の区画板4の透孔6を通って各平
板状フィルター1のフィルター面と対応する位置に導か
れ、平板状フィルター1を構成する三次元織物構造体F
の繊維の充填密度の低い側から高い側へ向かって平板状
フィルター1を通過し、その間に流体中に含まれる微粒
子等がろ過され、清浄になった流体が他方の区画板5の
透孔7を経て出口2bから排出される。被ろ過流体が前
記のように三次元織物構造体Fの繊維の充填密度の低い
側から高い側へ向かって流れるため、被ろ過流体中に含
まれる不純物の大きさに幅がある場合でも、大きな不純
物は繊維の充填密度が低い部分において、小さな不純物
は繊維の充填密度が高い部分においてそれぞれ立体的に
交錯した繊維に囲まれた空隙に捕捉されて蓄積される。 従って、捕集すべき最小の不純物に合わせた繊維の充填
密度で厚み方向の充填密度が一定に構成された三次元織
物構造体Fを使用した場合に比較して、長期間にわたり
ろ過効果が持続される。
【0014】フィルター装置3のろ過部を構成する三次
元織物構造体Fは平面布を積層した場合と異なり、三次
元織物構造体Fを構成する各糸間の距離が固定されて繊
維の充填密度が安定した状態に保持され、ろ過性能が安
定する。又、三次元織物構造体F自体が形態保持機能を
有するため、流体の通過に対して変形が少なく、形態維
持のための補強材が不要となり、実質的なろ過面積が大
きくなるとともに、高温流体を処理する場合に、補強材
と繊維の熱膨張率の違いで両者の間隙にずれを生じ、ろ
過性能が不安定となるという問題も確実に回避される。 又、三次元織物構造体Fを構成する立体的に交錯した繊
維に囲まれた空隙に、捕捉された堆積物が蓄積されるた
め、長期間にわたりろ過効果が持続される。
元織物構造体Fは平面布を積層した場合と異なり、三次
元織物構造体Fを構成する各糸間の距離が固定されて繊
維の充填密度が安定した状態に保持され、ろ過性能が安
定する。又、三次元織物構造体F自体が形態保持機能を
有するため、流体の通過に対して変形が少なく、形態維
持のための補強材が不要となり、実質的なろ過面積が大
きくなるとともに、高温流体を処理する場合に、補強材
と繊維の熱膨張率の違いで両者の間隙にずれを生じ、ろ
過性能が不安定となるという問題も確実に回避される。 又、三次元織物構造体Fを構成する立体的に交錯した繊
維に囲まれた空隙に、捕捉された堆積物が蓄積されるた
め、長期間にわたりろ過効果が持続される。
【0015】前記のように三次元織物構造体Fをエアロ
ゾルの捕集に適用した場合は気体が側壁の厚さ方向に進
む際に、厚さ方向に多層に配列された繊維による慣性衝
撃の回数が多くなり、慣性作用による捕集効率が向上す
る。又、慣性衝撃により気体の流速が急速に低下して拡
散作用による捕集効率も向上する。そして、この実施例
のフィルター装置3のように三次元織物構造体Fの面が
流体の流れに対して平行あるいは平行に近い状態に配置
すると、流体が三次元織物構造体Fを通過する際の実質
的な厚みが増大し、前記のろ過効果が向上する。
ゾルの捕集に適用した場合は気体が側壁の厚さ方向に進
む際に、厚さ方向に多層に配列された繊維による慣性衝
撃の回数が多くなり、慣性作用による捕集効率が向上す
る。又、慣性衝撃により気体の流速が急速に低下して拡
散作用による捕集効率も向上する。そして、この実施例
のフィルター装置3のように三次元織物構造体Fの面が
流体の流れに対して平行あるいは平行に近い状態に配置
すると、流体が三次元織物構造体Fを通過する際の実質
的な厚みが増大し、前記のろ過効果が向上する。
【0016】平面布を積層したフィルターの場合は、使
用により一定量以上堆積物が溜まり、ろ過効果が低下し
てくると、フィルターを分解して堆積物を洗浄ろ過し、
再使用に供する。平面布の場合はフィルターを分解する
ことによりその表裏両面とも表層を露出できるため、堆
積物の洗浄除去が容易であるが、本発明の三次元織物構
造体Fのように三次元的に繊維が配列されしかも繊維層
が厚い場合は、洗浄により内部の堆積物を除去すること
は実質的に不可能である。堆積物の除去が不可能な場合
は、やむを得ず使い捨てにせざるを得ない。しかし、三
次元織物構造体Fを耐熱性繊維で構成した場合は、使用
によりろ過効果がある程度低下した時点で、被ろ過流体
をバイパスしたり、一旦ろ過を中断してフィルター装置
3をそれが取り付けられている装置本体から取り外し、
乾燥後加熱炉で加熱して堆積物を燃焼あるいは炭化した
うえで、適当な手段(例えば、振動を付与する)で炭化
物を除去することができる。耐熱性繊維としては通常の
物質が燃える1000°C程度の温度に空気中で耐えら
れる炭化珪素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維等のセラ
ミック系繊維や金属繊維等が使用される。
用により一定量以上堆積物が溜まり、ろ過効果が低下し
てくると、フィルターを分解して堆積物を洗浄ろ過し、
再使用に供する。平面布の場合はフィルターを分解する
ことによりその表裏両面とも表層を露出できるため、堆
積物の洗浄除去が容易であるが、本発明の三次元織物構
造体Fのように三次元的に繊維が配列されしかも繊維層
が厚い場合は、洗浄により内部の堆積物を除去すること
は実質的に不可能である。堆積物の除去が不可能な場合
は、やむを得ず使い捨てにせざるを得ない。しかし、三
次元織物構造体Fを耐熱性繊維で構成した場合は、使用
によりろ過効果がある程度低下した時点で、被ろ過流体
をバイパスしたり、一旦ろ過を中断してフィルター装置
3をそれが取り付けられている装置本体から取り外し、
乾燥後加熱炉で加熱して堆積物を燃焼あるいは炭化した
うえで、適当な手段(例えば、振動を付与する)で炭化
物を除去することができる。耐熱性繊維としては通常の
物質が燃える1000°C程度の温度に空気中で耐えら
れる炭化珪素繊維、アルミナ繊維、チラノ繊維等のセラ
ミック系繊維や金属繊維等が使用される。
【0017】前記の場合には堆積物を加熱除去する際に
、フィルター装置3をそれが取り付けられた装置本体か
ら一旦取り外し、加熱炉で加熱して堆積物を燃焼あるい
は炭化させる必要がある。そのため、フィルター装置3
の取外し、取付けに要する工数が多い。又、通常フィル
ター装置3は狭い場所に配設されているため、取外し、
取付け作業がやり難かったり、煤などの汚濁物を扱う場
合のように衛生面からも好ましくない作業である場合が
多いなどの不都合がある。従って、フィルター装置3を
装置本体から取り外さずに堆積物の除去が可能なことが
好ましい。特に、高温の気体や液体のろ過処理をしてい
るような場合には、フィルター装置3の取外し・取付け
作業に伴う冷却・加熱も不要となり、省エネルギーの面
からも能率向上の面からも有利となる。
、フィルター装置3をそれが取り付けられた装置本体か
ら一旦取り外し、加熱炉で加熱して堆積物を燃焼あるい
は炭化させる必要がある。そのため、フィルター装置3
の取外し、取付けに要する工数が多い。又、通常フィル
ター装置3は狭い場所に配設されているため、取外し、
取付け作業がやり難かったり、煤などの汚濁物を扱う場
合のように衛生面からも好ましくない作業である場合が
多いなどの不都合がある。従って、フィルター装置3を
装置本体から取り外さずに堆積物の除去が可能なことが
好ましい。特に、高温の気体や液体のろ過処理をしてい
るような場合には、フィルター装置3の取外し・取付け
作業に伴う冷却・加熱も不要となり、省エネルギーの面
からも能率向上の面からも有利となる。
【0018】このような要求に対し、前記耐熱性繊維で
構成された三次元織物構造体Fの全面あるいは一部に発
熱性線条を織り込むことにより、フィルター装置3を装
置本体から取り外さずに堆積物の除去が可能となる。す
なわち、三次元織物構造体Fを構成する糸の交錯部に堆
積した捕捉物を定期的に燃焼除去するため、予め発熱性
線条を混織しておき、ろ過効果がある程度低下した時点
で被ろ過流体の供給を停止して、発熱性線条を発熱させ
ながら空気流を供給して堆積物を燃焼させる。三次元織
物構造体Fの全面に発熱性線条を織り込んだ場合は、発
熱性線条を発熱させることにより全体の堆積物が燃焼す
る。又、三次元織物構造体Fの一部に発熱性線条を織り
込んだ場合は、空気流を発熱性線条のある側から流し、
堆積物の燃焼熱を利用して逐次風下側へ類焼させる。
構成された三次元織物構造体Fの全面あるいは一部に発
熱性線条を織り込むことにより、フィルター装置3を装
置本体から取り外さずに堆積物の除去が可能となる。す
なわち、三次元織物構造体Fを構成する糸の交錯部に堆
積した捕捉物を定期的に燃焼除去するため、予め発熱性
線条を混織しておき、ろ過効果がある程度低下した時点
で被ろ過流体の供給を停止して、発熱性線条を発熱させ
ながら空気流を供給して堆積物を燃焼させる。三次元織
物構造体Fの全面に発熱性線条を織り込んだ場合は、発
熱性線条を発熱させることにより全体の堆積物が燃焼す
る。又、三次元織物構造体Fの一部に発熱性線条を織り
込んだ場合は、空気流を発熱性線条のある側から流し、
堆積物の燃焼熱を利用して逐次風下側へ類焼させる。
【0019】発熱性線条としてはニクロム線やカンタル
線(二珪化モリブデン(Mo Si2)と容積比で約2
0%のガラス相セラミック添加物を主体としたサーメッ
ト材料で、1800°Cまでもの高温度発熱体として使
用され、カンタルスーパーの商品名を持つカンタル・ガ
デリウス株式会社の製品)等、電気抵抗の大きな金属線
条が通電の有無や条件により発熱量をコントロールでき
るので好ましいが、特に限定されない。そして、これら
の発熱性線条を前記耐熱性繊維と引き揃え状に用いて三
次元織物構造体Fの製織に使用してもよいが、これらの
金属線条は直径が太く、剛性が高いため一部の耐熱性繊
維に代えて緯糸xとして用いたり、三次元織物構造体F
の内層又は外層に圧着状に配列して用いるのがよい。
線(二珪化モリブデン(Mo Si2)と容積比で約2
0%のガラス相セラミック添加物を主体としたサーメッ
ト材料で、1800°Cまでもの高温度発熱体として使
用され、カンタルスーパーの商品名を持つカンタル・ガ
デリウス株式会社の製品)等、電気抵抗の大きな金属線
条が通電の有無や条件により発熱量をコントロールでき
るので好ましいが、特に限定されない。そして、これら
の発熱性線条を前記耐熱性繊維と引き揃え状に用いて三
次元織物構造体Fの製織に使用してもよいが、これらの
金属線条は直径が太く、剛性が高いため一部の耐熱性繊
維に代えて緯糸xとして用いたり、三次元織物構造体F
の内層又は外層に圧着状に配列して用いるのがよい。
【0020】又、三次元織物構造体Fを耐熱性繊維で構
成するとともに、フィルター装置3に組み込まれた三次
元織物構造体Fに対して火炎を放射可能なバーナーノズ
ルをフィルター装置3に装備し、バーナーノズルから火
炎を放射して堆積物を燃焼させるようにしてもよい。 (実施例2)次に第2実施例を図3に従って説明する。 この実施例の三次元織物構造体Fは三次元織物構造体F
を構成する緯糸として多数本の細い単繊維が束ねられて
構成され、圧着された際に多角形(四角形)状に変形す
るマルチフィラメントのみでなく、圧着された際に変形
しないワイヤあるいはモノフィラメントが一部に使用さ
れている点と、緯糸の挿入密度が三次元織物構造体F全
体で均一に形成されている点とが前記実施例の三次元織
物構造体Fと異なっている。すなわち、この実施例の三
次元織物構造体Fは前記実施例の三次元織物構造体Fで
緯糸xが挿入されなかった箇所に、ワイヤあるいはモノ
フィラメントからなる緯糸x1が挿入されている。
成するとともに、フィルター装置3に組み込まれた三次
元織物構造体Fに対して火炎を放射可能なバーナーノズ
ルをフィルター装置3に装備し、バーナーノズルから火
炎を放射して堆積物を燃焼させるようにしてもよい。 (実施例2)次に第2実施例を図3に従って説明する。 この実施例の三次元織物構造体Fは三次元織物構造体F
を構成する緯糸として多数本の細い単繊維が束ねられて
構成され、圧着された際に多角形(四角形)状に変形す
るマルチフィラメントのみでなく、圧着された際に変形
しないワイヤあるいはモノフィラメントが一部に使用さ
れている点と、緯糸の挿入密度が三次元織物構造体F全
体で均一に形成されている点とが前記実施例の三次元織
物構造体Fと異なっている。すなわち、この実施例の三
次元織物構造体Fは前記実施例の三次元織物構造体Fで
緯糸xが挿入されなかった箇所に、ワイヤあるいはモノ
フィラメントからなる緯糸x1が挿入されている。
【0021】前記実施例の三次元織物構造体Fはその厚
み方向の片側(図1の上部)寄りに挿入される緯糸xが
少ないため、平板状フィルター11が図1の上方に向か
って反る虞がある。しかし、この実施例の三次元織物構
造体Fは緯糸x,x1の挿入密度が三次元織物構造体F
全体で均一に形成されているため、そのような虞がない
。又、緯糸x,x1の挿入密度が三次元織物構造体F全
体で均一であっても、ワイヤあるいはモノフィラメント
からなる緯糸x1はマルチフィラメントと異なり隣接す
る経糸zや垂直糸yに圧着された場合にも変形せず、断
面が丸のままに保持される。従って、緯糸x1の周囲に
隙間が生じ、マルチフィラメントからなる緯糸xのみか
らなる層に比較して三次元織物構造体Fの繊維束(糸)
の交錯点に生じる空隙が大きくなり、流体が通り易い。
み方向の片側(図1の上部)寄りに挿入される緯糸xが
少ないため、平板状フィルター11が図1の上方に向か
って反る虞がある。しかし、この実施例の三次元織物構
造体Fは緯糸x,x1の挿入密度が三次元織物構造体F
全体で均一に形成されているため、そのような虞がない
。又、緯糸x,x1の挿入密度が三次元織物構造体F全
体で均一であっても、ワイヤあるいはモノフィラメント
からなる緯糸x1はマルチフィラメントと異なり隣接す
る経糸zや垂直糸yに圧着された場合にも変形せず、断
面が丸のままに保持される。従って、緯糸x1の周囲に
隙間が生じ、マルチフィラメントからなる緯糸xのみか
らなる層に比較して三次元織物構造体Fの繊維束(糸)
の交錯点に生じる空隙が大きくなり、流体が通り易い。
【0022】(実施例3)次に第3実施例を図4に従っ
て説明する。この実施例は多数の平板状フィルター1を
1個のハウジング2内に多段に組付けて使用するフィル
ター装置3において、ハウジング2の入口2a側の構造
が変更されている点が前記実施例と異なっている。すな
わち、ハウジング2内の入口2aと区画板4との間の空
間に、入口2aからハウジング2内に導入された流体を
区画板4に形成された各透孔6に向かって案内する板状
のフィン8が複数個設けられている。
て説明する。この実施例は多数の平板状フィルター1を
1個のハウジング2内に多段に組付けて使用するフィル
ター装置3において、ハウジング2の入口2a側の構造
が変更されている点が前記実施例と異なっている。すな
わち、ハウジング2内の入口2aと区画板4との間の空
間に、入口2aからハウジング2内に導入された流体を
区画板4に形成された各透孔6に向かって案内する板状
のフィン8が複数個設けられている。
【0023】フィルター装置3は平板状フィルター1が
配置された箇所より入口2a側が細いため、入口2aと
三次元織物構造体Fの配置箇所との間になにもない場合
は、流体がハウジング2の中央部に配置された平板状フ
ィルター1に多く集中しがちであり、堆積物の量も中央
の平板状フィルター1で最も多い傾向がある。ところが
、前記のようなフィン8を設けた場合は、ハウジング2
内に導入される流体が中央部の平板状フィルター1に集
中せずに、全ての平板状フィルター1と対応する箇所に
均一に流れ、全ての平板状フィルター1が有効に機能し
てろ過効果の持続性が向上する。
配置された箇所より入口2a側が細いため、入口2aと
三次元織物構造体Fの配置箇所との間になにもない場合
は、流体がハウジング2の中央部に配置された平板状フ
ィルター1に多く集中しがちであり、堆積物の量も中央
の平板状フィルター1で最も多い傾向がある。ところが
、前記のようなフィン8を設けた場合は、ハウジング2
内に導入される流体が中央部の平板状フィルター1に集
中せずに、全ての平板状フィルター1と対応する箇所に
均一に流れ、全ての平板状フィルター1が有効に機能し
てろ過効果の持続性が向上する。
【0024】なお、本発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、図5に示すようにハウジング3
内に平板状フィルター1を斜めに多段に配置しろ過面積
を増すとともに、入口側にフィン8を設けた構造を採用
してもよい。又、三次元織物構造体Fとして経糸z及び
緯糸xの層数を変更したり、X,Y,Zの3軸方向に配
列される糸だけでなく、経糸層と平行な面内で経糸zに
対して斜めに交差する状態に配置されるバイアス糸を有
する5軸構造としたりしてもよい。又、平板状フィルタ
ー1を多段に配置したフィルター装置3として使用する
場合、入口2aからハウジング2内に導入された流体が
中央部に集中するのを防止する方法として第3実施例の
ようにフィン8を設ける代わりに、ハウジング2の中央
部付近に配置される三次元織物構造体Fの繊維密度を高
めたり、厚みを大きくするなどして流体の通過抵抗を増
し、流れが周辺の平板状フィルター1へ向かい易くして
もよい。
ものではなく、例えば、図5に示すようにハウジング3
内に平板状フィルター1を斜めに多段に配置しろ過面積
を増すとともに、入口側にフィン8を設けた構造を採用
してもよい。又、三次元織物構造体Fとして経糸z及び
緯糸xの層数を変更したり、X,Y,Zの3軸方向に配
列される糸だけでなく、経糸層と平行な面内で経糸zに
対して斜めに交差する状態に配置されるバイアス糸を有
する5軸構造としたりしてもよい。又、平板状フィルタ
ー1を多段に配置したフィルター装置3として使用する
場合、入口2aからハウジング2内に導入された流体が
中央部に集中するのを防止する方法として第3実施例の
ようにフィン8を設ける代わりに、ハウジング2の中央
部付近に配置される三次元織物構造体Fの繊維密度を高
めたり、厚みを大きくするなどして流体の通過抵抗を増
し、流れが周辺の平板状フィルター1へ向かい易くして
もよい。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、平
面布を積層した場合と異なり平板状フィルターを構成す
る各糸間の距離が固定されて繊維の充填密度が安定した
状態に保持されるため、ろ過性能が安定する。又、フィ
ルターを構成する三次元織物自体が形態保持機能を有す
るため、流体の通過に対して変形が少なく、形態維持の
ための補強材が不要となり、実質的なろ過面積が大きく
なる。そして、繊維束の交錯点に生じる空隙が大きな側
から小さな側に向かって流体が通過するため、流体中の
不純物の大きさに幅がある場合でも、大きな不純物は大
きな空隙部分において、小さな不純物は小さな空隙部分
においてそれぞれ立体的に交錯した繊維に囲まれた空隙
に捕捉されて蓄積されるため、長期間にわたりろ過効果
が持続される。
面布を積層した場合と異なり平板状フィルターを構成す
る各糸間の距離が固定されて繊維の充填密度が安定した
状態に保持されるため、ろ過性能が安定する。又、フィ
ルターを構成する三次元織物自体が形態保持機能を有す
るため、流体の通過に対して変形が少なく、形態維持の
ための補強材が不要となり、実質的なろ過面積が大きく
なる。そして、繊維束の交錯点に生じる空隙が大きな側
から小さな側に向かって流体が通過するため、流体中の
不純物の大きさに幅がある場合でも、大きな不純物は大
きな空隙部分において、小さな不純物は小さな空隙部分
においてそれぞれ立体的に交錯した繊維に囲まれた空隙
に捕捉されて蓄積されるため、長期間にわたりろ過効果
が持続される。
【図1】第1実施例の平板状フィルターの一部破断概略
斜視図である。
斜視図である。
【図2】多数の平板状フィルターを備えたフィルター装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図3】第2実施例の平板状フィルター1の一部破断概
略斜視図である。
略斜視図である。
【図4】第3実施例のフィルター装置の断面図である。
【図5】変更例のフィルター装置の部分断面図である。
1…平板状フィルター、2…ハウジング、3…フィルタ
ー装置、4,5…区画板、8…フィン、F…三次元織物
構造体、x,x1…緯糸、y…垂直糸、z…経糸。
ー装置、4,5…区画板、8…フィン、F…三次元織物
構造体、x,x1…緯糸、y…垂直糸、z…経糸。
Claims (1)
- 【請求項1】 少なくともX,Y,Zの3軸方向に繊
維束を多重に配列した平板状三次元織物で構成され、三
次元織物中の繊維束の交錯点に生じる空隙の大きさを三
次元織物の厚み方向の一方側が他方側より小さくなるよ
うにした平板状三次元織物フィルター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3115028A JPH04341313A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 平板状三次元織物フィルター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3115028A JPH04341313A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 平板状三次元織物フィルター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04341313A true JPH04341313A (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=14652435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3115028A Pending JPH04341313A (ja) | 1991-05-20 | 1991-05-20 | 平板状三次元織物フィルター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04341313A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007517645A (ja) * | 2004-01-09 | 2007-07-05 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 金属繊維層を含む粒子フィルタ |
JP2011000673A (ja) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Denso Wave Inc | ロボットコントローラのフィルタ |
-
1991
- 1991-05-20 JP JP3115028A patent/JPH04341313A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007517645A (ja) * | 2004-01-09 | 2007-07-05 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 金属繊維層を含む粒子フィルタ |
JP2011000673A (ja) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Denso Wave Inc | ロボットコントローラのフィルタ |
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