フィルターのろ過原理

1.空気中の塵埃粒子を遮断し、慣性運動またはランダムブラウン運動で移動するか、何らかの場の力で移動します。粒子運動が他の物体に衝突すると、物体（分子と分子、分子群）の間にファンデルワールス力が発生します。分子群と分子群の間の力により、粒子は繊維の表面に付着します。フィルター媒体に入る塵埃は、媒体に衝突する可能性が高く、媒体に衝突すると付着します。小さな塵埃は互いに衝突して大きな粒子を形成し、沈殿するため、空気中の塵埃の粒子濃度は比較的安定しています。内部と壁の色あせはこのためです。繊維フィルターをふるいのように扱うのは間違いです。

2.慣性と拡散粒子状ダストは気流中を慣性で移動します。乱雑な繊維に遭遇すると気流の方向が変わり、粒子は慣性によって束縛され、繊維に衝突して結合します。粒子が大きいほど衝突しやすく、効果も高くなります。小粒子ダストはランダムブラウン運動に利用されます。粒子が小さいほど不規則な動きが激しく、障害物に衝突する機会が増え、ろ過効果も高くなります。空気中の0.1ミクロン未満の粒子は主にブラウン運動に利用され、粒子が小さくろ過効果は良好です。0.3ミクロンを超える粒子は主に慣性運動に利用され、粒子が大きいほど効率が高くなります。拡散と慣性が最もろ過が難しいことは明らかではありません。高効率フィルターの性能を測定する場合、測定が最も難しいダスト効率値を測定するように指定されることがよくあります。

3. 静電気作用 何らかの原因で繊維や粒子が静電気を帯びることがあります。静電気を帯びたろ材は、ろ過効果を大幅に向上させることができます。原因：静電気によって粉塵の軌道が変わり、障害物に衝突します。静電気によって粉塵は媒体にしっかりと付着します。長時間静電気を帯びる材料は「エレクトレット」材料とも呼ばれます。静電気による材料抵抗は変化せず、ろ過効果が明らかに向上します。静電気はろ過効果に決定的な役割を果たすのではなく、補助的な役割しか果たしません。

4. 化学ろ過 化学フィルターは主に有害ガス分子を選択的に吸着します。活性炭素材には目に見えない微細孔が多数存在し、吸着面積が広く、米粒大の活性炭では、微細孔内の面積は10平方メートル以上あります。遊離分子は活性炭と接触すると、毛細管現象により微細孔内で凝縮して液体となり、微細孔内に留まります。また、一部は活性炭と一体化します。顕著な化学反応を伴わない吸着は物理吸着と呼ばれます。活性炭の一部は処理され、吸着された粒子が活性炭と反応して固体または無害なガスを形成します。これを懐吸着と呼びます。活性炭の吸着能力は使用中に徐々に低下し、ある程度まで低下するとフィルターは廃棄されます。物理吸着のみの場合は、加熱または蒸気処理によって活性炭を再生し、活性炭から有害ガスを除去します。