过滤器单元面板的制作方法

专利名称：过滤器单元面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及在无尘室、空调设备、燃气轮机、蒸汽轮机等的吸气口处使用的过滤器单元面板。
背景技术：
在无尘室、空调设备、燃气轮机、蒸汽轮机等的吸气口处设置有空气过滤器。这些 用途的空气过滤器，适合使用由多个具有过滤器滤材和支撑该滤材的框体的过滤器单元以 其外周面相互接触的方式连接而成的过滤器单元面板。日本特开2005-177641号公报在其 图2中公开了以树脂构件作为框体(支撑框)的过滤器单元连接而成的过滤器单元面板的一例。过滤器单元面板上有时还设置有包围其四周的外框。外框保护过滤器单元，增加 面板整体的强度，使过滤器单元的设置变得容易。以往，作为外框，一直使用铝等金属构件 或木制构件。采用树脂构件作为过滤器单元的框体的情况下，一般使用胶粘剂将作为外框的金 属构件或木制构件与过滤器单元接合。但是，使用胶粘剂进行接合时，有时会从空气过滤器 中产生来自于胶粘剂的有机气体。特别是在将空气过滤器用于无尘室等的情况下，必须防 止从空气过滤器产生有机气体。

发明内容
本发明的目的在于提供一种过滤器单元面板，其尽管使用多个以树脂构件作为框 体的过滤器单元和包围这些单元的外框，但可以抑制有机气体的产生。本发明提供一种过滤器单元面板，其中，具备多个过滤器单元和包围所述多个过 滤器单元的外框，所述多个过滤器单元分别具备过滤器滤材和支撑所述过滤器滤材的框 体，所述外框及所述框体均为树脂构件，所述多个过滤器单元通过邻接的框体的焊接而一 体化，所述外框和与所述外框邻接的框体通过焊接而一体化。本发明的过滤器单元面板中，外框和过滤器单元的框体通过焊接而一体化，框体 之间也通过焊接而一体化。因此，构件的组装中不需要使用胶粘剂，可以抑制有机气体的产生。另外，根据本发明，通过使用树脂代替金属作为外框的材料，可以使过滤器单元面 板整体由可焚烧材料构成。由可焚烧材料构成的过滤器单元面板容易进行废弃处理。另外， 与使用自锁钩等进行接合的面板相比，通过焊接将框体之间及框体与外框接合的过滤器单 元面板可以高效地制造。


图1是表示过滤器单元的一个方式的立体图。图2是图1的过滤器单元的剖面图。
图3是图1的过滤器单元的剖面图(剖面观察方向与图2的剖面图正交)。图4是表示将两个过滤器单元的外周面的嵌合部嵌合后的状态的一例的剖面图。图5是表示将两个过滤器单元焊接后的状态的一例的剖面图。图6是表示四个过滤器单元连接的状态(面板)的立体图。图7是表示外框的横截面的一例的图。图8是表示将图7的外框抵接到过滤器单元上的状态的剖面图。图9是表示将图7的外框和过滤器单元焊接后的状态的剖面图。图10是表示带外框的过滤器单元面板的一例的立体图。图11是表示外框的横截面的另一例的图。图12是表示带外框的过滤器单元面板的一例的平面图。图13是为了比较而使用的铝制及木制的外框的剖面图。图14是表示测定由空气过滤器产生的有机气体的装置的结构的图。
具体实施例方式下面，参考附图例示本发明的实施方式。如图1所示，过滤器单元100具备过滤器滤材1和框体2，过滤器滤材1的周缘部由框体2支撑。过滤器滤材1为了增加过滤面积而进行了褶裥加工。过滤器滤材1在平面 观察(指沿通过过滤器滤材的气流观察的状态)时为矩形，框体2在平面观察时其内周及 外周分别具有描绘成矩形的框缘形状，在其内周支撑有过滤器滤材1。框体2优选用于将过滤器滤材1的周缘部固定、更具体而言是用于将周缘部埋入、 固定而注塑成型的树脂构件。注塑成型中同时进行框体2的形成和过滤器滤材1的固定， 使制造工序简化。注塑成型时容易在树脂构件上产生翘曲、气孔等缺陷。因此，如果在将注 塑成型得到的树脂构件配置在最外面的状态下设置空气过滤器，则空气过滤器的密封可能 不完全。但是，通过设置后述的外框，可以防止注塑成型引起的框体的缺陷的外露。在框体2的外周面24上形成有嵌合部4，5’。嵌合部4，5’由向框体的外周方向延 伸、且在框体的高度方向上交替排列的凸部(峰部)及凹部(谷部)构成。嵌合部4，5’在 将多个过滤器单元100 —体化时，与邻接的单元的嵌合部嵌合。图2是沿嵌合部5’的延伸 方向的过滤器单元100的剖面图，图3是沿嵌合部4的延伸方向的过滤器单元100的剖面 图。在框体2的上表面21及下表面22形成有凸部3，该凸部3具有使框体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分别以环绕框体2的方式形成。凸部 3在将多个过滤器单元100 —体化时作为焊筋发挥作用。另外，更正确地说，框体的上表面 21及下表面22分别是位置比过滤器滤材1更靠近通过该滤材的气流的上游侧并朝向该气 流的上游侧的框体的表面、及位置比过滤器滤材1更靠近该气流的下游侧并朝向该气流的 下游侧的框体的表面，是夹着过滤器滤材1相互位于相反侧的表面。在与形成有嵌合部4的框体2的外周面24夹着过滤器滤材1而相反的一侧的外 周面24上形成有嵌合部4’。嵌合部4’形成为具有与嵌合部4的凸部和凹部相反的形状， 可与嵌合部4嵌合。嵌合部5也具有与嵌合部5’凹凸相反的形状，可与嵌合部5’嵌合。这 样，在平面观察时，框体2在夹着过滤器滤材1而相对的部分的外周面24上具有可以相互嵌合的嵌合部4，4’ ；5，5，。下面，对将过滤器单元100进行组合而形成面板的方法进行说明。首先，准备多个 过滤器单元100a，100b,参考所需的面板形状及大小将邻接的过滤器单元的嵌合部4，4’ ;5， 5’嵌合在一起。多个过滤器单元100a，IOOb在框 体的高度方向上相互约束而固定(参考图 4)。凸部3a，3b具有使外周面24延伸的壁面且在该壁面处相互接触。接着，以邻接的框体的凸部3a，3b作为焊筋进行焊接。溶解的凸部3a，3b变形为 跨越邻接的框体2的上表面及下表面，并在该状态下固化而形成接合树脂6 (参考图5)。过 滤器单元100a，IOOb通过接合树脂6在框体外周方向上也被固定。焊接的种类没有特别限 制，可以是超声波焊接、热焊接、激光焊接。这样，如图6所示，制成多个(在图示的例中为4个)过滤器单元100以框体的外 周面接触的方式一体化的过滤器单元面板200。在过滤器单元100的外周面形成的嵌合部，不限于由凸部及凹部构成的形状，可 以为单一的凸部或凹部。嵌合部4，4’5，5’在将过滤器单元可靠地固定的同时，起到提高过 滤器单元面板200的刚性的作用。过滤器单元面板优选在框体的外周面形成有由凹部和/ 或凸部构成的嵌合部，多个过滤器单元在邻接的框体的嵌合部嵌合的状态下一体化。作为焊筋的凸部3可以在过滤器单元100的上表面及下表面形成，也可以仅在上 表面或下表面形成。另外，也可以不形成凸部3而使用另外准备的树脂构件实施焊接。无论 在何种情况下，都优选过滤器单元的邻接的框体由跨越上表面和/或下表面的树脂焊接。在过滤器单元面板200上还设有外框。外框保护过滤器单元，增强面板整体的强 度，使过滤器单元的设置变得容易。外框可以通过将4个棒状体一体化而构成。图7表示 外框的一例的横截面。外框10如图8所示，与过滤器单元面板200 —体化。在外框10的 横截面上显示出有助于面板的轻量化的中空部11。在外框10的内周面(与过滤器单元面板200接触的面)上形成有凹进部15。凹 进部15形成为使外框10与框体的嵌合部4不接触。外框10在凹进部15的上部及下部与 过滤器单元面板200接触。形成凹进部15是为了容纳嵌合部。外框10上也可以形成与单 元的嵌合部嵌合的嵌合部来代替凹进部15，由此，使面板的刚性进一步提高。但是，在该情 况下，需要准备与要配置外框的单元面板的最外面显露出的嵌合部对应的嵌合部，有时必 须准备多种外框。另一方面，如果利用凹进部15，则不需要使制造像上述那样繁琐。在外框10的上表面及下表面形成有凸部3c。凸部3c具有使外框的内周面延伸的 壁面。凸部3c在外框10与过滤器单元面板200接触的状态下与过滤器单元的凸部3a接 触而形成(参考图8)。外框10和过滤器单元面板200通过以凸部3a，3c作为焊筋进行焊接而一体化。溶 解后的凸部3a，3c变形为跨越框体2和外框10的上表面及下表面，并在该状态下固化而形 成接合树脂7(参考图9)。这样，外框10和与之邻接的框体(位于过滤器单元面板的最外 面的框体)优选由跨越上表面和/或下表面的树脂焊接。相互邻接的外框10之间也通过以凸部3c作为焊筋的焊接而一体化。通过该焊接， 溶解后的凸部3变形为跨越邻接的外框10的上表面及下表面，并在该状态下固化而形成接 合树脂V (参考图10)。外框10之间的焊接与框体之间或外框和框体的焊接不同，仅以凸 部3c作为焊筋来进行。如果利用一个凸部3c进行的焊接不充分，则可以配置另外准备的树脂与凸部3c —起作为焊筋。这样，对外框10进行焊接，制作图10所示的带外框的过滤器单元面板300。外框 10如上所述，可以由通过焊接而一体化的多个棒状体构成，作为多个棒状体，优选为分别挤 出成型的树脂构件。挤出成型的树脂构件与注塑成型的树脂构件相比，不易产生翘曲、气孔 等缺陷。另外，限定过滤器单元面板的厚度的外框及框体的厚度(高度)从节省空间的观 点考虑，优选为200mm以下，特别优选小于50mm。
外框10的形状不限于图9所示的形状。图11表示使用将在成为外周面的面上 具有凹进部12的棒状体组合而成的外框10时的面板300的剖面图。棒状体的一部分呈C 形截面的凹进部12与中空部11同样，有助于面板300的轻量化，使面板300的安装变得容 易。构成外框10的多个棒状体优选分别为挤出成型的树脂构件，特别优选为挤出成型为在 横截面上形成有中空部和/或凹进部的树脂构件。凹进部可以是自内周面开始的凹进部15 和/或自外周面开始的凹进部12。作为构成框体2及外框10的树脂，可以举出例如聚烯烃类树脂、聚酰胺类树脂 (包含芳族聚酰胺类树脂)、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂、聚苯乙烯类树脂(ABS树脂等)、聚 碳酸酯类树脂。这些树脂可以两种以上混合使用，框体和外框也可以使用不同种类的树脂。 可以在树脂中添加玻璃纤维、碳纤维等填充剂、颜料、抗菌剂等。作为过滤器滤材1，可以使用熔喷无纺布、驻极体过滤器等。作为优选的过滤器滤 材1，可以列举聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜和透气性纤维层的层叠体。透气性纤维层例如可 以由高分子纤维材料构成。作为过滤器滤材1的材料还已知玻璃纤维，但使用玻璃纤维层 作为过滤器滤材时，难以进行焚烧处理。下面，列举实施例进一步详细说明本发明。(实施例1)将PTFE多孔膜和透气性纤维层的层叠体(日东电工株式会社制“NTF9317-H01”) 进行褶裥加工，使山部高度为22mm且山部的数量为93个。将该过滤器滤材设置在注塑成 型机的模具中，将聚碳酸酯树脂(三菱工程塑料株式会社制“二一 C π >”)进行注塑成型 而形成框体。这样，得到外形195mmX295mm、高度(厚度)27mm的过滤器单元。该过滤器单 元的形状与图1相同。框体的厚度(内周面与外周面的间隔)为5mm。接着，将6个过滤器 单元通过使外周面上形成的嵌合部相互嵌合而固定，进而通过以框体的上表面及下表面上 形成的凸部作为焊筋进行热焊接而一体化。这样得到的过滤器单元面板的形状，除了面板 的配置不是2X2而是2X3以外与图6相同。接着，将预先通过挤出成型准备好的4个聚碳酸酯树脂(上述一 C 口 >”)制 的棒材配置在过滤器单元面板的周围，进而通过以框体及棒材的上表面及下表面上形成的 凸部作为焊筋进行热焊接而一体化。另外，棒材之间也以形成于棒材上的凸部作为焊筋进 行热焊接。这样得到的带外框的过滤器单元面板(空气过滤器)，外形为610mmX610mm、厚 度为27mm，不含金属构件等从而可焚烧。该面板的平面图如图12所示。实施例1中所用的 棒材如图7 图9所示，在横截面上具有中空部。(实施例2)除了构成外框的棒材的形状如图11所示在横截面上具有自外周面开始的凹进部 以外，与实施例1同样地操作，得到空气过滤器。
(比较例1)除了采用铝制构件作为构成外框的棒材，并且使用氨基甲酸酯类胶粘剂将该铝制 构件与过滤器单元面板一体化以外，与实施例1同样地操作，得到空气过滤器。该面板的剖 面图如图13所示。铝制构件20的横截面为在内周面具有凹进部的“U”字形。(比较例2) 除了采用木制构件作为构成外框的棒材，并且使用氨基甲酸酯类胶粘剂将该木制 构件与过滤器单元面板一体化之外，与实施例1同样地操作，得到空气过滤器。该面板的横 截面也与图13所示的截面相同。对由上述实施例及比较例得到的各空气过滤器，测定其扭曲量和由过滤器产生的 有机气体的量。[扭转量的测定]在将空气过滤器的外周面(外框的外周面)固定的状态下，在与固定的外框(下 部外框)相反一侧的外框(上部外框)的外周面上固定螺栓，使用扭力扳手使该螺栓旋转， 由此进行测定。在施加5kg -cm的转矩的状态下测定外框(上部外框)端部的位移量(mm)， 将其作为扭转量。[有机气体量的测定]图14表示测定装置的结构。在腔室30内，从靠近鼓风机39的一侧(上游侧)依 次安装化学过滤器33、ULPA过滤器32、作为测定对象的空气过滤器31。在试验过滤器31 的上游侧的空间37及下游侧的空间38配置TENAX管34。从鼓风机39以IOm3/分钟送风 1小时，对TENAX管捕集的有机气体成分的量进行分析。由于从配置在上游侧的TENAX管没 有检测出有机气体，因此，在下游侧检测到的有机气体的差异来自于空气过滤器。有机气体 的分析使用气相色谱质谱分析装置(GAS-MASS)来进行。上述测定的结果与各空气过滤器的重量一同示于表1。[表 1] 从实施例1、2可以得到轻量且抑制了有机气体的产生的空气过滤器。这些空气过 滤器仅由树脂材料构成，能够进行焚烧处理。本发明的过滤器单元面板适合于在无尘室、空调设备、燃气轮机、蒸汽轮机等的吸 气口处使用的空气过滤器。
权利要求
一种过滤器单元面板，其中，具备多个过滤器单元和包围所述多个过滤器单元的外框，所述多个过滤器单元分别具备过滤器滤材和支撑所述过滤器滤材的框体，所述外框及所述框体均为树脂构件，所述多个过滤器单元通过邻接的框体的焊接而一体化，所述外框和与所述外框邻接的框体通过焊接而一体化。
2.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其中，所述外框由通过焊接而一体化的多个 棒状体构成。
3.如权利要求2所述的过滤器单元面板，其中，所述多个棒状体分别是以在横截面上 形成中空部和/或凹进部的方式挤出成型的树脂构件。
4.如权利要求3所述的过滤器单元面板，其中，所述凹进部是自所述外框的外周面开 始的凹进部和/或自所述外框的内周面开始的凹进部。
5.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其中，将位置比所述过滤器滤材更靠近通过 该滤材的气流的上游侧并朝向所述气流的上游侧的外框及框体的表面设定为上表面、位置 比所述过滤器滤材更靠近所述气流的下游侧并朝向所述气流的下游侧的外框及框体的表 面设定为下表面时，所述外框和所述框体由跨越上表面和/或下表面的树脂焊接。
6.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其中，将位置比所述过滤器滤材更靠近通过 该滤材的气流的上游侧并朝向所述气流的上游侧的外框及框体的表面设定为上表面、位置 比所述过滤器滤材更靠近所述气流的下游侧并朝向所述气流的下游侧的外框及框体的表 面设定为下表面时，所述多个过滤器单元的邻接的框体由跨越上表面和/或下表面的树脂焊接。
7.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其中，在所述框体的外周面上形成有由凹部和/或凸部构成的嵌合部，所述多个过滤器单元在邻接的框体的嵌合部嵌合的状态下一体化。
8.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其中，所述框体是用于将过滤器滤材的周缘 部固定而注塑成型的树脂构件。
9.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其中，所述过滤器滤材为聚四氟乙烯多孔膜 和透气性纤维层的层叠体。
10.如权利要求1所述的过滤器单元面板，其仅由树脂材料构成。
全文摘要
本发明提供一种过滤器单元面板，其尽管使用多个以树脂构件作为框体的过滤器单元和包围这些单元的外框，但可以抑制来自胶粘剂的有机气体的产生。该过滤器单元面板具备多个过滤器单元(100)和包围这些单元的外框(10)，过滤器单元分别具备经褶裥加工后的过滤器滤材和支撑过滤器滤材的框体，外框(10)及框体均为树脂构件，过滤器单元(100)通过相互邻接的框体的焊接而一体化，外框和框体通过焊接而一体化。
文档编号B01D39/16GK101868291SQ20088011638
公开日2010年10月20日 申请日期2008年11月11日 优先权日2007年11月16日
发明者矢野阳三, 铃木晓夫, 铃木理利 申请人:日东电工株式会社