JPH06210115A - フィルタおよびフィルタユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性塵挨の流入時に電気的に中和劣化し、
集塵効率が低下するのを防ぐフィルタを提供することが
目的。 【構成】 不織布を構成する繊維２ａ表面に導電被膜３
ａをし、導電不織布１ａとし、導電不織布１ａの導電被
膜３ａの表面に絶縁被膜７ａを設け、絶縁不織布６ａと
し、導電不織布１ａと絶縁不織布６ａとを交互に積層
し、圧縮しフィルタ１０化し、導電不織布１ａと絶縁不
織布６ａに、直流電圧を印加することにより、互いに交
絡した導電繊維５ａと絶縁繊維９ａとの間に電界が発生
し、クーロン力集塵される。直流電圧を印加しているこ
とにより、導電性塵挨が流入しても、電気的に中和劣化
し、集塵効率が低下するのを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気中の塵挨を集塵除
去および殺菌し、空気浄化を行うフィルタ、およびフィ
ルタユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、健康意識の高まりから、フィルタ
は低圧力損失で、空気中の塵挨を効率良く除去、集塵す
るとともに殺菌し、フィルタ内での細菌類の繁殖を押
え、再生可能なことが求められている。

【０００３】従来、この種のフィルタとしてはエレクト
レットフィルタがー般的であった。以下、その構成につ
いて図１４を参照しながら説明する。

【０００４】図に示すように、エレクトレットフィルタ
１０１を構成する不織布１０２の繊維１０３ａ、１０３
ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、・・・・・の一本、一本が電
気的に＋と−に永久分極している。

【０００５】上記構成において、塵挨は通常電気的に＋
と−、どちらかに帯電している場合が多く、空気中の塵
挨がエレクトレットフィルタ１０１に流入すると、不織
布１０２の繊維１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３
ｄ、・・・・・の一本一本が電気的に＋と−に永久分極
していることにより、繊維１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ、１０３ｄ、・・・・・間に電界が生まれ、そのクー
ロン力で、帯電塵挨が繊維１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ、１０３ｄ、・・・・・に引き付けられ、除去、集
塵、浄化される。クーロン力を使っていることにより、
低圧力損失で、空気中の塵挨を効率良く除去することに
なる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のフィ
ルタでは、タバコ煙のような導電性の塵挨が流入してく
ると、繊維１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、
・・・・・の電気的に＋と−に永久分極している部分に
付着し、電気的に中和され、集塵効率が低下するという
課題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、導電
性の塵挨に対しても、集塵効率が低下しないフィルタを
提供することを第１の目的とする。

【０００８】第２の目的は、低圧力損失で、長寿命のフ
ィルタユニットを提供することにある。

【０００９】第３の目的は、絶縁破壊時に安全状態を維
持し、電気的短絡を検知するフィルタ、およびフィルタ
ユニットを提供することにある。

【００１０】第４の目的は、内部でのカビ、および細菌
繁殖防止をするフィルタ、およびフィルタユニットを提
供することにある。

【００１１】第５の目的は、再生可能なフィルタ、およ
びフィルタユニットを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するための第１の手段は、不織布を構成する繊維表面
に、導電性被膜を形成し、導電不織布とし、前記導電性
被膜を形成した繊維を導電繊維とし、前記導電不織布の
一端をアース端子とし、前記導電不織布の繊維表面の導
電性被膜の上に、一端を除いて絶縁被膜を形成し、絶縁
不織布とし、前記絶縁被膜を形成した繊維を絶縁繊維と
し、前記絶縁不織布の前記絶縁被膜を形成していない一
端を高圧端子とし、前記導電不織布と前記絶縁不織布と
を、前記アース端子を前記絶縁不織布の外にずらし、前
記高圧端子を前記アース端子の正反対方向の前記導電不
織布の外にずらした状態で、交互に１個以上積層し、積
層方向に圧縮し、前記アース端子にアース電極を設け、
前記高圧端子に、高圧電極を設け、前記アース電極と前
記高圧電極とに、直流電圧を印加する直流電源との構成
としたものである。

【００１３】また、第２の目的を達成するための第２の
手段は、枠体と、前記枠体内にプリーツ状に加工した構
成としたものである。

【００１４】また、第３の目的を達成するための第３の
手段は、直流電源の出力側に抵抗と電流検知手段を備え
た構成としたものである。

【００１５】また、第４の目的を達成するための第４の
手段は、導電不織布の導電性被膜を金属皮膜とし、絶縁
不織布の絶縁被膜上に、防カビ剤、抗菌剤をコーティン
グしてなる構成としたものである。

【００１６】また、第５の目的を達成するための第５の
手段は、絶縁不織布の絶縁被膜上に、フッ素樹脂コーテ
ィングしてなる構成としたものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により、導
電不織布と絶縁不織布とを交互に積層し、積層方向に圧
縮し、直流電圧を印加することで、直流電圧が印加され
た絶縁不織布の高圧側繊維と、導電不織布のアース側繊
維とが交絡し、その交絡した繊維間の空間に電界が生ま
れ、導電性塵挨により電気的に中和されることなくクー
ロン力が維持され、空気中の塵挨を効率良く集塵するこ
とができるものである。

【００１８】また、第２の手段の構成により、フィルタ
面通過風速を遅くすることができ、圧力損失の低下と寿
命を延ばすことができるものである。

【００１９】また、第３の手段の構成により、絶縁不織
布の絶縁被膜が絶縁破壊され、電気的な短絡時に、短絡
電流値を安全値以下に押え、絶縁破壊を知ることができ
るものである。

【００２０】また、第４の手段の構成により、集塵した
カビおよび細菌を殺菌することで、フィルタ表面でのカ
ビ、細菌類の繁殖を抑えることができるものである。

【００２１】また、第５の手段の構成により、絶縁不織
布の絶縁被膜上に溌水処理を施すことで、集塵した塵挨
をフィルタ繊維から剥がれ易くし、再生時に容易に再生
することができるものである。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１〜
図７を参照しながら説明する。

【００２３】図に示すように、導電不織布１ａ、・・
・、１ｍは、繊維２ａ、・・・表面に導電被膜３ａ、・
・・がなされ、一端にアース端子４ａ、４ｂ、４ｃ，４
ｄ・・・が設けられている。５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、
５ｅ・・・は導電繊維である。絶縁不織布６ａ、６ｂ・
・・の繊維２ａ、・・・表面に導電被膜３ａ、・・・が
なされ、更に導電被膜３ａ、・・・の表面に絶縁被膜７
ａ、７ｂ、・・・が設けられ、絶縁不織布６ａ、６ｂ・
・・の絶縁被膜されていない一端に高圧端子８ａ、８
ｂ，８ｃ・・・が設けられている。９ａ、９ｂ、９ｃ、
・・・は絶縁繊維である。導電不織布１ａ、・・・、１
ｍのアース端子４ａ、４ｂ、４ｃ，４ｄ・・・を絶縁不
織布６ａ、６ｂ・・・の外にずらし、高圧端子８ａ、８
ｂ，８ｃ・・・を、アース端子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ
・・・の正反対方向の導電不織布１ａ、・・・、１ｍの
外にずらした状態で、交互に一個以上積層し、積層方向
に圧縮し、一個のフィルタ１０としている。アース端子
４ａ、４ｂ、４ｃ，４ｄ・・・にアース電極１１が設け
られ、高圧端子８ａ、８ｂ，８ｃ・・・に高圧電極１２
が設けられ、アース電極１１と高圧電極１２とは、直流
電圧を印加する直流電源１３に接続されている。１０は
フィルタである。

【００２４】上記構成により、導電不織布１ａ、・・
・、１ｍを構成する導電繊維５ａ、５ｂ，５ｃ、・・・
と絶縁不織布６ａ、６ｂ・・・を構成する絶縁繊維９
ａ、９ｂ、９ｃ、・・・とは、互いに交絡し、導電不織
布１ａ、・・・、１ｍと絶縁不織布６ａ、６ｂ・・・
に、直流電源１３により直流電圧を印加することにより
繊維間に電界が発生し、クーロン力により塵挨が効率的
に捕集される。直流電圧により、交絡する繊維間に電界
を発生させているため、導電性塵挨により電気的に中和
されることなく、クーロン力が常に発生し、効率良く捕
集される。交絡する各繊維間を１００μｍ程度とする
と、１０〜１００Ｖ程度の直流電圧を印加すれば、０．
１〜１ＫＶ／ｍｍと十分な電界が発生し、効率の良い捕
集が可能となる。

【００２５】繊維径は細い程、集塵効果が良いため、絶
縁被膜を薄くする方が良く、絶縁被膜の厚みは１μｍ〜
数十μｍ程度が望ましい。絶縁被膜材料は、薄く、十分
な耐電圧があれば良く、ポリエステル樹脂あるいはポリ
アミドイミド系樹脂等がある。

【００２６】このように本発明の第１実施例のフィルタ
によれば、１０〜１００Ｖ程度の外部直流電圧を印加す
ることにより、交絡する繊維間に電界を発生させ、クー
ロン力で塵挨を効率良く捕集し、低圧力損失で、長寿命
なフィルタを、提供することができる。

【００２７】なお、実施例では不織布を用いたが、織布
を用いても良く、その作用効果に差異を生じない。

【００２８】また、実施例では、不織布を構成する繊維
表面に、導電性被膜を形成するとしたが、導電性繊維で
不織布を構成しても良い。

【００２９】なお、実施例で、直流電源を用いたが、交
流電源を直流変換し用いることはさしつかえない。

【００３０】また、絶縁被膜に、傷をつけにくくするた
め、被膜表面に硬度を持たせることは差し支えない。硬
度を持たせる手段としてセラミック系コーティングが考
えられる。なお、絶縁不織布を交互に１個以上積層する
ことだけでもよい。導電不織布と絶縁不織布間に直流電
圧を印加すると、導電不織布と絶縁不織布間に電界が発
生し、クーロン力により、流入塵埃が捕集されることと
なる。

【００３１】つぎに本発明の第２実施例について、図８
〜図９を参照しながら説明する。図に示すように、プリ
ーツ状に加工されたフィルタ１４は、アース電極１１、
高圧電極１２をそれぞれ、アース端子バネ１５、高圧端
子バネ１６に接触した状態で、枠体１７におさめられて
いる。アース端子バネ１５、高圧端子バネ１６はそれぞ
れ、直流電圧を印加する端子である。

【００３２】上記構成により、アース端子バネ１５、高
圧端子バネ１６を介して、直流電圧が、プリーツ状に加
工されたフィルタ１４に印加されると、クーロン力によ
り、塵挨が捕集される。フィルタ１０がプリーツ状に加
工されているため、フィルタ１０面の通過風速を遅くす
ることができる。

【００３３】このように本発明の第２実施例のフィルタ
によれば、より長寿命で、低圧力損失で、高効率なフィ
ルタを提供することができる。

【００３４】なお、直流電源接続に実施例では、アース
端子バネ１５、高圧端子バネ１６を用いたが、確実に電
気的に接続できればどのようなものでも良く、ハンダ付
けしたリード線あるいは端子台でもかまわない。

【００３５】なお、プリーツ状フィルタの補強として、
荒いメッシュ状のもので裏打ちすることは何等さしつか
えない。

【００３６】つぎに本発明の第３実施例について、図１
０を参照しながら説明する。図に示すように、フィルタ
１０のアース電極１１および、高圧電極１２に直流電源
１３が接続され、直流電源１３の出力側に抵抗１８と直
流電流検知器１９とが接続されている。

【００３７】上記構成により、フィルタ１０の絶縁被膜
が破壊され、電気的短絡時に抵抗１８の作用により、短
絡電流値が抑えられる。すなわち、直流電源１３の直流
電圧を１００Ｖ程度とすると、抵抗１８を１０↑７Ω〜
１０↑８Ω程度にとると、短絡電流値は１０μＡ〜１μ
Ａ程度になり、十分に安全である。絶縁被膜の抵抗値を
１０↑９Ω〜１０↑１０Ω以上とれば、抵抗１８で電圧
降下もすることなく、十分な電圧がフィルタ１０に印加
される。短絡し短絡電流が流れれば、直流電流検知器１
９が作動し、短絡状態を知ることとなる。直流電流検知
器１９は、微小な直流電流が検知できればどのようなも
のでもよい。直流電流計でも差し支えない。図示はして
いないが、直流電流検知器１９と連動して、警告ランプ
を点灯させ、故障表示および、直流電源をＯＦＦにする
ことができる。

【００３８】このように本発明の第３実施例のフィルタ
またはフィルタユニットによれば、絶縁破壊短絡時でも
安全状態を維持し、短絡表示をすることができる。

【００３９】つぎに本発明の第４実施例について図１１
〜図１２を参照しながら説明する。図に示すように、絶
縁不織布６ａの絶縁繊維７ａは、繊維２ａ表面に導電被
膜３ａがなされ、更に、高圧端子８ａを除いた導電被膜
３ａの表面に、絶縁被膜７ａが設けられ、更にその上に
防カビ剤、抗菌剤コーティング２０ａがなされている。
導電不織布１ａの導電繊維５ａは、金属被膜２１ａがな
されている。金属被膜としては、抗菌性があればどのよ
うなものでも良く、銅、亜鉛等で良い。

【００４０】上記構成により、流入塵挨はクーロン力に
より捕集され、金属被膜２１ａ上、または防カビ剤、抗
菌剤コーティング２０ａ上に捕集される。金属被膜２１
ａ上では、金属自体の持つ抗菌作用により、細菌類の繁
殖を押え、防カビ剤、抗菌剤コーティング２０ａ上で
は、防カビ、抗菌作用により、カビ、細菌類の繁殖を抑
えることができる。

【００４１】このように本発明の第４実施例のフィルタ
またはフィルタユニットによれば、フィルタ上でのカ
ビ、細菌類の繁殖を抑えることができる。

【００４２】つぎに本発明の第５実施例について、図１
３を参照しながら説明する。図に示すように、絶縁不織
布６ａの絶縁繊維９ａは、繊維２ａ表面に導電被膜３ａ
がなされ、更に、高圧端子８ａを除いた導電被膜３ａの
表面に、絶縁被膜７ａが設けられ、更にその上に溌水処
理としてフッ素樹脂コーティング２２ａがなされてい
る。

【００４３】上記構成により、流入塵挨はクーロン力に
より、フッ素樹脂コーティング２２ａ上に捕集される
が、溌水処理されているため付着塵挨が容易に剥がれ易
く、目づまり時には、衝撃を与える等により、容易に再
生可能となる。

【００４４】このように本発明の第５実施例のフィルタ
またはフィルタユニットによれば、目づまり時に、容易
に再生することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、不織布を構成する繊維に直流電圧を与える
ことにより、各交絡する繊維間に電界を発生させ、導電
性塵挨が集塵付着しても電気的に中和されることなく、
クーロン力を維持し、低圧力損失長寿命で、集塵効率を
高くすることができる、効果のあるフィルタが提供でき
る。

【００４６】また、フィルタをプリーツ状にすることに
より、フィルタ面の通過風速を遅くし、大風量でも、長
寿命、低圧力損失とすることができる効果のあるフィル
タユニットが提供できる。

【００４７】さらに、直流電源の出力側に抵抗と電流検
知手段を設けることにより、フィルタの絶縁破壊時に、
短絡電流を抑えることにより安全状態を維持し、短絡状
態を表示することができる効果のある、フィルタまたは
フィルタユニットが提供できる。

【００４８】また、導電不織布の導電被膜を金属被膜と
し、絶縁不織布の絶縁被膜上に防カビ剤、抗菌剤をコー
ティングすることにより、フィルタ面でのカビ、細菌の
繁殖を抑えることができる効果のあるフィルタまたはフ
ィルタユニットが提供できる。

【００４９】さらに、絶縁不織布の絶縁被膜上を溌水処
理することにより、再生することができる効果のあるフ
ィルタまたはフィルタユニットが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のフィルタの平面部分拡大
図

【図２】同不織布の積層部分拡大図

【図３】同フィルタの高圧電極の拡大断面図

【図４】同フィルタのアース電極の拡大断面図

【図５】同フィルタの導電不織布の導電繊維の拡大図

【図６】同フィルタの絶縁不織布の絶縁繊維の拡大図

【図７】同フィルタの拡大図

【図８】本発明の第２実施例のフィルタユニットの斜視
図

【図９】同フィルタユニットのＡ−Ａ’断面図

【図１０】本発明の第３実施例の回路図

【図１１】本発明の第４実施例の絶縁不織布の絶縁繊維
の拡大図

【図１２】同導電不織布の導電繊維の拡大図

【図１３】本発明の第５実施例の絶縁不織布の絶縁繊維
の拡大図

【図１４】従来のエレクトレットフィルタの平面部分拡
大図

【符号の説明】

１ａ 導電不織布 １ｍ 導電不織布 ２ａ 繊維 ３ａ 導電被膜 ４ａ アース端子 ４ｂ アース端子 ４ｃ アース端子 ４ｄ アース端子 ４ｅ アース端子 ５ａ 導電繊維 ５ｂ 導電繊維 ５ｃ 導電繊維 ５ｄ 導電繊維 ５ｅ 導電繊維 ５ｆ 導電繊維 ５ｇ 導電繊維 ６ａ 絶縁不織布 ６ｂ 絶縁不織布 ７ａ 絶縁被膜 ７ｂ 絶縁被膜 ７ｃ 絶縁被膜 ７ｄ 絶縁被膜 ７ｅ 絶縁被膜 ７ｆ 絶縁被膜 ８ａ 高圧端子 ８ｂ 高圧端子 ８ｃ 高圧端子 ９ａ 絶縁繊維 ９ｂ 絶縁繊維 ９ｃ 絶縁繊維 ９ｄ 絶縁繊維 ９ｅ 絶縁繊維 ９ｎ 絶縁繊維 １０ フィルタ １１ アース電極 １２ 高圧電極 １３ 直流電源 １４ プリーツ状に加工されたフィルタ １７ 枠体 １８ 抵抗 １９ 直流電流検知器 ２０ａ 防カビ剤、抗菌剤コーティング ２１ａ 金属被膜 ２２ａ フッソ樹脂コーティング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不織布を構成する繊維表面に、導電性被
   膜を形成し、導電不織布とし、前記導電性被膜を形成し
   た繊維を導電繊維とし、前記導電不織布の一端をアース
   端子とし、前記導電不織布の繊維表面の導電性被膜の上
   に、一端を除いて絶縁被膜を形成し、絶縁不織布とし、
   前記絶縁被膜を形成した繊維を絶縁繊維とし、前記絶縁
   不織布の前記絶縁被膜を形成していない一端を高圧端子
   とし、前記導電不織布と前記絶縁不織布とを、前記アー
   ス端子を前記絶縁不織布の外にずらし、前記高圧端子を
   前記アース端子の正反対方向の前記導電不織布の外にず
   らした状態で、交互に１個以上積層し、積層方向に圧縮
   し、前記アース端子にアース電極を設け、前記高圧端子
   に、高圧電極を設け、前記アース電極と前記高圧電極と
   に、直流電圧を印加する直流電源とを設けてなるフィル
   タ。
2. 【請求項２】 枠体と、前記枠体内にプリーツ状に加工
   した請求項１記載のフィルタを設けてなるフィルタユニ
   ット。
3. 【請求項３】 直流電源の出力側に抵抗と電流検知手段
   を設けてなる請求項１記載のフィルタまたは請求項２記
   載のフィルタユニット。
4. 【請求項４】 導電不織布の導電性被膜を金属皮膜と
   し、絶縁不織布の絶縁被膜上に、防カビ剤、抗菌剤をコ
   ーティングしてなる請求項１記載のフィルタまたは請求
   項２記載のフィルタユニット。
5. 【請求項５】 絶縁不織布の絶縁被膜上に、溌水処理し
   てなる請求項１記載のフィルタまたは請求項２記載のフ
   ィルタユニット。