JPH0578362B2 - - Google Patents
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- JPH0578362B2 JPH0578362B2 JP63303892A JP30389288A JPH0578362B2 JP H0578362 B2 JPH0578362 B2 JP H0578362B2 JP 63303892 A JP63303892 A JP 63303892A JP 30389288 A JP30389288 A JP 30389288A JP H0578362 B2 JPH0578362 B2 JP H0578362B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
- B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、ジグザグに即ちアコーデオン状に折
り曲げられ、波形スペーサにより間隔をあけて保
持される一連の略平行なフイルタ素材壁を形成す
る連続したシート状のフイルタ素材を有するタイ
プのエアフイルタに関する。さらに詳細には、本
発明は、ダスト負荷の大きい用途に使用され正方
形又は矩形の枠に取り付けられるプリーツ状フイ
ルタ素材のエアフイルタに関する。
り曲げられ、波形スペーサにより間隔をあけて保
持される一連の略平行なフイルタ素材壁を形成す
る連続したシート状のフイルタ素材を有するタイ
プのエアフイルタに関する。さらに詳細には、本
発明は、ダスト負荷の大きい用途に使用され正方
形又は矩形の枠に取り付けられるプリーツ状フイ
ルタ素材のエアフイルタに関する。
(従来の技術)
矩形の形状を有する典型的なHEPAエアフア
イルタにおいては、両側、即ち、上流側及び下流
側において同様のスペーサ素子、典型的には波形
のアルミニウムのスペーサ素子により間隔をあけ
て保持される横方向にプリーツ状に折り曲げられ
た連続したシート状のガラス繊維は他のフイルタ
素材が用いられている。スペーサの波形の高さが
スペーサの波形の振幅を決定し、このスペーサの
振幅は、隣接するフイルタ素材壁間の間隔を決定
する。
イルタにおいては、両側、即ち、上流側及び下流
側において同様のスペーサ素子、典型的には波形
のアルミニウムのスペーサ素子により間隔をあけ
て保持される横方向にプリーツ状に折り曲げられ
た連続したシート状のガラス繊維は他のフイルタ
素材が用いられている。スペーサの波形の高さが
スペーサの波形の振幅を決定し、このスペーサの
振幅は、隣接するフイルタ素材壁間の間隔を決定
する。
エアフイルタの従来のHVAC(暖房、換気、空
調)用のものにおいては、最終圧力低下は、定格
容量において初期抵抗2.54センチメートル(イン
チ)w.g.(水柱圧)を有するフイルタの場合、通
常5.08センチメートル(2インチ)w.g.に設定さ
れている。異常に高いダスト負荷を伴う非
HVACの場合、たとえば、アスベストの影響が
減じられた仕事場における真空掃除機に設置した
場合には、エアフイルタは、一般に、最終圧力低
下が8.89センチメートル(3.5インチ)w.g.又はそ
れ以上になるまで使用される。さらに、そのよう
な用途においては、典型的なHVAC用の場合に
は何千時間も経過した後の最終圧力低下が5.08セ
ンチメートル((2インチ)w.g.まで使用される
のに対して、数百時間以内の運転後の最終圧力低
下8.89センチメートル(3.5インチ)w.g.まで使用
されるのが普通である。従つて、ダスト負荷は、
はるかに大きいだけではなく、非常に大きく加速
される。
調)用のものにおいては、最終圧力低下は、定格
容量において初期抵抗2.54センチメートル(イン
チ)w.g.(水柱圧)を有するフイルタの場合、通
常5.08センチメートル(2インチ)w.g.に設定さ
れている。異常に高いダスト負荷を伴う非
HVACの場合、たとえば、アスベストの影響が
減じられた仕事場における真空掃除機に設置した
場合には、エアフイルタは、一般に、最終圧力低
下が8.89センチメートル(3.5インチ)w.g.又はそ
れ以上になるまで使用される。さらに、そのよう
な用途においては、典型的なHVAC用の場合に
は何千時間も経過した後の最終圧力低下が5.08セ
ンチメートル((2インチ)w.g.まで使用される
のに対して、数百時間以内の運転後の最終圧力低
下8.89センチメートル(3.5インチ)w.g.まで使用
されるのが普通である。従つて、ダスト負荷は、
はるかに大きいだけではなく、非常に大きく加速
される。
(発明が解決しようとする課題)
本発明の主な目的は、優れた集塵能力を有する
HEPAエアフイルタを提供することである。
HEPAエアフイルタを提供することである。
本発明のもう一つの目的は、加速された負荷条
件下で優れた運転特性を有し矩形の枠中のアコー
デオン式のプリーツ状のフイルタ素材のエアフイ
ルタを提供することである。
件下で優れた運転特性を有し矩形の枠中のアコー
デオン式のプリーツ状のフイルタ素材のエアフイ
ルタを提供することである。
本発明のもう一つの目的は、比較的大きい最終
圧力低下に至るまでのダスト負荷を伴う非
HVAC用に特に適した新規で改善されたエアフ
イルタを提供することである。
圧力低下に至るまでのダスト負荷を伴う非
HVAC用に特に適した新規で改善されたエアフ
イルタを提供することである。
他の目的は、一部自明であり、一部下記におい
て明らかになろう。
て明らかになろう。
(課題を解決するための手段)
本発明は、連結したプリーツ状に折り曲げられ
て略平行な隣接する壁を形成する連続したシート
状のフイルタ素材を有するエアフイルタを提供す
る。波形のスペーサが隣接する二つの壁の間に置
かれ、上流側及び下流側の両側で所望の間隔を保
持する。フイルタ素材の折り曲げられたシート
は、濾過されるべき空気が通過する開口部に位置
する開口した正方形又は矩形の枠内に取り付けら
れる。該フイルタ素材は、全ての空気が該空気に
よつて運ばれる粒子がフイルタ素材の上流側で集
められて必ずフイルタ素材中を通るように、前記
枠に気密に取り付けられ、該枠は支持構造物に気
密に取り付けられることが望ましい。
て略平行な隣接する壁を形成する連続したシート
状のフイルタ素材を有するエアフイルタを提供す
る。波形のスペーサが隣接する二つの壁の間に置
かれ、上流側及び下流側の両側で所望の間隔を保
持する。フイルタ素材の折り曲げられたシート
は、濾過されるべき空気が通過する開口部に位置
する開口した正方形又は矩形の枠内に取り付けら
れる。該フイルタ素材は、全ての空気が該空気に
よつて運ばれる粒子がフイルタ素材の上流側で集
められて必ずフイルタ素材中を通るように、前記
枠に気密に取り付けられ、該枠は支持構造物に気
密に取り付けられることが望ましい。
従来の矩形枠のHEPAエアフイルタとは対照
的に、上流方向に面したフイルタ素材のプリーツ
又は壁の間に位置するスペーサは、下流側のスペ
ーサの高さ振幅よりも大きい振幅を有する。この
フイルタ素材は、振幅が交互に大きくなつたり小
さくなつたりするスペーサに合うように相補的に
折り曲げられ、フイルタ素材の一端の四角い折り
目即ち「ナツクル(knuckles)」は反対側の端の
それよりも大きい。
的に、上流方向に面したフイルタ素材のプリーツ
又は壁の間に位置するスペーサは、下流側のスペ
ーサの高さ振幅よりも大きい振幅を有する。この
フイルタ素材は、振幅が交互に大きくなつたり小
さくなつたりするスペーサに合うように相補的に
折り曲げられ、フイルタ素材の一端の四角い折り
目即ち「ナツクル(knuckles)」は反対側の端の
それよりも大きい。
以下にさらに詳細に説明するように、上記のよ
うな形状のエアフイルタは、より高度の集塵能力
並びに加速された負荷及び高い最終圧力低下に至
るまでの最終運転という条件下における優れた性
能という上記の利点を有する。上流側におけるフ
イルタ素材間の間隔と、下流側におけるフイルタ
素材間の間隔の比は、好ましくは2:1から
2.5:1の範囲である。
うな形状のエアフイルタは、より高度の集塵能力
並びに加速された負荷及び高い最終圧力低下に至
るまでの最終運転という条件下における優れた性
能という上記の利点を有する。上流側におけるフ
イルタ素材間の間隔と、下流側におけるフイルタ
素材間の間隔の比は、好ましくは2:1から
2.5:1の範囲である。
(実施例)
実施例について図面を参照して説明する。
第1図は、参照番号10により略示された
HEPAエアフイルタを示す。このエアフイルタ
は通気性のフイルタ素材の折込体12を有し、こ
の折込体12は四面を、箱状の枠14に囲まれて
いる。前記フイルタ素材は連続したシート状であ
り、ジクザクに前後に折り曲げられアコーデオン
状のプリーツを形成し、その隣接する壁は従来技
術において周知の方法で波形のスペーサにより間
隔をあけて保持されている。前記折込体12は、
エポキシ樹脂又は他の好適なシール材により枠1
4の内面に気密に取り付けられるが、そのような
気密の取り付け(シーリング)を行うために用い
られる材料及び技術も従来から公知であり、本発
明の一部を構成するものではない。
HEPAエアフイルタを示す。このエアフイルタ
は通気性のフイルタ素材の折込体12を有し、こ
の折込体12は四面を、箱状の枠14に囲まれて
いる。前記フイルタ素材は連続したシート状であ
り、ジクザクに前後に折り曲げられアコーデオン
状のプリーツを形成し、その隣接する壁は従来技
術において周知の方法で波形のスペーサにより間
隔をあけて保持されている。前記折込体12は、
エポキシ樹脂又は他の好適なシール材により枠1
4の内面に気密に取り付けられるが、そのような
気密の取り付け(シーリング)を行うために用い
られる材料及び技術も従来から公知であり、本発
明の一部を構成するものではない。
使用時には、エアフイルタ10は、壁又は他の
支持構造物(図示省略)中の適当な形状を有する
開口部に取り付けられ、枠14はその周辺部が気
密に前記構造物に取り付けられ、それにより、該
構造物の一方の側から他方の側へ通る全ての空気
が必ず前記折込体12を通ることになる。エアフ
イルタ10は、前記構造物に、折込体12の第1
図に示されている側又は面が矢印16で示される
入つてくる空気の方に向くようにして取り付けら
れる。従つて、当該技術分野の通常の用語法に従
つて、第1図に示さた面を、フイルタ素材の「上
流」側と呼び、濾過された空気が出て行く反対の
側「下流」側と呼ぶことにする。
支持構造物(図示省略)中の適当な形状を有する
開口部に取り付けられ、枠14はその周辺部が気
密に前記構造物に取り付けられ、それにより、該
構造物の一方の側から他方の側へ通る全ての空気
が必ず前記折込体12を通ることになる。エアフ
イルタ10は、前記構造物に、折込体12の第1
図に示されている側又は面が矢印16で示される
入つてくる空気の方に向くようにして取り付けら
れる。従つて、当該技術分野の通常の用語法に従
つて、第1図に示さた面を、フイルタ素材の「上
流」側と呼び、濾過された空気が出て行く反対の
側「下流」側と呼ぶことにする。
上記の特徴を有するエアフイルタは、標準の
HVAC用の用途及び通常HVAC用の用途におい
て生じるよりも高いダスト負荷を伴う他の空気濾
過用用途の両方において、長年使用されて来た。
そのような従来技術のエアフイルタにおいては、
上流側及び下流側のプリーツの壁は、同一の距離
だけ離隔されている。他方、本発明においては、
上流側のプリーツ状の壁の間隔は、下流側の間隔
の少なくとも2倍である。第2図乃至第4図に示
されているように、シート状のフイルタ素材は折
り曲げられて連続する略平行な壁18を形成し、
各壁18は、上流側の表面20及び下流側の表面
22を有する。前記フイルタ素材は標準的なプリ
ーツ形成棒を用いた折り曲げられ実質的に四角い
端部(「プリーツナツクル(pleat knuckles)」と
呼ぶ)を形成し、上流側及び下流側の該四角い端
部はそれぞれ参照番号24及び26で示される。
HVAC用の用途及び通常HVAC用の用途におい
て生じるよりも高いダスト負荷を伴う他の空気濾
過用用途の両方において、長年使用されて来た。
そのような従来技術のエアフイルタにおいては、
上流側及び下流側のプリーツの壁は、同一の距離
だけ離隔されている。他方、本発明においては、
上流側のプリーツ状の壁の間隔は、下流側の間隔
の少なくとも2倍である。第2図乃至第4図に示
されているように、シート状のフイルタ素材は折
り曲げられて連続する略平行な壁18を形成し、
各壁18は、上流側の表面20及び下流側の表面
22を有する。前記フイルタ素材は標準的なプリ
ーツ形成棒を用いた折り曲げられ実質的に四角い
端部(「プリーツナツクル(pleat knuckles)」と
呼ぶ)を形成し、上流側及び下流側の該四角い端
部はそれぞれ参照番号24及び26で示される。
壁18の隣接する表面20の各対は、エアフイ
ルタ10の使用時に上流側スペーサ28により間
隔をあけて保持されている。表面22は、下流側
スペーサ30により間隔をあけて同様に保持され
る。スペーサ28及び30の各々は、長年当該技
術分野で行われるように、シール状のアルミニウ
ム又は他の好適な材料により形成され、所望の振
幅で正弦波状すなわちV字型状に曲げられる。用
途により、両端において異なる振幅を有する波形
スペーサ即ちテーパ状スペーサが用いられている
が、本発明によるエアフイルタのスペーサは、一
端から他端まで一定の振幅を有する。
ルタ10の使用時に上流側スペーサ28により間
隔をあけて保持されている。表面22は、下流側
スペーサ30により間隔をあけて同様に保持され
る。スペーサ28及び30の各々は、長年当該技
術分野で行われるように、シール状のアルミニウ
ム又は他の好適な材料により形成され、所望の振
幅で正弦波状すなわちV字型状に曲げられる。用
途により、両端において異なる振幅を有する波形
スペーサ即ちテーパ状スペーサが用いられている
が、本発明によるエアフイルタのスペーサは、一
端から他端まで一定の振幅を有する。
本発明のエアフイルタが有する他と異なる特徴
は、下流側スペーサ30の振幅の約2倍乃至2.5
倍の振幅を有する上流側スペーサ28を使用する
ことである。従つて、プリーツナツクル24は、
プリーツナツクル26よりも、実質的にスペーサ
28及びスペーサ30の振幅の相違に対応する分
だけ狭くなつている。合理的なコストを維持する
とともに最適の集塵能力を達成するためには、上
流及び下流側の両領域においてスペーサの振幅の
特定の範囲が存在することが見出された。振幅の
最小限度は、追加するフイルタ素材により性能状
の利点が増大するよりむしろ減少するようになる
点で示される。上記の基準に適合する最小のスペ
ーサ振幅は約0.20センチメートル(0.080インチ)
であることが見出された。
は、下流側スペーサ30の振幅の約2倍乃至2.5
倍の振幅を有する上流側スペーサ28を使用する
ことである。従つて、プリーツナツクル24は、
プリーツナツクル26よりも、実質的にスペーサ
28及びスペーサ30の振幅の相違に対応する分
だけ狭くなつている。合理的なコストを維持する
とともに最適の集塵能力を達成するためには、上
流及び下流側の両領域においてスペーサの振幅の
特定の範囲が存在することが見出された。振幅の
最小限度は、追加するフイルタ素材により性能状
の利点が増大するよりむしろ減少するようになる
点で示される。上記の基準に適合する最小のスペ
ーサ振幅は約0.20センチメートル(0.080インチ)
であることが見出された。
試験により、フイルタ素材の面積が減少するた
めに性能が低下するようになるプリーツ間隔、す
なわちスペーサ振幅の最大値が存在することも判
明した。この値は約1.27センチメートル(0.500
インチ)であると判明した。さらに、上流側と下
流側のフイルタ素材間の間隔(スペーサの振幅)
の比の最適範囲2:1乃至2.5:1であることが
判明した。これは、最良のコスト−性能関係が得
られる範囲を表わす。即ち、これにより、最小の
コスト及び最大の集塵能力を達成する最適の範囲
が示される。最大の集塵能力は汚染物の性質の相
違により決して一定ではないが、本発明の構成を
有するエアフイルタは、最終即ち交換時抵抗が
8.89〜12.7センチメートル(3.5〜5インチ)w.g.
である場合に、上流側及び下流側プリーツ壁が等
しい間隔を有する従来のエアフイルタの2.5〜3.5
倍の量の汚染物を集めるものと見込まれる。
めに性能が低下するようになるプリーツ間隔、す
なわちスペーサ振幅の最大値が存在することも判
明した。この値は約1.27センチメートル(0.500
インチ)であると判明した。さらに、上流側と下
流側のフイルタ素材間の間隔(スペーサの振幅)
の比の最適範囲2:1乃至2.5:1であることが
判明した。これは、最良のコスト−性能関係が得
られる範囲を表わす。即ち、これにより、最小の
コスト及び最大の集塵能力を達成する最適の範囲
が示される。最大の集塵能力は汚染物の性質の相
違により決して一定ではないが、本発明の構成を
有するエアフイルタは、最終即ち交換時抵抗が
8.89〜12.7センチメートル(3.5〜5インチ)w.g.
である場合に、上流側及び下流側プリーツ壁が等
しい間隔を有する従来のエアフイルタの2.5〜3.5
倍の量の汚染物を集めるものと見込まれる。
従つて、本発明のエアフイルタは、上流側フイ
ルタ素材間の間隔が約1.27センチメートル
(0.500インチ)以下、下流側フイルタ素材間の間
隔が0.20センチメートル(0.080インチ)以上と
なるように構成され、上流側対下流側の間隔の比
は2:1〜2.5:1の範囲にある。上記の特性を
有し良好な構成及び試験結果を有するエアフイル
タの寸法の例としては、大きい振幅のスペーサは
0.46センチメートル(0.180インチ)の振幅を有
し、広いプリーツナツクルは0.48センチメートル
(0.190インチ)幅のプリーツ形成棒を用いて形成
され、小さい振幅のスペーサは0.20センチメート
ル(0.080インチ)の振幅を有し、狭いプリーツ
ナツクルは、0.15センチメートル(0.060インチ)
幅のプリーツ形成棒を用いて形成され、エアフイ
ルタは、高さ57.15センチメートル(22.5イン
チ)、幅57.15センチメートル(22.5イン)、奥行
26.67センチメートル(10.5インチ)である。
ルタ素材間の間隔が約1.27センチメートル
(0.500インチ)以下、下流側フイルタ素材間の間
隔が0.20センチメートル(0.080インチ)以上と
なるように構成され、上流側対下流側の間隔の比
は2:1〜2.5:1の範囲にある。上記の特性を
有し良好な構成及び試験結果を有するエアフイル
タの寸法の例としては、大きい振幅のスペーサは
0.46センチメートル(0.180インチ)の振幅を有
し、広いプリーツナツクルは0.48センチメートル
(0.190インチ)幅のプリーツ形成棒を用いて形成
され、小さい振幅のスペーサは0.20センチメート
ル(0.080インチ)の振幅を有し、狭いプリーツ
ナツクルは、0.15センチメートル(0.060インチ)
幅のプリーツ形成棒を用いて形成され、エアフイ
ルタは、高さ57.15センチメートル(22.5イン
チ)、幅57.15センチメートル(22.5イン)、奥行
26.67センチメートル(10.5インチ)である。
(発明の効果)
本発明のエアフイルタは、上流方向に面したフ
イルタ素材のプリーツ又は壁の間に位置するスペ
ーサが、下流側のスペーサの高さ即ち振幅よりも
大きい(2〜2.5倍)高さ即ち振幅を有し、該フ
イルタ素材は、振幅が交互に大きくなつたり小さ
くなつたりするスペーサに合うよう相補的に折り
曲げられているので、従来のものと比較して、よ
り優れた集塵能力(たとえば従来のエアフイルタ
の2.5〜3.5倍の量の汚染物を集められる)を有
し、特に、加速されたダスト負荷条件下で優れた
運転特性を有する。
イルタ素材のプリーツ又は壁の間に位置するスペ
ーサが、下流側のスペーサの高さ即ち振幅よりも
大きい(2〜2.5倍)高さ即ち振幅を有し、該フ
イルタ素材は、振幅が交互に大きくなつたり小さ
くなつたりするスペーサに合うよう相補的に折り
曲げられているので、従来のものと比較して、よ
り優れた集塵能力(たとえば従来のエアフイルタ
の2.5〜3.5倍の量の汚染物を集められる)を有
し、特に、加速されたダスト負荷条件下で優れた
運転特性を有する。
第1図は本発明に従つて構成されたエアフイル
タの、上流側から見た斜視図、第2図は第1図の
エアフイルタの上流側表面の一小部分の拡大され
た斜視図、第3図は前記エアフイルタの下流側表
面の第2図と同様の斜視図、第4図は第1図のエ
アフイルタの一部の略4−4の線に沿う部分平面
図である。 10……エアフイルタ、14……箱状の枠、1
8……フイルタ素材の壁、28……上流側波形ス
ペーサ、30……下流側波形スペーサ。
タの、上流側から見た斜視図、第2図は第1図の
エアフイルタの上流側表面の一小部分の拡大され
た斜視図、第3図は前記エアフイルタの下流側表
面の第2図と同様の斜視図、第4図は第1図のエ
アフイルタの一部の略4−4の線に沿う部分平面
図である。 10……エアフイルタ、14……箱状の枠、1
8……フイルタ素材の壁、28……上流側波形ス
ペーサ、30……下流側波形スペーサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 四つの側面を有する箱状の枠と、 (b) 前後にアコーデオン状に折り曲げられて、二
つの対向する平行な面側にジグザグ状の縁部を
有し、他の二つの対向する平行な面側に終端す
るフイルタ素材の壁を有する、略平行で間隔を
あけられたフイルタ素材の壁によつて形成され
た複数のプリーツを形成する、連続したシート
状のフイルタ素材と、 (c) 前記ジグザグ状の縁部及び前記終端する壁を
前記枠の内面に気密に取り付け、空気が該空気
の流れの上流方向に面するプリーツに入り前記
フイルタ素材を貫通し前記空気の流れの下流方
向に面するプリーツから出るようにする装置
と、 (d) 前記フイルタ素材の壁の長さ及び幅に実質的
に対応する長さ及び幅と第1の一定の振幅とを
有する複数の上流側波形スペーサであつて、前
記上流側波形スペーサの各々は、前記上流方向
に面する前記各プリーツの対向する壁の間に配
置される、前記上流側波形スペーサと、 (e) 前記フイルタ素材の壁の長さ及び幅に実質的
に対応する長さ及び幅と第2の一定の振幅とを
有する複数の下流側波形スペーサであつて、前
記下流側波形スペーサの各々は、前記下流方向
に面する前記各プリーツの対向する壁の間に配
置される、前記下流側波形スペーサと、 から成り、 (f) 前記第1の一定振幅は、前記第2の一定の振
幅の2〜2.5倍の範囲にあり、それによつて、
前記上流方向に面する前記プリーツの壁は、前
記下流方向に面する前記プリーツの壁が互いに
離隔する距離の2〜2.5倍の大きさの距離で互
いに離隔する、HEPAエアフイルタ。 2 前記第1の一定の振幅は約1.27センチメート
ル(0.500インチ)以下である請求項1記載のエ
アフイルタ。 3 前記第2の一定の振幅は、約0.20センチメー
トル(0.080インチ)以上である請求項2記載の
エアフイルタ。 4 前記第1の一定の振幅は、約0.46センチメー
トル(0.180インチ)であり、前記第2の一定の
振幅は約0.20センチメートル(0.080インチ)で
ある請求項1記載のエアフイルタ。 5 前記プリーツは奥行が少なくとも25.4センチ
メートル(10インチ)である請求項4記載のエア
フイルタ。
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