ES3035687T3 - Air filter - Google Patents
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Abstract
[Problema] Proporcionar un filtro de aire que evite fugas de aire en una esquina de su marco. [Solución] El filtro de aire consta de un material filtrante plisado 20, plegado en zigzag a lo largo de líneas de plegado que se extienden en una primera dirección. Este material filtrante plisado 20 presenta picos y valles que aparecen alternativamente en una segunda dirección ortogonal a la primera. un marco de filtro 10 con un par de primeros materiales de marco 11 enfrentados en la segunda dirección y extendiéndose a lo largo de la primera dirección, y un par de segundos materiales de marco 12 enfrentados en la primera dirección y extendiéndose a lo largo de la segunda dirección, el marco de filtro 10 se abre en una dirección de flujo de aire ortogonal a la primera y la segunda dirección, el marco de filtro 10 tiene una forma rectangular que aloja el material de filtro plisado 20, el marco de filtro 10 tiene una parte de superposición 15 donde cada parte final de cada uno de los primeros materiales de marco 11 en la primera dirección y cada parte final de cada uno de los segundos materiales de marco 12 en la segunda dirección se superponen entre sí; y un material de amortiguación 60 dispuesto entre al menos los segundos materiales de marco 12 del marco de filtro 10 y el material de filtro plisado 20 e intercalado entre los lados opuestos de la parte de superposición 15. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Filtro de aire
Campo técnico
La presente invención se refiere a un filtro de aire.
Antecedentes de la técnica
Por ejemplo, el documento PTL 1 describe un filtro con una lengüeta. El filtro con lengüeta impide que se produzcan fugas de aire causadas por el espacio entre el filtro y el marco de filtro. En el filtro con lengüeta, las partes de lengüeta adheridas a ambos extremos del filtro se sujetan y fijan entre el marco de filtro y el marco de prefiltro. De acuerdo con la configuración, no se forma ningún hueco entre el filtro y el marco de filtro, para impedir que se produzcan fugas de aire.
Lista de citas
Bibliografía de patentes
PTL 1: JPH7-112107A
Sumario de la invención
Problema técnico
El filtro con lengüeta del documento PTL 1 tiene una parte de lengüeta en la dirección a lo largo de las líneas de plegado del filtro. Por lo tanto, se puede impedir la aparición de huecos en las superficies laterales izquierda y derecha del lado aguas arriba del marco de filtro, pero es difícil impedir que se produzcan fugas de aire en la parte de esquina, que es la parte de junta del marco superior o inferior y el marco izquierdo o derecho del marco de filtro.
La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta las circunstancias, y un objeto de la misma es proporcionar un filtro de aire que sea capaz de impedir que se produzcan fugas de aire en la parte de esquina del marco de filtro.
Para resolver el problema anterior, el filtro de aire de acuerdo con la presente invención incluye: un material de filtro plisado plegado en forma de zig-zag en las líneas de plegado a lo largo de una primera dirección para tener partes de pico y partes de valle que surgen alternativamente en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección, atrapando partículas finas en una materia gaseosa que fluye en una dirección de flujo de gas perpendicular a la primera dirección y a la segunda dirección; un marco de filtro que es un marco de filtro rectangular que incluye un par de primeros materiales de marco que se enfrentan entre sí en la segunda dirección con partes de extremo en la primera dirección, y un par de segundos materiales de marco que se enfrentan entre sí en la primera dirección con partes de extremo en la segunda dirección, abriéndose en la dirección del flujo de gas y alojando el material de filtro plisado, cada uno de los primeros materiales de marco y cada uno de los segundos materiales de marco se combinan para proporcionar una parte de solapamiento en la que cada una de las partes de extremo de cada uno de los primeros materiales de marco y cada una de las partes de extremo de cada uno de los segundos materiales de marco se solapan entre sí; y un material amortiguador dispuesto entre al menos cada uno de los segundos materiales de marco y el material de filtro plisado, sostenido con la parte de solapamiento.
El problema se resuelve mediante un filtro de aire con las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones que dependen de la reivindicación 1 comprenden desarrollos adicionales.
En el documento US 4.885.015 A se divulga una unidad de filtro de aire del tipo HEPA que tiene un núcleo de filtro de medios plegados en zig-zag encerrado por un marco de cuatro lados que tiene dos carcasas laterales y dos carcasas de extremo. Cada carcasa de extremo incluye un rebaje que se extiende hacia la superficie orientada hacia el interior de la misma y está delimitado en sus cuatro lados por porciones marginales de borde de la carcasa de extremo. En este documento se divulga además que las solapas de extremo de los medios plegados se aseguran adhesivamente a las superficies orientadas hacia el interior de las carcasas laterales y los rebajes de las carcasas de extremo se rellenan con un adhesivo, inicialmente en un estado fluido y endurecible hasta un estado sólido.
En el documento JP 2002 166113 A se divulga un filtro de recogida de polvo equipado con un elemento de filtro formado por el plegado en zigzag de un medio de filtro similar a una tela, un cuerpo de marco periférico de retención de forma que aloja el elemento de filtro y los espacios interpuestos entre las superficies de filtro mutuamente opuestas del elemento de filtro mantenido en el estado plegado. En este sentido, el elemento de filtro está constituido por un material de resina sintética y el cuerpo de marco periférico que rodea la periferia exterior del elemento de filtro y los espaciadores están constituidos por un material de resina sintética del mismo tipo.
Efectos ventajosos de la invención
El filtro de aire de acuerdo con la presente invención puede impedir que se produzcan fugas de aire en la parte de esquina del marco de filtro.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de un filtro de aire de acuerdo con la presente realización.
La figura 2 es una vista en sección transversal parcial del filtro de aire.
La figura 3 es una vista en sección transversal en la línea MI-MI de la figura 2.
La figura 4 es una vista en sección transversal del filtro de aire a lo largo de la dirección vertical para describir una placa de refuerzo.
La figura 5 es una vista en sección transversal que muestra un filtro de aire como ejemplo modificado correspondiente a la figura 3.
La figura 6 es una vista en sección transversal que muestra un filtro de aire como otro ejemplo modificado correspondiente a la figura 3.
La figura 7 es una vista en sección transversal de un filtro de aire a lo largo de la dirección vertical para describir otra placa de refuerzo correspondiente a la figura 4.
La figura 8 es una vista ilustrativa que muestra un filtro de aire que tiene una placa prensadora.
La figura 9 es una vista en sección transversal en la línea IX-IX de la figura 8.
La figura 10 es una vista en sección transversal de un filtro de aire que tiene otra placa prensadora correspondiente a la figura 9.
La figura 11 es una vista en sección transversal de un filtro de aire que tiene otro material de sellado lateral derecho e izquierdo correspondiente a la figura 9.
Descripción de las realizaciones
Una primera realización del filtro de aire de acuerdo con la presente invención se describirá con referencia a los dibujos.
La figura 1 es una vista en perspectiva de un filtro de aire 1 de acuerdo con la presente realización.
La figura 2 es una vista en sección transversal parcial del filtro de aire 1.
La figura 3 es una vista en sección transversal en la línea III-III de la figura 2.
En la siguiente descripción, la dirección X de las figuras 1 a 11 se designa como una dirección del flujo de gas. La dirección Z se designa como una dirección vertical descendente, y la dirección inversa a la dirección Z se designa como una dirección vertical ascendente. La dirección Y se designa como una dirección horizontal hacia la izquierda, y la dirección inversa a la dirección Y se designa como una dirección horizontal hacia la derecha.
El filtro de aire 1 tiene las prestaciones, por ejemplo, de un filtro HEPA (filtro de partículas de aire de alta eficacia). Un filtro HEPA es un filtro que tiene una eficacia de captura del 99,97 % o más a una capacidad de aire nominal para partículas que tienen un diámetro de partículas de 0,3 pm, y una pérdida de presión inicial de 245 Pa o menos. El filtro de aire 1 puede aplicarse a diversos fines de limpieza de un gas a alta temperatura. El filtro de aire 1 se aplica, por ejemplo, a la limpieza de un gas de escape descargado desde una incineradora y a la limpieza del aire de un horno de secado para secar componentes utilizados en un proceso de producción de semiconductores y de un horno de esterilización para esterilizar productos sanitarios. El filtro de aire 1 se instala, por ejemplo, en la parte central de un canal de flujo para un flujo de gas conectado al mencionado horno en instalaciones de incineración, instalaciones de producción de semiconductores, hospitales, instalaciones de investigación y similares.
El filtro de aire 1 incluye un marco de filtro 10, un material de filtro plisado 20, una placa de refuerzo 30, un separador
40, un material de sellado 50 y un material amortiguador 60.
El marco de filtro 10 es un miembro de marco rectangular que se abre en la dirección del flujo de gas y aloja el material de filtro plisado 20. El marco de filtro 10 está constituido por la combinación de un par de primeros materiales de marco
11 y un par de segundos materiales de marco 12. Los primeros materiales de marco 11 están enfrentados entre sí en la dirección horizontal (segunda dirección) y tienen partes de extremo 13 en la dirección vertical (primera dirección).
Los segundos materiales de marco 12 están enfrentados entre sí en la dirección vertical y tienen partes de extremo
14 en la dirección horizontal. El marco de filtro 10 tiene cuatro partes solapadas 15 en las que cada una de las partes de extremo 13 de cada uno de los primeros materiales de marco 11 y cada una de las partes de extremo 14 de cada uno de los segundos materiales de marco 12 se solapan entre sí, para combinar el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12. El primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12 están en contacto directo o indirecto entre sí en cada una de las partes solapadas 15.
El primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12 están conectados y fijados con un medio de conexión, tal como un perno, en cada una de las partes solapadas 15, para constituir el marco de filtro 10.
El marco de filtro 10 está preferentemente formado por un material que tiene resistencia al calor. El marco de filtro 10 está formado, por ejemplo, de un metal, tal como inoxidable, un acero inoxidable (tal como SUS304 y SUS430), aluminio, una aleación de aluminio, acero y cerámica. El inoxidable puede estar chapado en zinc o aluminio. El marco de filtro 10 puede incluir una película formada mediante un tratamiento con alumita, un tratamiento de cromato o similares.
El material de filtro plisado 20 atrapa partículas finas en una materia gaseosa que fluye en la dirección del flujo de gas. El material de filtro plisado 20 se forma plegando un material de filtro con forma de lámina en forma de zig-zag, y tiene partes de pico y partes de valle. El material de filtro plisado 20 tiene líneas de plegado 21 a lo largo de la dirección vertical. Las líneas de plegado 21 forman las partes de pico y las partes de valle apareciendo alternantemente en la dirección horizontal. El material de filtro plisado 20 está dispuesto en el marco de filtro 10 de tal manera que las partes de pico y las partes de valle aparecen en el lado aguas arriba y en el lado aguas abajo del flujo de gas, respectivamente.
El material de filtro plisado 20 es, por ejemplo, un material fibroso formado por fibras de vidrio, fibras de sílice o fibras mixtas de las mismas. El material de filtro plisado 20 tiene, por ejemplo, la forma de una tela no tejida, papel, un material similar al algodón o una esterilla. Específicamente, el material de filtro plisado 20 puede estar formado por una tela no tejida de vidrio, papel cristal, lana de vidrio o similares formados por fibras de vidrio. El material de filtro plisado 20 puede contener un aglomerante para adherir las fibras. El material de filtro plisado 20 puede estar sostenido y soportado entre dos láminas de soportes transpirables resistentes al calor (tales como mallas metálicas).
La placa de refuerzo 30 es una placa plana que tiene una forma aproximadamente rectangular. La placa de refuerzo 30 se inserta entre las partes de pico adyacentes entre sí del material de filtro plisado 20, es decir, se inserta en la parte de valle del mismo. La placa de refuerzo 30 soporta las posiciones en la dirección vertical del material de filtro plisado 20 y los demás miembros. Específicamente, la placa de refuerzo 30 impide que el material de filtro plisado 20 y el separador 40 se deformen (tal como por desviación y rotación) debido al calor y que se deformen en caso de que se aplique a los mismos una fuerza física. La figura 4 es una vista en sección transversal del filtro de aire 1 a lo largo de la dirección vertical para describir la placa de refuerzo 30.
La placa de refuerzo 30 tiene un par de bordes 31 a lo largo de la dirección vertical y un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas. Las longitudes del un par de bordes 31 a lo largo de la dirección vertical son aproximadamente iguales a la longitud vertical del material de filtro plisado 20. La placa de refuerzo 30 se inserta en al menos una parte del parte de valle del material de filtro plisado 20. La placa de refuerzo 30 se dispone en una posición prescrita del filtro de aire 1, y puede disponerse un número necesario de capas de las placas de refuerzo 30.
La placa de refuerzo 30 tiene un grosor, por ejemplo, de 0,3 a 2,0 mm. La placa de refuerzo 30 está formada, por ejemplo, por un metal. La placa de refuerzo 30 que está formada por un metal soporta el peso del material de sellado 50 colocado hacia arriba, e impide que el material de sellado 50 se caiga. Los coeficientes de expansión térmica (coeficientes de expansión térmica lineal o coeficientes de expansión lineal) de la placa de refuerzo 30 y del marco de filtro 10 son preferentemente iguales entre sí. De acuerdo con la configuración, por ejemplo, puede reducirse la rotura del material de sellado 50 y del filtro de aire 1 por efecto de la expansión térmica.
En caso de que el filtro de aire 1 se use en un intervalo de alta temperatura como en un horno de esterilización o similar, el filtro de aire 1 está expuesto a un fuerte cambio de temperatura entre la inactividad y el funcionamiento del horno de esterilización. Con la repetición del cambio de temperatura, las fibras del material de sellado 50 se desperdician para formar un hueco entre la placa de refuerzo 30 y el segundo material de marco 12, lo que puede causar fugas. Para ese problema, el filtro de aire 1 tiene piezas recortadas 35 con el fin de suprimir la aparición de fugas. Las partes recortadas 35 están formadas en un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas, y cada una tiene una forma semicircular que tiene un área que aumenta desde ambos extremos hacia el centro de cada uno del un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas. De acuerdo con la configuración, cada uno de los pares de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas tiene partes de contacto 36 y una parte sin contacto 37 con respecto al material de sellado 50. Las partes de contacto 36 están formadas en ambos lados de los extremos del un par de bordes 32, y cada una está formada para tener una anchura de 3 a 20 mm. La parte sin contacto 37 es la otra parte distinta a las partes de contacto 36. Las partes recortadas 35 reducen la parte en la que la placa de refuerzo 30 entra en contacto con el material de sellado 50.
En caso de que no se dispongan las piezas recortadas 35, se considera que la placa de refuerzo 30 se expande en la dirección vertical y en la dirección del flujo de gas por expansión térmica. En una gran expansión de la misma en la dirección vertical, la placa de refuerzo 30 empuja el material de sellado 50, por lo que el material de sellado 50 tiende a agrietarse. En caso de que se dispongan las piezas recortadas 35, sin embargo, la dirección de alargamiento a través de la expansión térmica de la placa de refuerzo 30 puede difundirse para reducir el alargamiento en la dirección vertical. Según el mecanismo, el empuje de la placa de refuerzo 30 a través de la expansión térmica sobre el material de sellado 50 puede reducirse para impedir la rotura del material de sellado 50. Por consiguiente, incluso con la aplicación repetida de una temperatura elevada, la placa de refuerzo 30 suprime el agrietamiento del material de sellado 50 e impide que se produzca la fuga.
El separador 40 es un miembro que retiene el hueco (parte de valle) entre las partes de pico adyacentes entre sí del material de filtro plisado 20. El separador 40 está formado, por ejemplo, de un metal, tal como el aluminio y el acero inoxidable. El separador 40 está formado preferentemente de aluminio o de una aleación de aluminio para reducir el peso. El separador 40 tiene un grosor, por ejemplo, de 25 a 65 |jm. El separador 40 se forma mediante una ondulación en la que el material se pliega en forma de onda. El separador 40 se inserta en cada una de las otras partes de valle que no es la parte de valle que tiene la placa de refuerzo 30 insertada en la misma entre las partes de valle del material de filtro plisado 20, de tal manera que sus líneas de plegado estén a lo largo de la dirección del flujo de gas. El separador 40 tiene aproximadamente la misma longitud vertical que la longitud vertical del material de filtro plisado 20.
El material de sellado 50 (materiales de sellado primero y segundo) sella entre al menos una parte de una superficie interior 19 del marco de filtro 10 (superficie orientada hacia el interior del filtro de aire 1) y una parte del material de filtro plisado 20 orientada hacia esa parte. En el filtro de aire 1 de la presente realización, el material de sellado 50 sella entre cada uno de los segundos materiales de marco 12 y el material de filtro plisado 20. El material de filtro plisado 20 puede entrar en contacto superficial con cada uno de los primeros materiales de marco 11 a través del empuje del separador 40, pero entra en contacto lineal con cada uno de los segundos materiales de marco 12, no logrando el contacto superficial. Para impedir la fuga entre cada uno de los segundos materiales de marco 12 y el material de filtro plisado 20, el material de sellado 50 está preferentemente dispuesto entre cada uno de los segundos materiales de marco 12 y el material de filtro plisado 20. Debido al material de sellado 50 proporcionado, el filtro de aire 1 puede ejercer un mayor efecto de prevención de fugas que en el caso en que solo el material amortiguador 60 esté dispuesto entre el marco de filtro 10 y el material de filtro plisado 20.
Para suprimir la rotura del material de sellado 50 debido a la diferencia en la cantidad de expansión térmica desde el marco de filtro 10 en caso de que el filtro de aire 1 se utilice en un intervalo de alta temperatura, se considera formar el material de sellado 50 con un material cerámico que está regulado para tener el mismo coeficiente de expansión térmica lineal que el coeficiente de expansión térmica lineal del marco de filtro 10. Sin embargo, el grado de libertad en la selección del material de sellado 50 queda restringido de este modo. Asimismo, hay casos en los que materiales que tienen el mismo coeficiente de expansión lineal en un intervalo de temperatura determinado tienen coeficientes de expansión térmica lineal diferentes en otro intervalo de temperatura, y existe la preocupación de que la diferencia en la cantidad de expansión térmica no pueda suprimirse consiguientemente. Es más, en caso de que se use como material de sellado 50 un material cerámico que tiene un coeficiente de expansión lineal diferente del coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10, existe la preocupación de que, en caso de que el filtro de aire 1 se utilice a una temperatura elevada, se produzcan grietas en la superficie del material de sellado 50, y las partículas finas del material de sellado 50 se desprendan de las grietas y fluyan corriente abajo.
El material de sellado formado por un material cerámico se obtiene generalmente recubriendo un material cerámico en forma de pasta sobre el material de filtro, seguido de sinterización. Los presentes inventores han descubierto que se forman grietas en el material de sellado al sinterizar el material cerámico, y que se produce emisión de polvo del material cerámico en uso debido a las grietas. También se ha descubierto que la emisión de polvo del material de sellado puede suprimirse utilizando el siguiente material como material de sellado 50.
El material de sellado 50 está formado por un material cerámico que tiene una relación de coeficiente de expansión lineal (JIS R1618:2002) del material de sellado 50 en un intervalo de temperatura de 200 a 500 °C del 10 al 200 % con respecto al coeficiente de expansión lineal (JIS Z2285:2003) del marco de filtro 10 en ese intervalo de temperatura. Entre los ejemplos de material cerámico se incluyen los materiales que contienen sílice, alúmina y circonio. Se prefiere que el material cerámico no contenga sílice cristalina (tal como cristobalita) desde el punto de vista de impedir que contenga un material cancerígeno.
El material de sellado 50 está formado, por ejemplo, mediante la sinterización de un material cerámico en forma de pasta o líquido. En algunos casos, el material de sellado 50 de este tipo puede tener grietas internas que se producen al sinterizar el material cerámico. Las grietas tienen un efecto de relajación de la tensión en el interior del material de sellado 50 para suprimir las grietas que se producen de nuevo durante el uso. En caso de que las grietas no alcancen la superficie del material de sellado 50, no se producirá emisión de polvo durante el uso y, por lo tanto, incluso cuando el material de sellado 50 presente grietas en su interior, podrá utilizarse el filtro de aire 1.
Se prefiere que el material cerámico del material de sellado 50 no contenga sílice cristalina, contenga sílice amorfa y alúmina, y esté formado por sinterización de un material cerámico en forma de pasta que tenga una viscosidad a temperatura ambiente (23 °C) de 20.000 a 50.000 mPa s. La sílice cristalina es sílice que tiene una estructura cristalina de SiO<2>. La sílice amorfa es una sílice que no tiene estructura cristalina de SiO<2>. El material cerámico no contiene sílice cristalina, pero contiene sílice amorfa o alúmina, facilitando de este modo la regulación del coeficiente de expansión térmica del material de sellado 50. El material cerámico tiene una viscosidad a temperatura ambiente en el intervalo mencionado, y de este modo se impide que penetre en el interior del material amortiguador 60 antes de la sinterización. Por consiguiente, se puede presentar favorablemente la función del material amortiguador 60 descrita más adelante que permite que el material de sellado 50 se expanda o contraiga después de la sinterización.
El material cerámico que tiene una viscosidad en el intervalo mencionado a temperatura ambiente puede recubrirse fácilmente hasta alcanzar un grosor uniforme en el marco de filtro 10, y de este modo puede evitarse que el material de sellado sinterizado 50 sufra desigualdades de grosor y formación de poros. Los componentes del material cerámico en forma de pasta, excepto el agua, contienen preferentemente sílice amorfa y alúmina en una cantidad igual o superior al 50 % en masa. La viscosidad del mismo a temperatura ambiente es preferentemente de 25.000 a 45.000 mPas.
El intervalo de temperatura de 200 a 500 °C es un intervalo de temperatura de la atmósfera en la que se puede usar el filtro de aire 1. El intervalo de temperatura es preferentemente de 300 a 400 °C. Basta con que la temperatura atmosférica en uso del filtro de aire 1 tenga la temperatura máxima en el intervalo de temperaturas mencionado y, por ejemplo, puede ser inferior a 200 °C al principio de su uso. La relación del coeficiente de expansión lineal del material de sellado 50 con respecto al coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10 descrito anteriormente se calcula a partir de los coeficientes de expansión lineal del marco de filtro 10 y del material de sellado 50 a la misma temperatura dentro del intervalo de temperatura mencionado. En la presente realización, la relación es del 10 al 200 %, y de este modo se aumenta el grado de libertad en la selección de la combinación del marco de filtro 10 y el material de sellado 50. En caso de que la relación supere el 200 %, la expansión térmica del material de sellado 50 a lo largo del marco de filtro 10 (a lo largo de la dirección horizontal, que es la dirección longitudinal del material de sellado 50) está restringida por cada uno de los primeros materiales de marco 11, y de este modo la tensión de compresión se incrementa hasta el punto de generar una preocupación por rotura. En caso de que la relación sea inferior al 10 %, el material de sellado 50 se estira debido a la expansión térmica demasiado grande del marco de filtro 10, aunque se proporcione el material amortiguador 60, y de este modo se genera la preocupación de que las grietas formadas en el interior del material de sellado 50 avancen y aparezcan en la superficie del material de sellado 50. En caso de que las grietas aparezcan en la superficie del material de sellado 50, las partículas finas del material de sellado 50 se desprenden de la superficie de pared en la parte agrietada del material de sellado 50 al utilizar el filtro de aire 1, y contaminan la materia gaseosa que pasa a través del filtro de aire 1 hacia el lado de aguas abajo. La relación mencionada es preferentemente del 50 al 150 %.
El coeficiente de expansión lineal del material de sellado 50 puede ser mayor que el coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10, puede ser igual al coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10, o puede ser menor que el coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10. En caso de que el coeficiente de expansión lineal del material de sellado 50 sea mayor que el coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10, la expansión térmica del material de sellado 50 en la dirección longitudinal (dirección horizontal) se restringe con una fuerza adecuada de cada uno de los primeros materiales de marco 11, lo que dificulta el avance de las grietas del material de sellado 50. Por lo tanto, el coeficiente de expansión lineal del material de sellado 50 es preferentemente mayor que el coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10.
Aunque se aumenta el grado de libertad en la selección de la combinación del marco de filtro 10 y el material de sellado 50, hay casos en los que la diferencia en la cantidad de expansión térmica entre el marco de filtro 10 y el material de sellado 50 aumenta en función de la combinación seleccionada de los mismos. Sin embargo, el material de sellado 50 puede expandirse o contraerse con respecto al marco de filtro 10, y de este modo se puede evitar que se produzcan grietas en el interior del material de sellado 50. En consecuencia, se puede suprimir eficazmente la emisión de polvo.
También es preferible que el coeficiente de expansión lineal del material de sellado 50 sea igual o superior al 10 % e inferior al 90 % del coeficiente de expansión lineal del marco de filtro 10 en un intervalo de temperatura de 200 a 500 °C. El caso en el que el coeficiente de expansión lineal del material de sellado 50 es menor que el coeficiente de dilatación lineal del marco de filtro 10 es desventajoso, ya que el efecto anteriormente mencionado de suprimir el progreso de las grietas restringiendo adecuadamente la expansión térmica del material de sellado 50 en la dirección longitudinal con el primer material de marco 11 es difícil de conseguir. Sin embargo, el material amortiguador 60 está dispuesto para intervenir entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10, tal como se ha descrito anteriormente, y, por lo tanto, el efecto de suprimir el avance de las grietas puede obtenerse aunque la expansión térmica del material de sellado 50 no esté restringida por el primer material de marco 11.
Entre los materiales del marco de filtro 10, por ejemplo, el inoxidable tiene un coeficiente de expansión lineal mayor en un intervalo de alta temperatura que en un intervalo de baja temperatura, y la cantidad de expansión térmica del marco de filtro 10 en uso del filtro de aire 1 es mayor que en la sinterización. Por consiguiente, en caso de que el material de sellado 50 esté en contacto con el marco de filtro 10, el material de sellado 50 es arrastrado en gran medida por el marco de filtro 10, y las grietas del material de sellado 50 proceden fácilmente a provocar la emisión de polvo. En la presente realización, sin embargo, pueden seleccionarse diversos materiales cerámicos que tengan un coeficiente de expansión lineal menor que el inoxidable como material de sellado 50, seleccionando al mismo tiempo el acero inoxidable como material del marco de filtro 10, y así incluso en este caso, se puede suprimir el avance de las grietas del material de sellado 50 para suprimir la emisión de polvo.
El material amortiguador 60 se dispone entre el segundo material de marco 12 del marco de filtro 10 y el material de sellado 50 (material de filtro plisado 20). En caso de que el marco de filtro 10 se expanda o se contraiga, el material amortiguador 60 sigue la expansión o contracción del mismo, para mantener la capacidad de sellado entre el material de filtro plisado 20 y el marco de filtro 10. La expansión o contracción del marco de filtro 10 significa la expansión o contracción de la misma en la dirección paralela a la dirección de la superficie del marco de filtro 10 frente al material de sellado 50. Con el material amortiguador 60 dispuesto entre el material de sellado 50 y el segundo material de marco 12, el material de sellado 50 puede dilatarse o contraerse durante el uso del filtro de aire 1 sin verse limitado por el marco de filtro 10 y sin ser arrastrado por el marco de filtro 10.
El material amortiguador 60 tiene extremos 61 en la dirección horizontal. Los extremos 61 se extienden cada uno hasta la parte de solapamiento 15 y se sujetan con el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12.
El material amortiguador 60 tiene preferentemente propiedades de amortiguación y resistencia al calor, y está preferentemente formado, por ejemplo, de un material fibroso. El material amortiguador 60 formado por un material fibroso puede expandirse y entrar en contacto fácilmente, por lo que tiene un gran efecto de permitir que el material de sellado 50 se expanda o entre en contacto a lo largo del marco de filtro 10 (lo que también puede denominarse efecto amortiguador). El material amortiguador 60 formado por un material fibroso no entra en estrecho contacto con el marco de filtro 10, por lo que puede asegurar el deslizamiento al marco de filtro 10. Asimismo, en caso de que el material amortiguador 60 en estado comprimido esté dispuesto entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10, la capacidad de sellado entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10 puede obtenerse con la fuerza de repulsión del material fibroso. El material fibroso puede estar formado, por ejemplo, de cristal, cerámica o minerales. Además, el material amortiguador 60 formado por un material fibroso puede contraerse junto con el material de sellado 50 en la sinterización del material de sellado 50, y de este modo también puede obtenerse un efecto de supresión de la aparición de grietas del material de sellado 50 en la sinterización. En la sinterización del material de sellado 50, el material de sellado 50 se contrae, mientras que el marco de filtro 10 se expande. Por consiguiente, el material amortiguador 60 que interviene entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10 en la sinterización es eficaz para ello.
Las cerámicas son, por ejemplo, un material que contiene sílice, alúmina, zirconia y similares. En caso de que el material amortiguador 60 contenga un aglutinante, existe la preocupación de que el aglutinante se funda o descomponga al usarlo y fluya aguas abajo, y por tanto, es preferible que no contenga aglutinante. El diámetro medio de las fibras que constituyen el material fibroso es, por ejemplo, de 0,01 a 10 pm. La forma del material amortiguador 60 es, por ejemplo, en forma de algodón o de esponja (forma porosa). Ejemplos del material amortiguador 60 preferido incluyen lana de vidrio y lana de roca.
Se prefiere que no haya ningún otro miembro entre el material amortiguador 60 y el material de sellado 50. Entre los ejemplos del otro miembro se incluye un material fibroso en forma de lámina, tal como papel de filtro y una tela no tejida. En caso de que el miembro intervenga entre el material amortiguador 60 y el material de sellado 50, existe la preocupación de que disminuya el efecto de supresión de la aparición de grietas en la sinterización del material de sellado 50.
El filtro de aire 1 incluye particularmente una etapa de formación del material de sellado 50 y una etapa de disposición del material amortiguador 60. La etapa de formación del material de sellado 50 y la etapa de disposición del material intermedio 60 pueden realizarse, por ejemplo, de la forma indicada en los puntos (1) y (2) siguientes.
(1) El material amortiguador 60 se dispone en la superficie superior (superficie interior 19) del segundo material de marco 12 en el lado inferior del marco de filtro 10, y el material de sellado 50 en forma de pasta se recubre sobre el material amortiguador 60 así dispuesto. El material de filtro plisado 20 y el separador 40 están unidos al material de sellado 50 revestido. En este momento, el primer material de marco 11 está preferentemente unido al segundo material de marco 12 en el lado inferior. Posteriormente, el segundo material de marco 12 en el lado superior se dispone para que la superficie interna 19 de la misma quede hacia arriba, la cual se dirige hacia abajo para enfrentarse al segundo material de marco 12 en el lado inferior en uso, y otro material amortiguador 60 se dispone en la superficie, seguido del recubrimiento del material de sellado 50 en forma de pasta sobre el material amortiguador 60 así dispuesto. Las partes de extremo superiores del material de filtro plisado 20 y del separador 40 están unidas al material de sellado 50 revestido. En este momento, el primer material de marco 11 está unido al segundo material de marco 12 en la parte superior. Posteriormente, se dispone el filtro de aire 1 sin cocer resultante, por ejemplo, en un horno, y se sinteriza el material de sellado 50.
(2) El material de sellado 50 en forma de pasta se recubre en las partes (extremos inferiores) del material de filtro plisado 20 y del separador 40, que se enfrentan al segundo material de marco 12 en el lado inferior del marco de filtro 10. El material amortiguador 60 se coloca sobre el material de sellado revestido 50, y sobre él se dispone el segundo material de marco 12 en el lado inferior. El conjunto se invierte verticalmente, y el material de sellado 50 en forma de pasta se recubre en las partes (extremos superiores) del material de filtro plisado 20 y el separador 40, que se enfrentan al segundo material de marco 12 en el lado superior. Otro material amortiguador 60 se dispone sobre el material de sellado revestido 50, y sobre él se dispone el segundo material de marco 12 en el lado superior. El primer material de marco 11 está preferentemente unido al segundo material de marco 12 en la parte superior. Posteriormente, se dispone el filtro de aire 1 sin cocer resultante, por ejemplo, en un horno, y se sinteriza el material de sellado 50.
El material amortiguador 60 se dispone preferentemente, por ejemplo, a lo largo de toda la superficie interior 19 del segundo material de marco 12. El material de sellado 50 tiene preferentemente un tamaño tal que no sobresale del material amortiguador 60.
En la etapa de formación del material de sellado 50, el material de sellado 50 en forma de pasta o líquido puede secarse espontáneamente, pero preferentemente se sinteriza a alta temperatura. Se realiza la sinterización, por ejemplo, en atmósfera seca a una temperatura de 100 a 200 °C. En este momento, la temperatura se aumenta preferentemente hasta la temperatura de sinterización a una velocidad de aumento de la temperatura de 3 a 16 °C/min para suprimir la aparición de grietas del material de sellado 50. Se prefiere que el material de sellado 50 en forma de pasta no contenga sílice cristalina, contenga sílice amorfa y alúmina, y tenga una viscosidad a temperatura ambiente (23 °C) de 20.000 a 50.000 mPa s, como se ha descrito anteriormente.
En este caso, el filtro de aire 1 se fabrica de esta manera, el grosor del material de sellado 50 es preferentemente de 3 a 20 mm. El grosor del material de sellado 50 es preferentemente de 5 a 15 mm. El grosor del material de sellado 50 significa el grosor del mismo en estado seco (estado después de la sinterización). Se ha descubierto que el material de sellado 50 provoca más fácilmente grietas en la sinterización con un menor grosor del mismo. Mientras que en el material de sellado 50 se produce una gran tensión interna debido a la contracción del material de sellado 50 en el momento en que el agua escapa del material de sellado 50 en la sinterización, se considera que el material de sellado 50 fino no puede soportar la gran tensión interna. Por otro lado, un grosor demasiado grande del material de sellado 50 no consigue reducir el peso del filtro de aire 1.
El grosor del material amortiguador 60 es preferentemente de 1 a 15 mm. El grosor del material amortiguador 60 es en particular preferentemente de 3 a 10 mm.
En algunos casos, puede haber una gran diferencia en la cantidad de expansión o de contracción en la dirección vertical entre el material de filtro plisado 20 y el separador 40. En estos casos, con un grosor demasiado grande del material amortiguador 60, el material amortiguador 60 también se contrae en la dirección (dirección vertical) perpendicular a la dirección a lo largo del marco de filtro 10. Por lo tanto, en caso de que el material amortiguador 60 reciba fuerzas del material de filtro plisado 20 y del separador 40, las grietas en el interior del material de sellado 50 avanzan fácilmente en la dirección vertical hasta alcanzar la superficie del material de sellado 50. De este modo, el material de sellado 50 emite fácilmente polvo de este modo. En caso de que el grosor del material de sellado 50 sea grande, en particular, el número de posiciones en las que se produce la emisión de polvo aumenta, ya que hay grandes superficies de pared en las partes agrietadas del material de sellado 50. En caso de que el grosor del material amortiguador 60 sea demasiado grande, asimismo, el material de sellado 50 se desplaza hacia abajo debido al propio peso de la misma para comprimir el material amortiguador 60 contra el marco de filtro 10. Por consiguiente, se produce un hueco en el lado opuesto, es decir, entre el material amortiguador 60 orientado hacia el segundo material de marco 12 en el lado superior y el segundo material de marco 12 en el lado superior, lo que genera la preocupación de que se produzcan fugas. Este problema se hace particularmente evidente en caso de que el grosor del material de sellado 50 sea grande. En este punto de vista, la relación entre el grosor del material de sellado 50 y el grosor del material amortiguador 60 es preferentemente 1 o más, y más preferentemente 1,2 o más.
En caso de que el grosor del material amortiguador 60 sea demasiado pequeño, por otro lado, hay casos en los que el material de sellado 50 alcanza localmente el marco de filtro 10 y entra en contacto con dicho marco de filtro 10, al recubrir el material de sellado 50 en forma de pasta. En estos casos, la función amortiguadora del material amortiguador 60 está restringida generando la preocupación de que no se pueda suprimir suficientemente el avance de las grietas del material de sellado 50. En caso de que el grosor del material amortiguador 60 sea demasiado pequeño, la fuerza de repulsión del mismo bajo compresión entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10 es débil, y se produce un hueco entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10 para causar fugas en algunos casos. Desde este punto de vista, la relación mencionada es preferentemente 5 o menos, y más preferentemente 3 o menos.
El grosor del material amortiguador 60 es el valor medio de los grosores medidos en varias (tres o más) posiciones a lo largo de la dirección longitudinal (dirección horizontal) del material amortiguador 60 dispuesto entre el material de sellado 50 y el marco de filtro 10. Se puede medir el grosor del material amortiguador 60, por ejemplo, con un calibre vernier.
El marco de filtro 10 tiene una parte de esquina 16 formada en la parte de solapamiento 15. La parte de esquina 16 está formada en el lado de la superficie interior 19 del marco de filtro 10, y es una parte en la que el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12 se cruzan perpendicularmente uno con el otro. En la parte de esquina 16, el material de filtro plisado 20 está dispuesto de forma estanca al gas en el marco de filtro 10 a través del material amortiguador 60 y el material de sellado 50. Sin embargo, se forma más de un pequeño hueco entre la parte de esquina 16 y el material amortiguador 60 o el material de sellado 50, con la consiguiente preocupación de que se produzcan fugas de aire en la parte de esquina 16. En caso de que el marco de filtro 10 esté formado por un metal, en particular, existe la preocupación de que se produzcan fugas de aire.
En el filtro de aire 1 de la presente realización, por otro lado, el material amortiguador 60 se extiende hasta la parte de solapamiento 15 y se sujeta con el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12. De acuerdo con la configuración, el material amortiguador 60 puede impedir favorablemente la formación del hueco y puede suprimir la fuga de aire. Como resultado, el filtro de aire 1 puede suprimir la disminución de la eficacia de atrapamiento que se produce localmente en la parte de esquina 16.
Asimismo, solo el cambio dimensional del material amortiguador 60 previsto para la amortiguación se realiza sin necesidad de utilizar otra configuración, por lo que la fuga de aire en la parte de esquina 16 puede impedirse fácilmente sin aumentar el número de componentes del filtro de aire 1.
Aunque se han descrito algunas realizaciones de la presente invención, las realizaciones se muestran meramente a modo de ejemplo y no pretenden restringir el alcance de la invención. Estas realizaciones novedosas pueden ser practicadas por varios otros modos, y pueden hacerse varias omisiones, sustituciones y cambios en las mismas, a menos que se desvíen de la esencia de la presente invención. Estas realizaciones y modificaciones de las mismas están comprendidas en el alcance y el fondo de la presente invención, y también están comprendidas en las invenciones descritas en las reivindicaciones y en los intervalos equivalentes de las mismas.
Por ejemplo, el material amortiguador 60 puede estar situado entre el material de filtro plisado 20 y el primer material de marco 11, y puede estar situado entre el material de filtro plisado 20 y tanto el primer material de marco 11 como el segundo material de marco 12. El material amortiguador 60 también puede tener la función del material de sellado 50.
El material de sellado 50 puede estar constituido, por ejemplo, por un geopolímero, lana de vidrio o uretano, distinto del material cerámico.
El filtro de aire 1 puede incluir un material de relleno utilizado en la parte de solapamiento 15 para reducir aún más la fuga de aire. La figura 5 es una vista en sección transversal que muestra un filtro de aire 1a como ejemplo modificado correspondiente a la figura 3. Las configuraciones y las partes del mismo correspondientes al filtro de aire 1 se adjuntan con los mismos símbolos, y se omiten las descripciones redundantes de las mismas.
El filtro de aire 1a incluye un material de relleno 70 que está dispuesto adicionalmente en la parte de solapamiento 15, además del material amortiguador 60. Específicamente, el material de relleno 70 se mantiene entre el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12 en la parte de solapamiento 15, y rellena el hueco en la parte de solapamiento 15. El material de relleno 70 está formado por un material capaz de rellenar el hueco de la parte de solapamiento 15, y está formado, por ejemplo, del papel de filtro similar al material de filtro plisado 20, un artículo sinterizado de fibras largas o un artículo espumado.
El material de relleno 70 puede estar dispuesto entre el material amortiguador 60 y el segundo material de marco 12. Como alternativa, el material de relleno 70 puede estar dispuesto entre el separador 40 y el primer material de marco 11. El material de relleno 70 se dispone preferentemente sobre el material amortiguador 60 en la parte de solapamiento 15 en el lado del primer material de marco 11 y el perno para sujetar el primer material de marco 11. En sujeción con el perno, existe la preocupación de que las fibras del material amortiguador 60 se enreden en el perno, inhibiendo el apriete y afloje del perno. El material de relleno 70 está dispuesto entre el perno y el material amortiguador 60, impidiendo de este modo que el material amortiguador 60 se enrede en el perno al introducirlo. El material de relleno 70 presiona las fibras del material amortiguador 60 para impedir que las fibras del material amortiguador 60 enredadas en el perno sean extraídas junto con el perno al liberar el perno.
El filtro de aire 1a incluye tanto el material de relleno 70 como el material amortiguador 60 existentes en la parte de solapamiento 15, y de este modo el hueco en la parte de solapamiento 15 se rellena más eficazmente para impedir la fuga de aire que el filtro de aire 1.
La figura 6 es una vista en sección transversal que muestra un filtro de aire 1b como otro ejemplo modificado correspondiente a la figura 3. Un filtro de aire 1b incluye un material amortiguador 60b que tiene una parte de extremo 61b que se pliega a lo largo de la forma de la superficie interior 19 del marco de filtro 10 para reducir aún más la fuga de aire. Específicamente, el material amortiguador 60b tiene una parte angular 62 formada por el plegado de la parte de extremo 61b hacia la dirección aguas abajo o la dirección aguas arriba a lo largo de la dirección del flujo de gas. El material amortiguador 60b se colapsa debido a la propiedad de amortiguación del mismo en la fabricación para formar la parte de solapamiento 15 con el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12, de modo que la una parte de la parte angular 62 quede retenida en la parte de solapamiento 15. De acuerdo con la configuración, el material amortiguador 60b cubre de forma segura la parte de esquina 16 y el hueco entre el material de filtro plisado 20 y el material de sellado 50, y de este modo se puede suprimir aún más la fuga de aire que se produce desde la parte angular 16. El material de relleno 70 se dispone en la parte de solapamiento 15.
Aunque se ha descrito la realización en la que la parte recortada 35 está formada en forma semicircular, y las partes de contacto 36 están formadas en un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas, la forma de la parte recortada 35 no está particularmente limitada. Por ejemplo, en un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas pueden disponerse varias partes recortadas 35, y la parte recortada 35 puede tener forma rectangular o poligonal, pero no una forma semicircular.
La figura 7 es una vista en sección transversal de un filtro de aire 1c a lo largo de la dirección vertical para describir otra placa de refuerzo 30c correspondiente a la figura 4. Las configuraciones y las partes del mismo correspondientes al filtro de aire 1 se adjuntan con los mismos símbolos, y se omiten las descripciones redundantes de las mismas.
La placa de refuerzo 30c tiene partes recortadas 35c, cada una de las cuales tiene una forma aproximadamente rectangular, de manera que se formen partes de contacto 36c y una parte sin contacto 37c en cada uno de un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas. En el momento en que el filtro de aire 1c está a alta temperatura, se considera que la expansión de la placa de refuerzo 30c en la parte recortada 35c se produce en las direcciones perpendiculares a los bordes que constituyen la periferia de la parte recortada 35c, es decir, en la dirección vertical y en la dirección del flujo de gas. De acuerdo con la configuración, las partes de contacto 36c pueden reducirse, y el empuje de la placa de refuerzo 30c sobre el material de sellado 50 puede reducirse de forma similar a la placa de refuerzo 30. En consecuencia, se puede impedir la rotura del material de sellado 50 en el filtro de aire 1c.
Se considera que la parte lineal que constituye la periferia de la parte recortada se expande térmicamente en la dirección perpendicular a la dirección lineal de la misma, y la parte curva se expande térmicamente en las direcciones centrífugas. En caso de que un par de bordes 32 a lo largo de la dirección del flujo de gas estén recortados cada uno en forma semicircular, se considera que la placa de refuerzo se expande térmicamente en las direcciones centrífugas a partir de la parte recortada (es decir, en las direcciones que no siguen la dirección vertical), y de este modo se dispersa y reduce la fuerza que presiona el material de sellado 50 en la dirección vertical. De acuerdo con la configuración, la placa de refuerzo puede impedir además la rotura del material de sellado 50 en caso de que se proporcione la parte recortada 35 de forma semicircular que no tiene ninguna parte perpendicular a la dirección vertical.
El material de filtro plisado 20 entra en contacto superficial en las partes de extremo en la dirección horizontal con cada uno de los primeros materiales de marco l1 a través del empuje del separador 40 como se ha descrito anteriormente, y se puede proporcionar una placa prensadora para sellar aún más la superficie de contacto.
La figura 8 es una vista ilustrativa de un filtro de aire 1d que tiene una placa prensadora 90. La figura 9 es una vista en sección transversal en la línea IX-IX de la figura 8. En la figura 8, por comodidad de explicación, el primer material de marco 11 y el segundo material de marco 12 se omiten parcialmente en la ilustración. Las configuraciones y las partes del mismo correspondientes al filtro de aire 1 se adjuntan con los mismos símbolos, y se omiten las descripciones redundantes de las mismas.
El filtro de aire 1d incluye además, en comparación con el filtro de aire 1, un material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y una placa prensadora 90.
El material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 (tercer material de sellado) sella entre una parte de la superficie interior 19 de cada uno de los primeros materiales de marco 11 y un extremo 17 en la dirección horizontal del material de filtro plisado 20 orientado hacia la parte de la superficie interior 19. El material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 está formado por el mismo material que el material de sellado 50 o por fibras de vidrio.
La placa prensadora 90 comprime y sujeta la parte de extremo 17 del material de filtro plisado 20 y el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80, que están de este modo en estrecho contacto con el primer material de marco 11. La placa prensadora 90 está formada por una placa delgada de un metal, tal como inoxidable, que se dobla para tener forma de L vista en la dirección vertical. La placa prensadora 90 incluye una parte de elevación 91 y una parte de prensado 95.
La parte de elevación 91 está dispuesta perpendicularmente a la superficie interior 19 del primer material de marco 11. La parte de elevación 91 está dispuesta perpendicularmente a la dirección del flujo de gas para cubrir el límite entre el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y la parte de extremo 17 vista desde el lado aguas arriba. La parte de elevación 91 tiene aproximadamente la misma longitud vertical que la longitud vertical del material de filtro plisado 20. La parte de elevación 91 tiene una longitud horizontal menor que el grosor (longitud horizontal) del material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y del material de filtro plisado 20 en vacío.
La parte de prensado 95 es una parte que se forma por plegado a partir de una parte de extremo 92, que es uno de los extremos en la dirección horizontal de la parte de elevación 91 que se encuentra separada del primer material de marco 11, hacia el lado aguas abajo aproximadamente perpendicularmente a la parte de elevación 91. La parte de prensado 95 está entre la parte de extremo 17 y el separador 40 dispuesto en la parte de valle formada por el material de filtro plisado 20 que incluye la parte de extremo 17.
En la placa prensadora 90, por ejemplo, una parte de extremo 93, que es una de las partes de extremo en la dirección horizontal de la parte de elevación 91 que está situada en el lado del primer material de marco 11, se fija a la superficie interior 19 del primer material de marco 11. La placa prensadora 90 se fija con diversos medios de fijación, tal como soldadura y un tornillo. La placa prensadora 90 se fija preferentemente mediante soldadura, para reducir el hueco entre la superficie interior 19 y la placa prensadora 90.
La placa prensadora 90 forma un espacio de alojamiento con la superficie interior 19 del primer material de marco 11, la parte de elevación 91 y la parte de prensado 95. La longitud horizontal de la parte de elevación 91 se ajusta a un valor menor que el grosor del material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y del material de filtro plisado 20, como se ha descrito anteriormente. De acuerdo con la configuración, la placa prensadora 90 aloja en el espacio de alojamiento de la misma el material de filtro plisado 20 y el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 bajo compresión con la parte de prensado 95 en la dirección hacia la superficie interior 19. El material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y el material de filtro plisado 20 se presionan sobre la superficie interior 19 del primer material de marco 11. De acuerdo con la configuración, la capacidad de sellado puede obtenerse en los huecos entre la superficie interior 19 del primer material de marco 11, el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y el material de filtro plisado 20, y se puede suprimir la entrada de polvo en el hueco entre el primer material de marco 11 y el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80. Los huecos en las fibras del material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 formado por un material fibroso pueden reducirse comprimiendo el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80, aumentando de este modo la capacidad de sellado.
En caso de que la parte de extremo 17 del material de filtro plisado 20 se extienda desde el lado aguas arriba hasta el lado aguas abajo hacia la punta del mismo, basta con que la placa prensadora 90 esté dispuesta de tal manera que la parte de elevación 91 cubra el límite entre el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y la parte de extremo 17 vista desde el lado aguas abajo. La longitud vertical de la placa prensadora 90 puede ser más corta que la longitud vertical del material de filtro plisado 20, y la placa prensadora 90 puede disponerse mediante una división a lo largo de la dirección vertical.
La forma de la placa prensadora 90 no está limitada a lo anterior, y puede utilizarse otra forma en la medida en que pueda impartirse la capacidad de sellado a los huecos entre la superficie interior 19 del primer material de marco 11, el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y el material de filtro plisado 20.
Por ejemplo, la figura 10 es una vista en sección transversal de un filtro de aire 1e que tiene otra placa prensadora 90e correspondiente a la figura 9. Las configuraciones y las partes del mismo correspondientes al filtro de aire 1 se adjuntan con los mismos símbolos, y se omiten las descripciones redundantes de las mismas.
La placa prensadora 90e incluye una parte de elevación 91e y una parte de prensado 95e. La parte de elevación 91e está dispuesta perpendicularmente a la superficie interior 19 del primer material de marco 11. La parte de elevación 91e está dispuesta perpendicularmente a la dirección del flujo de gas para cubrir el límite entre el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y la parte de extremo 17 vista desde el lado aguas arriba, junto con la parte de prensa 95e. La parte de elevación 91e tiene aproximadamente la misma longitud vertical que la longitud vertical del material de filtro plisado 20.
La parte de prensado 95e es una parte que se forma por plegado a partir de una parte de extremo 93e, que es una de las partes de extremo en la dirección horizontal de la parte de elevación 91e que está situada en el lado del primer material de marco 11, hacia el lado aguas abajo. La parte de prensado 95e se pliega de tal manera que se abre gradualmente en la dirección opuesta a la superficie interior 19 del primer material de marco 11. De acuerdo con la configuración, la parte de prensado 95e funciona como un resorte laminar que presiona la parte de extremo 17 y el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 sobre la superficie interior 19.
La placa prensadora 90e forma un espacio de alojamiento con la superficie interior 19 del primer material de marco 11 y la parte de prensado 95e. La longitud horizontal del espacio de alojamiento (distancia desde la superficie interior 19) aumenta gradualmente a lo largo de la dirección del flujo de gas. La placa prensadora 90e tiene una fuerza mayor que la placa prensadora 90 debido a la propiedad de resorte de la misma, que presiona el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y el material de filtro plisado 20 sobre la superficie interior 19, y por lo tanto puede mejorar aún más la capacidad de sellado.
Para mejorar aún más la capacidad de sellado en el filtro de aire 1e, el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 puede estar dispuesto entre la placa prensadora 90 y el material de filtro plisado 20. Por ejemplo, la figura 11 es una vista en sección transversal de un filtro de aire 1f que tiene otro material de sellado lateral derecho e izquierdo 80f correspondiente a la figura 9.
El material de sellado lateral derecho e izquierdo 80f está dispuesto entre el primer material de marco 11 y el material de filtro plisado 20, y también está dispuesto entre el material de filtro plisado 20 y la parte de prensado 95f plegándose en la punta de la parte de extremo 17. De acuerdo con la configuración, se aumenta el grosor del material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 alojado en el espacio de alojamiento para mejorar la velocidad de compresión del material de sellado lateral derecho e izquierdo 80. Por consiguiente, la placa prensadora 90f puede tener una fuerza mayor que presiona el material de sellado lateral derecho e izquierdo 80 y el material de filtro plisado 20 hacia abajo sobre la superficie interior 19, y así puede mejorar aún más la capacidad de sellado.
Lista de símbolos de referencia
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f: Filtro de aire
10: Marco de filtro
11: Primer material de marco
12: Segundo material de marco
13, 14, 17: Parte de extremo
15: Parte de solapamiento
16 Parte de esquina
19 Superficie interior
20 Material de filtro plisado
21 Línea de plegado
30 30c: Placa de refuerzo
31 Un par de bordes a lo largo de la dirección vertical
32 Un par de bordes a lo largo de la dirección del flujo de gas
35 35c: Parte recortada
36 36c: Parte de contacto
37 37c: Parte sin contacto
40 Separador
50 Material de sellado
60 60b: Material amortiguador
61 61b: Parte de extremo
62 Parte angular
70 Material de relleno
80 80f: Material de sellado lateral derecho e izquierdo
90 90e, 90f: Placa prensadora
91 91e: Parte de elevación
92 Parte de extremo
93 93e: Parte de extremo
95 95e, 95f: Parte de prensado
Claims (6)
1. Un filtro de aire (1) que comprende:
un material de filtro plisado (20) plegado en forma de zig-zag en las líneas de plegado (21) a lo largo de una primera dirección para tener partes de pico y partes de valle que surgen alternativamente en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección, atrapando partículas finas en una materia gaseosa que fluye en una dirección de flujo de gas perpendicular a la primera dirección y a la segunda dirección;
un marco de filtro (10) que es un marco de filtro rectangular que incluye un par de primeros materiales de marco (11) que se enfrentan entre sí en la segunda dirección con partes de extremo (13) en la primera dirección, y un par de segundos materiales de marco (12) que se enfrentan entre sí en la primera dirección con partes de extremo (14) en la segunda dirección, abriéndose en la dirección del flujo de gas y alojando el material de filtro plisado (20), cada uno de los primeros materiales de marco (11) y cada uno de los segundos materiales de marco (12) se combinan para proporcionar una parte de solapamiento (15) en la que cada una de las partes de extremo (13) de cada uno de los primeros materiales de marco (11) y cada una de las partes de extremo (14) de cada uno de los segundos materiales de marco (12) se solapan entre sí;
un material amortiguador (60) dispuesto entre al menos cada uno de los segundos materiales de marco (12) del marco de filtro (10) y el material de filtro plisado (20), sostenido con la parte de solapamiento (15); y
un material de sellado (50) que sella entre al menos una parte de una superficie interior (19) del marco de filtro (10) y una parte del material de filtro plisado (20) orientado hacia la parte de la superficie interior (19),
en donde el material amortiguador (60) está dispuesto para intervenir entre el material de sellado (50) y el marco de filtro (10), y permite que el material de sellado (50) se expanda o se contraiga a lo largo del marco de filtro (10).
2. El filtro de aire de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el filtro de aire comprende además un material de relleno (70) sostenido junto con el material amortiguador (60), entre cada una de las partes de extremo (13) en la primera dirección de cada uno de los primeros materiales del marco (11) y cada una de las partes de extremo (14) en la segunda dirección de cada uno de los segundos materiales del marco (12), en la parte de solapamiento (15).
3. El filtro de aire de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en donde
el material amortiguador (60) tiene una parte angular (62) formada por plegado a lo largo de una forma de una superficie interior del marco de filtro (10), y
al menos una parte de la parte angular (62) se sostiene entre cada una de las partes de extremo (13) en la primera dirección de cada uno de los primeros materiales del marco (11) y cada una de las partes de extremo (14) en la segunda dirección de cada uno de los segundos materiales del marco (12), en la parte de solapamiento (15).
4. El filtro de aire de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
una placa de refuerzo (30) que tiene una forma aproximadamente rectangular que tiene un par de bordes (31) a lo largo de la primera dirección y un par de bordes (32) a lo largo de la dirección del flujo de gas, insertada a la parte de valle entre las partes de pico adyacentes entre sí para soportar, en la primera dirección, una posición del material de filtro plisado (20) en la primera dirección;
en donde el material de sellado (50) sella un hueco entre cada una de las partes de extremo en la primera dirección del material de filtro plisado (20) y el marco de filtro (10), y
en donde el par de bordes (32) a lo largo de la dirección del flujo de gas de la placa de refuerzo (30) tiene cada uno una parte de contacto (36) en contacto con el material de sellado (50), y una parte sin contacto (37) que no está en contacto con el mismo.
5. El filtro de aire de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material de sellado (50) contiene un material cerámico que tiene una relación de un coeficiente de expansión lineal del material de sellado (50) en un intervalo de temperatura de 200 a 500 °C del 10 al 200 % con respecto a un coeficiente de expansión lineal del marco de filtro (10) en el intervalo de temperatura.
6. El filtro de aire de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
otro material de sellado (80) que sella entre una parte de una superficie interior (19) de cada uno de los primeros materiales de marco (11) y una parte (17) del material de filtro plisado (20) orientada hacia la parte de la superficie interior (19); y
una placa prensadora (90) que comprime y presiona la parte (17) del material de filtro plisado (20) orientada hacia la parte de la superficie interior (19) y el material de sellado adicional (80) sobre la superficie interior (19).
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