JPH07506532A - フィルターカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 フィルターカートリッジ 発明の分野 本発明は、大量の、空気を含めたガス類から、それに浮遊している固体粒子ある いは微粉（ダスト）を除去するために設計されたフィルター装置、例えば産業用 掃除機、バッグハウス、ブリナム型集塵装置、その地間様のもの等で使用するた めのカートリッジフィルターに関する。

発明の背景 カートリッジフィルターを使用するろ過装置は、ガス媒体がそれを通過する多孔 質のろ過材料を使用し、固形物はガス媒体が通過するにつれてこのろ材の上流側 表面に保持される。分離された固形物は時間とともにろ材の上流側に蓄積し、た まった固形分の層の厚さが過大な圧力損失の原因となる前に取り除かなくてはな らない。現在のやり方では、フィルターケーキは、フィルターエレメントに入れ られる圧縮空気のパルスにより、または空気の逆流により、あるいは振盪機のメ カニズムによりフィルターエレメントから除去される。ろ材は空気パルスの影響 で撓んでフィルターケーキを除去し、そしてろ過されるガスの流れは、このよう な撓みと除去を行う間は維持される。

カートリッジフィルターは一般に、孔のあいた円筒状支持用部材又はチューブの 周りに円筒状に配置された、折りたたんだ又はひだつきのろ材を有する。これら の支持用チューブとろ材は、ろ材の周囲の漏れを防ぎモしてろ材の支持を行うエ ンドキャップに接着され大部分は、ろ材としてフェルトと織物（ｆａｂｒｉｃｓ ）が使用されており、ほかには紙や他の不織支持材が使われている。これらのタ イプのカートリッジは典型的に、二つの理由から、ひだを非常にぎっしり、例え ばインチ当たりに７〜１２のひだに、詰めている。その理由とは、（１）ろ付表 面積を最大にするためと、（２）各ひだがカートリッジに対して支持されない薄 いろ材の物理的強度を運転及び清掃の間開上させるためである。

一例はＭａｎｎｉｓｏらの米国特許第４８７８９３０号明細書に見られ、これは フェルト又は織物に積層された膨張延伸した多孔質ポリテトラフルオロエチレン （ｅＰＴＦＥ）膜を使用し、そしてワイヤ支持材で支持される。ｅＰＴＦＥ膜は より容易に清掃されるという事実のために、ひだの間隔は、他のろ材にあって典 型的に使用されるのより大きい。清掃サイクルでは、微粉（はこり、製品等）が ひだの間隔から出るのを可能にするのに十分な間隔にしておくことが重要である 。これが、ｅＰＴＦＥ膜フィルターカートリッジは、通常の手段で支持すること はてきないてあろう比較的すき間のあいたひだを支持しながら、効率的に清掃す るための間隔を許容するように、頑丈に支持される理由である。そのために、軽 量のろ材は清掃中に支持されて破裂の故障を避けるため密に詰めたひだを持たな くてはならないであろうと思われていた。そのようなカートリッジを支持するた めに必要とされる密にしたひだは、清掃サイクルにおいては全熱効率的でなく、 例えば、これは製品の蓄積と大きな圧力損失をもたらす。よりすき間かあいたひ だは、そのフィルターを清掃するのに必要とされる高圧のパルス空気がカートリ ッジを破裂させるであろうから、十分に働かない。

以前は、不織布に積層されたｅＰＴＦＥを用いることはステー等の形態でろ材に 支持を与える通常のやり方で製造しなくてはならないであろうと信じられていた 。更に、支持のために必要な密にしたひだは清掃の可能なｅＰＴＦＥ積層体の有 効性を最小にするであろうと推論されていた。

発明の概要 本発明は、不織布又はフェルト布の支持材に重ねられたｅＰＴＦＥ膜は、インチ 当たりひだが７未満というすき間のあいたひだ間隔で、どのような外部支持材も なしに、産業用バッグ）Ｓウスで見られる高粒子負荷、高圧の環境で使用するこ とができるという驚くべき発見に関係している。

従って、本発明は、 ａ）多孔質の支持チューブ、 ｂ）多孔質の膨張延伸ポリテトラフルオロエチレンと不織布又はフェルト布帛支 持材との複合積層体を含む、上記チューブの周囲のひだ付きる材、 Ｃ）ろ材とチューブの端部がそれらにシールされるエンドキャップ、 を含み、ひだ付きろ材がインチ（２，５４ｃｍ）当たり７未満のひだを持つひだ 付きフィルターカートリッジ、として記述することができる。

多孔質とはガスが通過できることを意味する。

図面の簡単な説明 図１は孔１１を有する孔あき支持チューブ１０の斜視図である。

図２はひだ付きの円筒状ろ材１２の斜視図である。

図３は一部の周囲にろ材１２を有する支持チューブ１０の図である。

図４はエンドキャップ部材１３に埋め込まれたろ材１２を有するカートリジン１ ５の破断図である。

発明の説明 多孔質の支持チューブは、多孔質プラスチック、例えば片側から他方へと相互に 連絡する細孔を持つもの、から製作することができる。このチューブは、ろ材を 支持するために硬質であるべきである。

デユープは、多孔質のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルスチレン、ポ リアミド、ポリエステルその他同様のものから作ることができる。好ましくは、 チューブは鋼、鉄あるいは最も好ましくはエキスパンション加工した（ｅｘｐａ ｎｄｅｄ）アルミニウムのような、孔あきの金属チューブである。

支持チューブと同じ長さのる材のシートを折りたたみあるいはひだ付きにして成 形し、ひだ付きの円筒状フィルターにする。この発明で使用するためのる材は、 不織布又はフェルトの布帛支持材料に結合された多孔質膨張延伸ポリテトラフル オロエチレンフィルムの複合シートである。多孔質膨張延伸ポリテトラフルオロ エチレンフィルムは、米国特許第４１８７３９０号、第４１１０３９２号、第４ ０９６２２７号、第３９６２１５３号、第３９５３５６６号及び第４０２５６７ ９号各明細書の一つ又は二つ以上に従って調製される。そのような複合材料のポ リテトラフルオロエチレン表面の不粘着性は、ガス流からろ過される粒子がフィ ルターに（つつきその結果蓄積するのを最小限にし、そしてまたフィルターケー キの蓄積物をパルスジェット又は他の清掃手段で定期的に取除くのを容易にする 。

インチ当たり７未満のひだがこの発明において有効であることが判った。ろ材は 、粒子が充満したガスの立方フィート当たり２グレン（４，５ｍｇ／　１　）以 上に、好ましくは５グレン（１１，４ｍｇ／　１　）以上に耐えることができる ことも判った。

この発明のカートリッジを製造するためには、適当な長さ及び直径の多孔質の支 持チューブを入手する。次に、ろ材を選び、インチ当たり７未満であるが、通常 は少なくとも２の、ひだを付け、そしてチューブの周囲にぴったり合う直径にす る。

ひだ付きのろ材チューブを支持チューブにかぶせて滑らせた後に、ろ材と支持チ ューブの端部をエンドキャップに、例えば接着剤を使用し、あるいはゴム、熱可 塑性樹脂、プラスチゾルその他同様のものに埋め込むようにして、シールする。

一つの態様では、ろ材のひだの輪郭形状に従うかあるいは近い輪郭を持つように 作られたエンドキャップを用いることができる。エンドキャップは金属又はプラ スチックのキャップであることができ、あるいは型を与えられた熱可塑性樹脂及 びその埋め込み部品がエンドキャップとして役立つことができる。これは、フィ ルター集成体の端部を必要なはめ込み用（ｐｏｔｔｉｎｇ）材料に埋め込みある いははめ込んで、それをその形状を保つのに十分硬化させ、型を取除き、そして はめ込み用材料を完全に硬化した硬いエンドキャップになるまで硬化を続けさせ ることで行うことができる。

驚くべきことに、この発明の構造体を清掃するのに必要とされる圧力は非常に低 いので、ろ材を支持チューブあるいは端部のはめ込み材量外のいずれの支持材に も取付ける必要がない。とは言うものの、非常に高い圧力の用途においては特別 の支持のために内側あるいは外側のリングサポートを付は加えてもよい。

例 以下に掲げる例は、このタイプのフィルターカートリッジの有効性を説明するも のである。

例１ ６オンスのポリエステル不織支持材料に積層した膨張延伸した多孔質ポリテトラ フルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜から出発して、二つのフィルターカートリッ ジを製作した。この膜積層体を切って２６インチ（６６、０４ｃｍ）の幅にし、 ひだ加工機で折りたたんで１．０インチ（２，５４ｃｍ）のひだを作った。第一 のフィルターはひだを５０にして製作しくインチ当たり２．９のひだ）（ろ材面 積１８ｆｔ”（１，６７ｍ”　））、第二のフィルターはひだを６０にして製作 した（インチ当たり３．５のひだ）（ろ材面積２２ｆｔ”又は２．０４ｍ２）。

ひだ付きのる材を円筒形状にし、そして二つの端のひだをポリアミドホットメル ト接着剤で一緒にくっつけた。ホットメルト接着剤を適用する前にｅＰＴＦＥ膜 の接着すべき領域をこすって接着力を向上させた。

フィルター支持チューブを、長さが２６インチ（６６、０４ｃｍ）で幅が１２イ ンチ（３０，４８ｃｍ）のエキスパンション加工した２６ゲージ（０，０４６Ｃ ｍ）のアルミニウムのシートを切断して製作した。これらを内径３．５インチ（ ８，８９ｃｍ）の円筒状チューブにした。これらの金属シートの端部はチューブ においておよそ１．０インチ（２，５４ｃｍ）重ならせた。これらのチューブは 、スポット溶接するまで１８ゲージ（０，１２１ｃｍ）のワイヤーのストランド を使って適当に保持した。

エスキバンション加エアルミニウムを、接着して円筒チューブを形成したひだ付 きる材の中央に滑らせて、フィルターカートリッジを組立てた。次に、この構成 体を、外径が５．５インチ（１３，９７ｃｍ）で内径が３．５インチ（８，８９ ｃｍ）　、そして深さが０．３７５インチ（０，９５２５ｃ＋ｎ）の亜鉛めっき 鋼のエンドキャップにはめ込んだ。このエンドキャップには、熱硬化性ポリ塩化 ビニルからなるはめ込み用材料が入っていた。このはめ込み用化合物の硬化は３ ８５°Ｆ　（１９６°Ｃ）のホットプレート上で２０分で完了させた。次に、フ ィルターの底部を、外径が５．５インチ（１３，９７ｃｍ）であって中央の穴の ないもう一つの亜鉛めっきエンドキャップを用いて同じようにはめ込んだ。この キャップも深さは０．３７５インチ（ｏ、９５２５ｃｍ）であった。

例２ １７個のカートリッジフィルターを集塵フィルター装置に改装した。

アライド・インダストリーズ（Ａｌｌｉｅｄ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）社（テキ サス州ヒユーストン）により建造されたこの集塵装置は、１７個のバッグカート リッジを使用するように設計されていた。

この集塵装置に取付けられたカートリッジは、長さが２４インチ（６０，９６ｃ ｍ）で、外径が５．５インチ（１３，９７ｃｍ）、内径が３．５インチ（８，８ ９ｃｍ）であった。それらは例１で記述したのと同じようにして製作されたが、 フィルターの芯材はエキスパンション加工したアルミニウムの代わりにエキスパ ンション加工した軟鋼で製作した。各フィルターにはひだが５０あり、そのため 集塵機の総フィルター面積は２８３ｆｔ”　（２６，２９ｍ’　）であった。

試験は１４時間行い、その間集塵装置を４００立方フィート／分（６７９立方メ ートル／時間）の空気流量と、立方フィートの空気当たり１０グレン（２２，４ ＋ｎｇ／　Ｉ　）より大きい微粉負荷で運転した。各フィルターに、３５ポンド ／平方インチ（２，４６ｋｇ／ｃｍ”　）のパルス圧力で６５秒ごとにパルス振 動を与えた。ろ材をまたいで測定した圧力損失は水柱０．５インチ（１，２７ｃ ｍ）であり、試験の期間中このレベルのままであった。

試験後に集塵装置を開放してフィルターの伝導（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）を調べ た。ろ材の表面は大変にきれいであった。膜表面に計られるほどの微粉ケーキは 存在しておらず、またひだの間に微粉は存在していなかった。外部支持材がひだ を金属の芯材に対して保持していないという事実にもかかわらず、ひだのいずれ も空気のパルスにより損傷を受けなかった。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成６年ｌ／月ｇ日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）孔あきの支持チューブ、 ｂ）不織布又はフェルトの支持材と膨張延伸した多孔質のポリテトラフルオロエ チレンとの積層体を含む、上記チューブの周囲のひだ付きろ材、 ｃ）ろ材とチューブの端部がそれらにシールされるエンドキャッブ、 から本質的になり、ひだ付きろ材がインチ当たり７未満のひだを有しているひだ 付きフィルターカートリッジ。
2. ２．立方フィート当たり少なくとも２グレン（４．５ｍｇ／１）の粒子負荷（ｇ ｒａｉｎｌｏａｄｉｎｇ）に耐えることができる、請求の範囲第１項記載のカー トリッジ。