專利名稱：過濾器單元面板的制作方法
技術領域：
本發明涉及在無塵室、空調設備、燃氣輪機、蒸汽輪機等的吸氣口處使用的過濾器單元面板。
背景技術：
在無塵室、空調設備、燃氣輪機、蒸汽輪機等的吸氣口處設置有空氣過濾器。這些 用途的空氣過濾器，適合使用由多個具有過濾器濾材和支撐該濾材的框體的過濾器單元以 其外周面相互接觸的方式連接而成的過濾器單元面板。日本特開2005-177641號公報在其 圖2中公開了以樹脂構件作為框體(支撐框)的過濾器單元連接而成的過濾器單元面板的一例。過濾器單元面板上有時還設置有包圍其四周的外框。外框保護過濾器單元，增加 面板整體的強度，使過濾器單元的設置變得容易。以往，作為外框，一直使用鋁等金屬構件 或木制構件。采用樹脂構件作為過濾器單元的框體的情況下，一般使用膠粘劑將作為外框的金 屬構件或木制構件與過濾器單元接合。但是，使用膠粘劑進行接合時，有時會從空氣過濾器 中產生來自于膠粘劑的有機氣體。特別是在將空氣過濾器用于無塵室等的情況下，必須防 止從空氣過濾器產生有機氣體。
發明內容
本發明的目的在于提供一種過濾器單元面板，其盡管使用多個以樹脂構件作為框 體的過濾器單元和包圍這些單元的外框，但可以抑制有機氣體的產生。本發明提供一種過濾器單元面板，其中，具備多個過濾器單元和包圍所述多個過 濾器單元的外框，所述多個過濾器單元分別具備過濾器濾材和支撐所述過濾器濾材的框 體，所述外框及所述框體均為樹脂構件，所述多個過濾器單元通過鄰接的框體的焊接而一 體化，所述外框和與所述外框鄰接的框體通過焊接而一體化。本發明的過濾器單元面板中，外框和過濾器單元的框體通過焊接而一體化，框體 之間也通過焊接而一體化。因此，構件的組裝中不需要使用膠粘劑，可以抑制有機氣體的產生。另外，根據本發明，通過使用樹脂代替金屬作為外框的材料，可以使過濾器單元面 板整體由可焚燒材料構成。由可焚燒材料構成的過濾器單元面板容易進行廢棄處理。另外， 與使用自鎖鉤等進行接合的面板相比，通過焊接將框體之間及框體與外框接合的過濾器單 元面板可以高效地制造。
圖1是表示過濾器單元的一個方式的立體圖。圖2是圖1的過濾器單元的剖面圖。
圖3是圖1的過濾器單元的剖面圖(剖面觀察方向與圖2的剖面圖正交)。圖4是表示將兩個過濾器單元的外周面的嵌合部嵌合后的狀態的一例的剖面圖。圖5是表示將兩個過濾器單元焊接后的狀態的一例的剖面圖。圖6是表示四個過濾器單元連接的狀態(面板)的立體圖。圖7是表示外框的橫截面的一例的圖。圖8是表示將圖7的外框抵接到過濾器單元上的狀態的剖面圖。圖9是表示將圖7的外框和過濾器單元焊接后的狀態的剖面圖。圖10是表示帶外框的過濾器單元面板的一例的立體圖。圖11是表示外框的橫截面的另一例的圖。圖12是表示帶外框的過濾器單元面板的一例的平面圖。圖13是為了比較而使用的鋁制及木制的外框的剖面圖。圖14是表示測定由空氣過濾器產生的有機氣體的裝置的結構的圖。
具體實施例方式下面，參考附圖例示本發明的實施方式。如圖1所示，過濾器單元100具備過濾器濾材1和框體2，過濾器濾材1的周緣部由框體2支撐。過濾器濾材1為了增加過濾面積而進行了褶裥加工。過濾器濾材1在平面 觀察(指沿通過過濾器濾材的氣流觀察的狀態)時為矩形，框體2在平面觀察時其內周及 外周分別具有描繪成矩形的框緣形狀，在其內周支撐有過濾器濾材1。框體2優選用于將過濾器濾材1的周緣部固定、更具體而言是用于將周緣部埋入、 固定而注塑成型的樹脂構件。注塑成型中同時進行框體2的形成和過濾器濾材1的固定， 使制造工序簡化。注塑成型時容易在樹脂構件上產生翹曲、氣孔等缺陷。因此，如果在將注 塑成型得到的樹脂構件配置在最外面的狀態下設置空氣過濾器，則空氣過濾器的密封可能 不完全。但是，通過設置后述的外框，可以防止注塑成型引起的框體的缺陷的外露。在框體2的外周面24上形成有嵌合部4，5’。嵌合部4，5’由向框體的外周方向延 伸、且在框體的高度方向上交替排列的凸部(峰部)及凹部(谷部)構成。嵌合部4，5’在 將多個過濾器單元100 —體化時，與鄰接的單元的嵌合部嵌合。圖2是沿嵌合部5’的延伸 方向的過濾器單元100的剖面圖，圖3是沿嵌合部4的延伸方向的過濾器單元100的剖面 圖。在框體2的上表面21及下表面22形成有凸部3，該凸部3具有使框體2的外周面 延伸的壁面。另外，凸部3在上表面21及下表面22分別以環繞框體2的方式形成。凸部 3在將多個過濾器單元100 —體化時作為焊筋發揮作用。另外，更正確地說，框體的上表面 21及下表面22分別是位置比過濾器濾材1更靠近通過該濾材的氣流的上游側并朝向該氣 流的上游側的框體的表面、及位置比過濾器濾材1更靠近該氣流的下游側并朝向該氣流的 下游側的框體的表面，是夾著過濾器濾材1相互位于相反側的表面。在與形成有嵌合部4的框體2的外周面24夾著過濾器濾材1而相反的一側的外 周面24上形成有嵌合部4’。嵌合部4’形成為具有與嵌合部4的凸部和凹部相反的形狀， 可與嵌合部4嵌合。嵌合部5也具有與嵌合部5’凹凸相反的形狀，可與嵌合部5’嵌合。這 樣，在平面觀察時，框體2在夾著過濾器濾材1而相對的部分的外周面24上具有可以相互嵌合的嵌合部4，4’ ；5，5，。下面，對將過濾器單元100進行組合而形成面板的方法進行說明。首先，準備多個 過濾器單元100a，100b,參考所需的面板形狀及大小將鄰接的過濾器單元的嵌合部4，4’ ;5， 5’嵌合在一起。多個過濾器單元100a，IOOb在框 體的高度方向上相互約束而固定(參考圖 4)。凸部3a，3b具有使外周面24延伸的壁面且在該壁面處相互接觸。接著，以鄰接的框體的凸部3a，3b作為焊筋進行焊接。溶解的凸部3a，3b變形為 跨越鄰接的框體2的上表面及下表面，并在該狀態下固化而形成接合樹脂6 (參考圖5)。過 濾器單元100a，IOOb通過接合樹脂6在框體外周方向上也被固定。焊接的種類沒有特別限 制，可以是超聲波焊接、熱焊接、激光焊接。這樣，如圖6所示，制成多個(在圖示的例中為4個)過濾器單元100以框體的外 周面接觸的方式一體化的過濾器單元面板200。在過濾器單元100的外周面形成的嵌合部，不限于由凸部及凹部構成的形狀，可 以為單一的凸部或凹部。嵌合部4，4’5，5’在將過濾器單元可靠地固定的同時，起到提高過 濾器單元面板200的剛性的作用。過濾器單元面板優選在框體的外周面形成有由凹部和/ 或凸部構成的嵌合部，多個過濾器單元在鄰接的框體的嵌合部嵌合的狀態下一體化。作為焊筋的凸部3可以在過濾器單元100的上表面及下表面形成，也可以僅在上 表面或下表面形成。另外，也可以不形成凸部3而使用另外準備的樹脂構件實施焊接。無論 在何種情況下，都優選過濾器單元的鄰接的框體由跨越上表面和/或下表面的樹脂焊接。在過濾器單元面板200上還設有外框。外框保護過濾器單元，增強面板整體的強 度，使過濾器單元的設置變得容易。外框可以通過將4個棒狀體一體化而構成。圖7表示 外框的一例的橫截面。外框10如圖8所示，與過濾器單元面板200 —體化。在外框10的 橫截面上顯示出有助于面板的輕量化的中空部11。在外框10的內周面(與過濾器單元面板200接觸的面)上形成有凹進部15。凹 進部15形成為使外框10與框體的嵌合部4不接觸。外框10在凹進部15的上部及下部與 過濾器單元面板200接觸。形成凹進部15是為了容納嵌合部。外框10上也可以形成與單 元的嵌合部嵌合的嵌合部來代替凹進部15，由此，使面板的剛性進一步提高。但是，在該情 況下，需要準備與要配置外框的單元面板的最外面顯露出的嵌合部對應的嵌合部，有時必 須準備多種外框。另一方面，如果利用凹進部15，則不需要使制造像上述那樣繁瑣。在外框10的上表面及下表面形成有凸部3c。凸部3c具有使外框的內周面延伸的 壁面。凸部3c在外框10與過濾器單元面板200接觸的狀態下與過濾器單元的凸部3a接 觸而形成(參考圖8)。外框10和過濾器單元面板200通過以凸部3a，3c作為焊筋進行焊接而一體化。溶 解后的凸部3a，3c變形為跨越框體2和外框10的上表面及下表面，并在該狀態下固化而形 成接合樹脂7(參考圖9)。這樣，外框10和與之鄰接的框體(位于過濾器單元面板的最外 面的框體)優選由跨越上表面和/或下表面的樹脂焊接。相互鄰接的外框10之間也通過以凸部3c作為焊筋的焊接而一體化。通過該焊接， 溶解后的凸部3變形為跨越鄰接的外框10的上表面及下表面，并在該狀態下固化而形成接 合樹脂V (參考圖10)。外框10之間的焊接與框體之間或外框和框體的焊接不同，僅以凸 部3c作為焊筋來進行。如果利用一個凸部3c進行的焊接不充分，則可以配置另外準備的樹脂與凸部3c —起作為焊筋。這樣，對外框10進行焊接，制作圖10所示的帶外框的過濾器單元面板300。外框 10如上所述，可以由通過焊接而一體化的多個棒狀體構成，作為多個棒狀體，優選為分別擠 出成型的樹脂構件。擠出成型的樹脂構件與注塑成型的樹脂構件相比，不易產生翹曲、氣孔 等缺陷。另外，限定過濾器單元面板的厚度的外框及框體的厚度(高度)從節省空間的觀 點考慮，優選為200mm以下，特別優選小于50mm。
外框10的形狀不限于圖9所示的形狀。圖11表示使用將在成為外周面的面上 具有凹進部12的棒狀體組合而成的外框10時的面板300的剖面圖。棒狀體的一部分呈C 形截面的凹進部12與中空部11同樣，有助于面板300的輕量化，使面板300的安裝變得容 易。構成外框10的多個棒狀體優選分別為擠出成型的樹脂構件，特別優選為擠出成型為在 橫截面上形成有中空部和/或凹進部的樹脂構件。凹進部可以是自內周面開始的凹進部15 和/或自外周面開始的凹進部12。作為構成框體2及外框10的樹脂，可以舉出例如聚烯烴類樹脂、聚酰胺類樹脂 (包含芳族聚酰胺類樹脂)、聚氨酯類樹脂、聚酯類樹脂、聚苯乙烯類樹脂(ABS樹脂等)、聚 碳酸酯類樹脂。這些樹脂可以兩種以上混合使用，框體和外框也可以使用不同種類的樹脂。 可以在樹脂中添加玻璃纖維、碳纖維等填充劑、顏料、抗菌劑等。作為過濾器濾材1，可以使用熔噴無紡布、駐極體過濾器等。作為優選的過濾器濾 材1，可以列舉聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜和透氣性纖維層的層疊體。透氣性纖維層例如可 以由高分子纖維材料構成。作為過濾器濾材1的材料還已知玻璃纖維，但使用玻璃纖維層 作為過濾器濾材時，難以進行焚燒處理。下面，列舉實施例進一步詳細說明本發明。(實施例1)將PTFE多孔膜和透氣性纖維層的層疊體(日東電工株式會社制“NTF9317-H01”) 進行褶裥加工，使山部高度為22mm且山部的數量為93個。將該過濾器濾材設置在注塑成 型機的模具中，將聚碳酸酯樹脂(三菱工程塑料株式會社制“二一 C π >”)進行注塑成型 而形成框體。這樣，得到外形195mmX295mm、高度(厚度)27mm的過濾器單元。該過濾器單 元的形狀與圖1相同。框體的厚度(內周面與外周面的間隔)為5mm。接著，將6個過濾器 單元通過使外周面上形成的嵌合部相互嵌合而固定，進而通過以框體的上表面及下表面上 形成的凸部作為焊筋進行熱焊接而一體化。這樣得到的過濾器單元面板的形狀，除了面板 的配置不是2X2而是2X3以外與圖6相同。接著，將預先通過擠出成型準備好的4個聚碳酸酯樹脂(上述一 C 口 >”)制 的棒材配置在過濾器單元面板的周圍，進而通過以框體及棒材的上表面及下表面上形成的 凸部作為焊筋進行熱焊接而一體化。另外，棒材之間也以形成于棒材上的凸部作為焊筋進 行熱焊接。這樣得到的帶外框的過濾器單元面板(空氣過濾器)，外形為610mmX610mm、厚 度為27mm，不含金屬構件等從而可焚燒。該面板的平面圖如圖12所示。實施例1中所用的 棒材如圖7 圖9所示，在橫截面上具有中空部。(實施例2)除了構成外框的棒材的形狀如圖11所示在橫截面上具有自外周面開始的凹進部 以外，與實施例1同樣地操作，得到空氣過濾器。
(比較例1)除了采用鋁制構件作為構成外框的棒材，并且使用氨基甲酸酯類膠粘劑將該鋁制 構件與過濾器單元面板一體化以外，與實施例1同樣地操作，得到空氣過濾器。該面板的剖 面圖如圖13所示。鋁制構件20的橫截面為在內周面具有凹進部的“U”字形。(比較例2) 除了采用木制構件作為構成外框的棒材，并且使用氨基甲酸酯類膠粘劑將該木制 構件與過濾器單元面板一體化之外，與實施例1同樣地操作，得到空氣過濾器。該面板的橫 截面也與圖13所示的截面相同。對由上述實施例及比較例得到的各空氣過濾器，測定其扭曲量和由過濾器產生的 有機氣體的量。[扭轉量的測定]在將空氣過濾器的外周面(外框的外周面)固定的狀態下，在與固定的外框(下 部外框)相反一側的外框(上部外框)的外周面上固定螺栓，使用扭力扳手使該螺栓旋轉， 由此進行測定。在施加5kg -cm的轉矩的狀態下測定外框(上部外框)端部的位移量(mm)， 將其作為扭轉量。[有機氣體量的測定]圖14表示測定裝置的結構。在腔室30內，從靠近鼓風機39的一側(上游側)依 次安裝化學過濾器33、ULPA過濾器32、作為測定對象的空氣過濾器31。在試驗過濾器31 的上游側的空間37及下游側的空間38配置TENAX管34。從鼓風機39以IOm3/分鐘送風 1小時，對TENAX管捕集的有機氣體成分的量進行分析。由于從配置在上游側的TENAX管沒 有檢測出有機氣體，因此，在下游側檢測到的有機氣體的差異來自于空氣過濾器。有機氣體 的分析使用氣相色譜質譜分析裝置(GAS-MASS)來進行。上述測定的結果與各空氣過濾器的重量一同示于表1。[表 1] 從實施例1、2可以得到輕量且抑制了有機氣體的產生的空氣過濾器。這些空氣過 濾器僅由樹脂材料構成，能夠進行焚燒處理。本發明的過濾器單元面板適合于在無塵室、空調設備、燃氣輪機、蒸汽輪機等的吸 氣口處使用的空氣過濾器。
權利要求
一種過濾器單元面板，其中，具備多個過濾器單元和包圍所述多個過濾器單元的外框，所述多個過濾器單元分別具備過濾器濾材和支撐所述過濾器濾材的框體，所述外框及所述框體均為樹脂構件，所述多個過濾器單元通過鄰接的框體的焊接而一體化，所述外框和與所述外框鄰接的框體通過焊接而一體化。
2.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其中，所述外框由通過焊接而一體化的多個 棒狀體構成。
3.如權利要求2所述的過濾器單元面板，其中，所述多個棒狀體分別是以在橫截面上 形成中空部和/或凹進部的方式擠出成型的樹脂構件。
4.如權利要求3所述的過濾器單元面板，其中，所述凹進部是自所述外框的外周面開 始的凹進部和/或自所述外框的內周面開始的凹進部。
5.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其中，將位置比所述過濾器濾材更靠近通過 該濾材的氣流的上游側并朝向所述氣流的上游側的外框及框體的表面設定為上表面、位置 比所述過濾器濾材更靠近所述氣流的下游側并朝向所述氣流的下游側的外框及框體的表 面設定為下表面時，所述外框和所述框體由跨越上表面和/或下表面的樹脂焊接。
6.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其中，將位置比所述過濾器濾材更靠近通過 該濾材的氣流的上游側并朝向所述氣流的上游側的外框及框體的表面設定為上表面、位置 比所述過濾器濾材更靠近所述氣流的下游側并朝向所述氣流的下游側的外框及框體的表 面設定為下表面時，所述多個過濾器單元的鄰接的框體由跨越上表面和/或下表面的樹脂焊接。
7.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其中，在所述框體的外周面上形成有由凹部和/或凸部構成的嵌合部，所述多個過濾器單元在鄰接的框體的嵌合部嵌合的狀態下一體化。
8.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其中，所述框體是用于將過濾器濾材的周緣 部固定而注塑成型的樹脂構件。
9.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其中，所述過濾器濾材為聚四氟乙烯多孔膜 和透氣性纖維層的層疊體。
10.如權利要求1所述的過濾器單元面板，其僅由樹脂材料構成。
全文摘要
本發明提供一種過濾器單元面板，其盡管使用多個以樹脂構件作為框體的過濾器單元和包圍這些單元的外框，但可以抑制來自膠粘劑的有機氣體的產生。該過濾器單元面板具備多個過濾器單元(100)和包圍這些單元的外框(10)，過濾器單元分別具備經褶裥加工后的過濾器濾材和支撐過濾器濾材的框體，外框(10)及框體均為樹脂構件，過濾器單元(100)通過相互鄰接的框體的焊接而一體化，外框和框體通過焊接而一體化。
文檔編號B01D39/16GK101868291SQ20088011638
公開日2010年10月20日 申請日期2008年11月11日 優先權日2007年11月16日
發明者矢野陽三, 鈴木曉夫, 鈴木理利 申請人:日東電工株式會社