JPS61427A - 高効率空気フイルタ - 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】 ウジングなどにおいてこのフィルタを密封する装置とに
関する。

高効率微粒子空気フィルタ（しばしばＨＦｉＰＡまたは
、絶対フィルタと称せらる）は多数の種々異なる産業、
研究、病院設備に現在広く使用されている。例えば、こ
の種のフィルタは本質的に無粒子の空気を実験所や重要
な製造区域へ供給するため従来の空気処理システムに一
般に用いられている。クリーンルームその他環境的に制
御された構いの場合、高効率フィルタは製造区域全体に
わたって層流状態で清浄な空気を供給するようになって
いる。

高効率フィルタはまた潜在的な放射性物質、危険な生存
生物、または発癌物質または有毒物質など有害物の捕捉
および抑制のために使用される。従って、例えば、原子
力発生設備の場合には、滞在的放射性物質の大気中への
放出を阻止するため冷却空気システムの排気を一つまた
はそれ以上のフィルタ列に通すように向けるのが普通で
ある。

従来のフィルタ装置においては、各個別のフィルタが周
囲のハウジングまたは保持枠組内に取付けられている。

ネオプレンゴムその他類似材料のガスケットがフィルタ
枠の前側外周面に取付けられ、ハウジング内で内側へ曲
った周面フランジと接触するように設計されている。そ
の場合適当な締付機構が設けられてフィルタ枠およびそ
の前側ガスケットをフランジに圧接させてフィルタの外
側周りに空気の漏れるのを防止する。しかし、このよう
なガスケット封止体は多くの使用例において不完全であ
ることが判った。その理由は濾過されていない空気がガ
スケットを越えて現われたり、あるいはガスケットの突
合せ継ぎ目に現われたりすることか多いからである。

共有の先行米国特許番号Ｒｅ、２７２０１およ（、，４
゜３３０４４ＫＪｔあわ。ヤ９あ、カフ、２ト封止体と
違って高粘度流体を利用して支持／・ウジング内にフィ
ルタを密封する斜上の形式の高効率微粒子空気フィルタ
が開示されている。

さらに詳しく述べると、上記特許に記載のフィルタは枠
の前側外周に形成された連続的みぞを有し、このみぞに
家庭用石油の粘度とほぼ同じ粘度を有する流体が配置さ
れている。流体で充したみぞはハウジングに取付けた咬
合する保持フランジを密封的に受入れるようにできてい
て、保持フランジは流体内に埋設されて流体内にフィル
タを組付けた関係に密封する。商業上の慣行では、この
流体は粘度約３００００センチポイズのシリコーン系グ
リースより構成されている。

上記特許の流体密封構造は先きに使用のガスケット密封
体に比べて大きな改良であって、通常の作動条件のもと
ではほぼ完全で劣化のない密封体が達成されるので商業
的には大成功であった。しかし、上記のごとく有害物質
を捕捉し抑制するために流体密封のフィルタを利用した
若干の例においては、流体が空気フィルタ系に存在する
ことは心配の種である。もつと詳しく１えは、有害物質
が流体を汚染することもあること、また■害物質の一部
分がフィルタの定期的交換後にハウジング内の咬合い保
持フランジの表面に付着し、汚染された残留物として残
ることが従来から心配されている。明白なごとく、ハウ
ジングに溶在な汚染された残留物がたまるとすれば安全
性を大きくおびやかすことになろう。また、ある異常な
作動条件下では、流体の密封材は干上り易く、これが早
暁ひび割れや漏れをおこす結果になり、さらに、この干
上り（またはガスの発生）によシ望ましからぬガスが濾
過された空気流中に混入する結果を招くことになり得る
。

従って、本発明の目的は本質的に漏れのない劣化しない
密制体をその支持ハウジングまは枠組と共に提供するよ
うにした高効率空気フィルタを提供することにある。

不発り」の目的はフィルタを替えるたびに実質的に全て
の汚染源れた材料は捕捉きれてハウジングから取除かれ
て、事実上密封材はハウジングの咬合いフランジに全熱
付着しないことを確実にする高効率空気フィルタを提供
することにある。

本発明のまた別の目的は上記のごとく密封材が干上り密
封材からガスが発生することに関連した問題を実質的に
除去する高効率空気フィルタを提供することにある。

本発明のさらに別の目的は上記形式の高効率フィルタで
上記の新規な特徴と利点を有するフィルタを製作する効
率的方法を提供することにある。

本発明の斜上のまたその他目的および利点は中心部に配
置された空気流透口を有し一端近くに連続的周辺みぞを
含む枠よりなる高効率空気フィルタを設けることによっ
て本文に示す実施例において達成される。フィルタパッ
クは上記の空気流透口をふさぐように枠内に密封可能に
配置され、密封材は上記みぞを実質的にふさぐように配
置され、密封材は成型粘土とほぼ同じ′粘度を有する本
質的には非揮発生で非硬化性のゴム状プラスチック材料
よりなる。好ましき実施例において、密封材は粘度が少
なくとも約５１ＪｔＪＯυＯセンチポイズの未硬化ポリ
シｏキサンゴムよりなる。このような密封材の独特な物
理的特性により、フィルタはみぞに一致するフランジを
有するハウジング内にこのフランジを密封材内に埋設す
ることによυ密封されるようになっていて、フィルタは
後でハウジングから取除き、フランジは密封材の相当量
がフランジに付着せずに密封材から引出される。

本発明の上記フィルタを製作するために、先ずフィルタ
は枠を含めるように在来の方法で構成され、フィルタパ
ックは密封可能に枠内に配置される。周辺みぞはまた枠
に形成され、密封材はみぞの横断面寸法形状に全体的に
対応する横断面寸法形状を有する細長いストリップとし
て押出される。次にストリップはみぞ内に配置＾ イ、）′テれ、ストリップの後端みぞが初めに入れられ
た端と対接する長さに切断される。驚いたことに、対接
端は相互に合体まだ拡散し、その結果、連続的ストリッ
プの特徴を有する連続的継ぎ目になる。従って、ストリ
ップは連続的均一性を持つものとして特徴づけられ、ま
た突合せ端継ぎ目が々いことを特徴としている。

本発明の目的の幾つかを以上に説明したが、その他の目
的は添付の図面を参考に以下におこなう説明が進むにつ
れて明白になるものとす。

甲につきさらに詳しく述べると、第１図乃至４図は本発
明を実施したフィルタ列１２を示す。

フィルタ列１２は空気清浄システムなどにおける排気ダ
クトなどのハウジング１４内に垂直配列に配置されてい
る。さらに詳しく述べると、列１２は並んで、または平
行に配置きれた複数個の個別の高効率空気フィルタ１６
よりなり、各フィルタ１６は中心に配置でれた空気流透
口を画成する長方形枠１８よりなる。図示の実施例では
、枠１８は四つの板金側面２０，２１゜２２．２３と、
溶接などによってこれらの側面に取付けられ／ζ横断面
山形の連続した周辺板金部材２４とよりなる。側面２０
〜２３および部材２４は空気流透口を囲む前側周辺面２
５とこの前面２５に配置された連続するＵ字形みぞ２６
とを協同して画成している。典型的には、フィルタ１６
は各々の寸法が２４Ｘ２４Ｘ５−７／８インチで、みぞ
２６は内法約５／８インチ、深さ約１１７１６インチで
ある。

フィルタパック２８は枠１Ｂ内に密封゛可能に配置され
、空気流透口をふさいでいる。往来は、フィルタパンク
２８はアコーディオン式に折たた寸れた濾過媒体のシー
トよりなり、その折り目はフィルタを貫流する空気流の
方向に実質的に平行である。濾過媒体のシートは例えば
ガラス、セラミック、寸たはセルローズアスベストでつ
くられている。ＨＥＰＡ　ｉたは絶対フィルタの場合に
は、フィルタはサブミクロン大の粒子を空気流から除去
する際の効惠は通常約９０％より大きい、慣例のＤＯＰ
テストでの測定で典型的には効率９９．９７％という極
めて高いじんあい保留特性を持っている。密封材３０は
さらに以下に記載のととくみぞ２６を枠の前面２５を超
えないレベルにふさいでいる。

フィルタ１６を列１２内に第１図に示すごとく支えるた
めに、／・ウジング１４に固着された相互に連結された
１字形部材３４よりなる構造的格子組（ｇｒｉｄＷｏｒ
ｋ　）　３２が設けられている。

１字形部材３４は押出しアルミニウムのごとき適当な金
属材料から造られて、適当なリベットなどで関連の１字
形部材３４に固定された７字コネクタ３５およびすみ継
手３６により図示の長方形配列に相互連結されている。

この配列によって、７字形部材は複数個の長方形の空き
区域を画成し、各空き区域はフィルタの一つを受入れて
いる。フィルタをさらに支えるため、ボルト構造体３８
が各フィルタの後側隅部の各々に配置テれている。各ボ
ルト構造体３８は平らな板３９を含み、この板は多くの
場合、列１２内で、第４図で明示のように四つの隣接フ
ィルタの隣接隅部上にある。また、各構造体３８は各す
み継手３６に取付けられたポル）４１とねじ係合して、
以下に詳述するように格子組にフイルクを着脱自在に保
持するナツト４０を含む。

丁字形部材３４はさらに前向き横けた４４ととのけたの
各側に治って支えられた後向きフランジ４５とよりなる
。従って、格子組の６空いた区域内に配置された四つの
フランジ４５は関連のフィルタの枠に設けたみぞ２６の
横断面輪郭に対応する横断面輪郭を有する連続的四辺保
持フランジ４６を（１字コネクタ３５の一部と共に）形
成している。この点で列１２の周辺の部材３４は丁字形
状とは反対にＬ字形断面を有するのでこれに関連のただ
一つのフランジ４５しか有せず、これら周辺部材は適当
なマスチック密封材でハウジング１４の壁に密封可能に
連結されることが理解されよう。

使用について述べると、フィルタ１６は第４図に示すご
とく関連の保持７シンジ４６と隣接して向い合つ／こ関
係に各フィルタを透口の一つ６　　　　　　に配ｆ４す
ることによって格子組３２に組付けられる。この位置で
、フィルタはフィルタの重量を支える役目をする下側す
み継手（Ｊｕｎｃｔｉｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇ　）　３６
の表面上に着座する。フィルタは次に保持フランジ４６
の方へ向けて前進させられることによってフランジがみ
ぞ３６の密封材内に埋設されてフィルタ１６と格子組３
６との間の密封をおこなう（第９図）。この組立て位置
にフィルタを恒久的に保持するため、ボルト構造体３８
がフィルタの後側四隅の各々において連結されている。

フィルタの受ける空気流の性質によってほんの数日から
数年と種々異なるフィルタの寿命が終わると、各フィル
タはボルト構造体３８を放してフィルタを後方へ送シ出
して取外される。

次に新しいフィルタは上記の方法で各透口にはめ込まれ
る。

本発明によれば、暫封材３０は本質的に非揮発性で非硬
化性ゴム状材料よりなる。ゴム状材料は好捷しくは橋か
け結合または硬化によって達成される著しい弾性状態と
は反対に極めて粘度が高い可塑状態にるる未硬化高分子
シリコーンゴムよりなり、この材料は成形可能で通電の
家庭用模型粘土とほぼ同じ粘度を有する。このような特
性の密封材はフィルタフ１ウジングの咬合いフランジを
受入れ」１記の方法で密封する能力を有する一方、フィ
ルタを後でノ・ウジングから取外しても密封材の相当量
がフランジに付着することがないことが判明しノこ。従
って密封材についた汚染安質はフィルタと共に除去され
、ハウジング内には残らない。

好ましき一実施例において、密封材３０は粘度が少々く
とも約５０００００センチポイズで分子量が少なくとも
約３０００００　ａｎｍの未硬化ポリシロキサンゴムよ
りなる。特定の非制限例として、製品喬号５Ｅ−３２の
もとにゼネラル電機会社で販売されている次の特性を有
する基金未硬化のジメチルポリシロキサンゴム材料〃特
に適当であることが判明した。

色：灰色がかつ１ζ白色 比重：１５＋ぼたは−０，０５ 揮発分％：最太３チ 可塑性：１５０〜１７０（クイリアムス）分子量：　３
０００００　ａｍｕ 粒度：　６３９０００センチポイズ ーヒ記ジメチルポリシロキサンゴム智封材は本発明の斜
上の各目的その他の利点を実現させる幾多の特性を備え
ている。躬に、上記したごと＜、＠Ｌｔｉ’を材は最大
４０インチの水の高圧差のもとて効果のわる埋設フラン
ジとの有効な密封体を提供することができる。密封材は
その揮発分が低率でるることから著しく乾燥しブこりび
び割れをおこしに、シはぜず、′また木質ファイバボー
ドフィルタ枠内へは浸出（ｗｉｃ）＝　１ｎｔｏ　）　
Ｌない。

芒らに、密封利は押出してフィルタのみぞ内に組伺けの
だめの所望の形状に簡単に形成でき、また重要などとに
は、押出したストリップの突合せた端部を以下に詳述の
方法で相互に接合させる自己合体型密封材である。さら
に、この密封材は離燃性材料その他の光填剤と順応する
。

妊らに、最後に１えることは、この密封材は金属やプラ
スチックの枠にも捷だファイバボード枠に対しても良好
な接着特性を有するので、密封材はグルーその他の固定
装置を必要とせずにみぞ内に保持される。

斜上のごとく、ゴム樹脂には種々の充填剤を添加するこ
とができ、これによって例えば、離燃性、耐熱性、引張
強さの改良など所望の特性を付与することができる。こ
のような充愼剤を用いた場合の別の非制限的特定実施レ
リとしては仄の組成物を用いて密封材を製造するのが適
当である。

非硬化のヂメチルポリシロキザンゴム （ゼネラルエレクトリック社ＳＥ　−６３）　　　５０
部非硬化メチルビニルポリソロキサンゴム（ゼネラルエ
レクトリック社ＳＥ　−６３）　　　５０部ヒユームト
リシリカ（）　　１２部 赤色酸化鉄　　　　　　　　　　　　　　５部デカブロ
モジフェニルオキサイド （グレートレークケミカル社ＤＥＳ　３　Ｒ）　　　　
１０部上記実施例において、ヒユームドシリカは引ｊ　
　　、や−８＠ｊ’１ｊ４ｊ６□７８あう、ヵ。つイ８
１゜２．。

熱性を増大し、デカブロモジフェニルオキサイドは火炎
にあった時に＠側材は自己消炎性であることを密ｔｄ’
　ＩＪの必袂条件としているＵＬテスト基準ＵＬ　９４
　Ｖ　−０を満たさせる難燃剤である。

第５図乃至７図は上記構造のフィルタを製造する方法の
６工８を示す。この点において、フィルタパックと枠と
は枠に周辺みぞを含めた状態で先ず初めに在来方法で組
合わされていることがわかる。図示のごとく、枠はステ
ンレス鋼などの金属材料から製作されているが、上記の
ごとく、これに代るものとしてプラスチックまたは木質
ファイバーボードから製作することもできる。

筐封材３０は押出して細長いスＩ−ＩＪツブ３０ａにつ
くられ、これを巻いて平らなコイルにして第５図に示す
ごとく取扱いや貯蔵をし易くすることが好ましい。スト
リップ３Ｑａはこのストリップの一１１１１１縁にＩＪ
着したはく離紙３１などのシートを含み、このはく離シ
ート３１はコイル間に配置して隣接コイル同志が接触す
るのを防止する。また、・ストリップ３υａはこれを配
置することになっているみぞ２６の横断面寸法および形
状と全体が一致する横断面寸法を有するように押出され
る次にストリップ３０ａは漸次みぞ２６内に配置される
が、はく離シート３１は第５図に示すととくストリップ
３０ａからはく離される。ストリップ３０ａはストリッ
プの後蟻がみぞ内でストリップの前端と対接するように
所定長さ（こ切断される。無いたことに、ポリシロキサ
ン密封材の対接端は間もなく相互に自己合体または拡散
し、その結果、ストリップの残り部分の同じ外観および
特性を持つ連続的切れ目のない継す目となる。従って、
ストリップの端部間に形成された継ぎ目を通る漏れの可
能性は避けられる。第８図ははく離シート３１を取外す
別の手順を示し、この手順でははく離シートは押出でれ
たストリップがみぞ内に完全に位置決めされてからこの
ス）　ＩＪツブから取除かれる。

本発明は列にした多数のフィルタよりなる大きな枠組と
の関連において示したが、発明は空気ダクトシステムに
おいて一つ二つ、そのほか小数のフィルタを支える在来
の箱形ノ＼ウジ／グに関連しても応用できることが理解
されよう。

また、みぞをフィルタ枠の一部分として形成した場合の
好ましき実施例を開示したが、本発明はみぞをハウジン
グの一部として用いた場合フィルタハウジング装置にも
同じく応用でき、咬合いフランジは本明細に参考として
内容を開示した共有の米国特許番号３４８６３１１およ
び３９８６８５０に示すごとくフィルタに固定されるこ
とは理解されよう。さらに付言すれば、本発明の記載に
は特定の用語を使用したが、これらの用語は一般的な説
明的意味において用いられたもので制限の目的のためで
はないことが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気清浄システムなどの一部を形成するダクト
内に配置される本発明を実施した垂直に配置されたフィ
ルタ列の斜視図、第２図は第１図の列に用いられたフィ
ルタの一つを示す斜視図、第３図は実質的に第２図の３
−３線に沿った部分断面図、第４図は第１図のフィルタ
列において格子組にフィルタが組付けられる方法を示す
一部分展開斜視図、第５図乃至第６図は本発明のフィル
タ製造に伴う工程の順序を示す斜視図、第７図は第６図
の７−７線に沿った密封材およびみぞの拡大断面図で、
みぞ円で密封材の突合せ端部の自己合体を示し、第８図
は密封材をみぞ内に完全番こ位置決めしてからはく離シ
ートが除去される場合の実施例を示す斜視図、第９図は
第１図のフィルタ列における支持格子組一部分と関連の
フィルタの部分断面図で、格子組の保持フランジがみぞ
内に受入れられ密封材に埋入される方法を示している。 なお図において、符号１６は空気フィルタ、１８は枠、
２６は周辺みぞ、２８はフィルタパック、３０は密封材
、３０ａは細長いストリツ鍔　　　　　　プ、３１はは
く離シート、３２は支持ハウジング、４５はフランジで
ある。 量 １′ 手続補正書 昭和メθ年グ月８日 ゛３５女力全１をり１２第１し／ ３、補正をする者 事（・；との関係　　　壮を午よ大ヤＡ春戸輌＝舌→鉾 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心部に配置された空気流透口を有する枠（１８）
   でその枠の一端付近に連続の周辺みぞ（２６）を備え、
   該みぞが上記空気流透口に平行方向に向けられた枠（１
   ８）と、該枠（１８）内に密封可能に配置され且つ該枠
   を貫通する上記空気透口をふさぐと共に高効率微粒子空
   気濾過媒体よりなるフィルタパック（２８）と、上記み
   ぞ（２６）内に配置された密封材（３０）とよりなる高
   効率微粒子空気フィルタにおいて、上記密封材が本質的
   には非揮発性非硬化性成形可能なガム状プラスチック材
   料よりなり、これにより上記フィルタが上記みぞに対応
   するフランジを有するハウジングにおいて上記密封材に
   該フランジを埋設することによつて密封されるようにし
   、該フィルタは後刻ハウジングから取出され、密封材の
   相当量がフランジに付着することなくフランジが密封材
   から取除かれることを特徴とする高効率微粒子空気フィ
   ルタ。 ２、前記密封材が未硬化ポリシロキサンガゴよりなる特
   許請求の範囲第２項に記載の高効率微粒子空気フィルタ
   。 ３、前記密封材が少なくとも約５０００００センチポイ
   ズの粘度を有するジメチルポリシロキサンゴムを含む特
   許請求の範囲第２項に記載の高効率微粒子空気フィルタ
   。 ４、前記密封材が約３％を超えない揮発物を含み、約１
   ５０〜１７０（ウイリアムズ）の可性を有する特許請求
   の範囲第３項に記載の高効率微粒子空気フィルタ。 ５、前記密封材が突合せ端継ぎ目がないことを特徴とし
   た実質的に均一で連続した閉じられたストリップよりな
   る特許請求の範囲第２項に記載の高効率微粒子空気フィ
   ルタ。 ６、前記密封材は粘度が少なくとも約５０００００セン
   チポイズで、分子量が少なくとも約３０００００ａｍｕ
   である未硬化ポリシロキサンガムよりなる特許請求の範
   囲第１項に記載の高効率微粒子空気フィルタ。 ７、空気流を通させる空気流システムの一部を形成する
   ようにした開口を有するハウジング（３２）と、該ハウ
   ジングに支えられた高効率空気フィルタ（１６）と、該
   フィルタをハウジングから取出して新しいフィルタと交
   換できるようにフィルタの周辺を上記ハウジング開口の
   周辺に着脱自在に封着する装置とよりなり、上記密封装
   置は上記開口を囲み上記ハウジングかまたは上記フィル
   タかの一方に着脱自在に固定され、上記開口を通る空気
   流方向に平行の方向に向いている連続的周辺みぞ（２６
   ）と、該みぞの少なくとも実質的部分をふさぐ密封材（
   ３０）と、該みぞの横断面輪郭に対応する連続的横断面
   輪郭を有するフランジ（４５）とよりなり、該フランジ
   が上記ハウジングかまたは上記フィルタの他方に着脱自
   在に固定され、上記みぞ内に配置され上記密封材内へ着
   脱自在に埋込まれた前向き縁部分を有し、上記密封材が
   模型製作用粘土とほぼ同一の粘度を有する本質的に非揮
   発性非硬化性ゴム状プラスチック材料よりなることを特
   徴とする空気流を濾過する装置。 ８、前記密封材が少なくとも約５００００センチポイズ
   の粘度を有する未硬化ジメチールポリシロキサンガムよ
   りなる特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９、前記密封材が火炎にあつた場合に自消性たらしめる
   だけの量の難燃剤を含む特許請求の範囲第８項に記載の
   装置。 １０、アコーディオン式に折り重ねられた高効率微粒子
   空気濾化媒体のシートよりなるフィルタパック（２８）
   を構成する工程と、中心部に配置された空気流透口を有
   する枠で、その一端に隣接し、該空気流透口に平行の方
   向に向いた連続的周辺みぞ（２６）を含む枠（２８）を
   構成する工程と、該枠の空気流透口内に上記フィルタパ
   ックを密封可能に取付ける工程と、模型製作用粘土とほ
   ぼ同一の粘度を有する自己支持性密封材（３０）の細長
   いストリップで上記みぞの横断面形状と近密に対応する
   横断面形状を有する細長いストリップ（３０ａ）を形成
   する工程と、上記みぞを実質的にふさぐように該みぞ内
   へ密封材ストリップを漸進的に挿入し且つ該ストリップ
   の後端を初めに挿入した端と対接接触させて配置し二つ
   の端部が合体して連続的切れ目のない継ぎ目を形成する
   ようにさせることを含む工程とよりなる高効率微粒子空
   気フィルタを製作する方法。 １１、密封材の細長いストリップを形成する工程が少な
   くとも約５０００００センチポイズの粘度を有するポリ
   シロキサンゴム状プラスチック材料を押出すことを含む
   特許請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２、密封材の細長いストリップを形成する工程がさら
   に該細長いストリップの少なくとも一側縁に沿つてはく
   離シート（３１）を配置することと、該ストリップを隣
   接コイル間に配置のはく離シートと共に巻いてコイルと
   することを含む特許請求の範囲第１１項に記載の方法。