JP2001212412A - 流体優先付着フィルタ - Google Patents
流体優先付着フィルタInfo
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- Y10S210/17—Twist-on
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Filtration Of Liquid (AREA)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】耐用期間を延長したフィルタを提供すること。
【解決手段】ろ材72からなるフィルタ70である。流体中
の汚染物質と比べて濾過流とより強い親和力を有し、汚
染物質とろ材72の付着力は流体とろ材72の付着力より小
さく、ろ材72は汚染物質と比べて流体と優先的に湿る。
また、ろ材72をあらかじめ決められた表面率を有するフ
ァイバから構成し、汚染物質に対しより少ない付着サイ
トを備える。また、ろ材72の厚さは0.7〜2.0ミリ
メートルである。また、ろ材72にひだを付けて表面範囲
を最大化し、そして内外の周囲76,78を有する環状体に
形成する。環状体は内周囲76に沿いインチ毎に少なくと
も5つのひだを備える。また、上下流に補強層を備え、
濾過作用やブローバック間での表面ろ材72の崩壊を防
ぐ。補強層はひだ付きで各々環状体に形成されるスクリ
ーンであり、これらの間にひだ付ろ材72を挟む。
の汚染物質と比べて濾過流とより強い親和力を有し、汚
染物質とろ材72の付着力は流体とろ材72の付着力より小
さく、ろ材72は汚染物質と比べて流体と優先的に湿る。
また、ろ材72をあらかじめ決められた表面率を有するフ
ァイバから構成し、汚染物質に対しより少ない付着サイ
トを備える。また、ろ材72の厚さは0.7〜2.0ミリ
メートルである。また、ろ材72にひだを付けて表面範囲
を最大化し、そして内外の周囲76,78を有する環状体に
形成する。環状体は内周囲76に沿いインチ毎に少なくと
も5つのひだを備える。また、上下流に補強層を備え、
濾過作用やブローバック間での表面ろ材72の崩壊を防
ぐ。補強層はひだ付きで各々環状体に形成されるスクリ
ーンであり、これらの間にひだ付ろ材72を挟む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は耐用期間を延長した
流体フィルタに関するものであり、浄化可能で再使用可
能なフィルタと使い捨て可能なフィルタとを対象にす
る。
流体フィルタに関するものであり、浄化可能で再使用可
能なフィルタと使い捨て可能なフィルタとを対象にす
る。
【0002】
【従来の技術】本発明は、浄化可能で再使用可能な流体
フィルタの開発過程で派生したものであり、開発中に、
本発明はまた使い捨て可能な流体フィルタに応用できる
ことが分った。
フィルタの開発過程で派生したものであり、開発中に、
本発明はまた使い捨て可能な流体フィルタに応用できる
ことが分った。
【0003】図1は、例えば内燃機関のような機械12
からの、潤滑油のような流体を濾過するためのフィルタ
10を示している。フィルタハウジング14は頂部開口
型円筒状キャニスタ16を含み、これはO−リング20
にて密封するねじ山を切ったアダプタプレート18によ
り閉じられる。アダプタプレート18は複数の円周状に
配置された開口部22を含み、例えばエンジンオイルの
ような機械12からの流体を受け取るための入口を備
え、そしてこの流体を機械に戻すための出口26を備え
る。出口26は規格上、内燃機関の取付けボスに取付け
るために内側にねじ山を切ってある。フィルタハウジン
グは、アダプタプレート18でO−リング28に密封す
るようにエンジンブロックに取付けられる。ハウジング
内に取付けられる流体フィルタエレメント30は、上流
汚染側32と下流浄化側34とを含むひだ付ろ材によっ
て備えられ、そして規格上ろか流を上流側32から下流
側34に向けて流動させる。ひだ付フィルタはエンドキ
ャップ36と38の間に埋め込まれ、そして内側に穴の
あるメタルライナ40を備える。メタルライナ40は内
側のひだの先端と係合してかつ支持し、そしてフィルタ
の中空室42を定める。上方エンドキャップ36はO−
リング44でアダプタプレート出口に固定される。下方
エンドキャップ38はハウジングの下方端部50から軸
方向に延びる、中央で直立する突出部48に対してグロ
メット46に固定される。フィルタハウジングは空気入
口弁54とねじ状に螺合する中央下部のねじ状入口52
を備える。フィルタハウジングはまた排水弁58とねじ
状に螺合する下部のねじ状出口56を備える。上述した
全事項は米国特許第5,779,900号に含まれてい
る。本発明に含まれる第5,779,900号の米国特許
に開示されるように、フィルタハウジングは矢印60で
示されるように入口22から流れる第1流経路を有す
る。この第1流経路は次に外側の環状経路62を通って
下方に流れ、そしてひだ付ろ材エレメント30を通って
放射状に内側に流れ、そして軸方向に上方に流れて出口
26に至る。フィルタハウジングはまた、矢印64で示
されるように入口52から軸方向に上方の中空室42内
に流れる第2流経路を含む。この第2流経路は次に放射
状に外側に流れ、そして外側の環状経路62を通って下
方に流れて下方集合チャンバ66に流れ、そして出口5
6に至り排水弁58から流出する。エンジン可動中での
通常の濾過操作期間では、潤滑油は上記第1流経路60
に沿って流れ、そして濾過されてエンジンに戻る。エン
ジンを停止すると、例えば空気流のような浄化流を入口
54から導入することで浄化サイクルを始動することが
できる。このようにして、空気は上記第2流経路64に
沿って流れて、ひだ付フィルタエレメント30をバック
フラッシュしかつ浄化する。突出部48の内側にある補
助フィルタエレメント68は、例えば空気のような浄化
流を濾過する。上述した構造及び操作は先行技術上公知
であり、このためさらなる参照は上記抱合される第5,
779,900号の米国特許に含まれるであろう。
からの、潤滑油のような流体を濾過するためのフィルタ
10を示している。フィルタハウジング14は頂部開口
型円筒状キャニスタ16を含み、これはO−リング20
にて密封するねじ山を切ったアダプタプレート18によ
り閉じられる。アダプタプレート18は複数の円周状に
配置された開口部22を含み、例えばエンジンオイルの
ような機械12からの流体を受け取るための入口を備
え、そしてこの流体を機械に戻すための出口26を備え
る。出口26は規格上、内燃機関の取付けボスに取付け
るために内側にねじ山を切ってある。フィルタハウジン
グは、アダプタプレート18でO−リング28に密封す
るようにエンジンブロックに取付けられる。ハウジング
内に取付けられる流体フィルタエレメント30は、上流
汚染側32と下流浄化側34とを含むひだ付ろ材によっ
て備えられ、そして規格上ろか流を上流側32から下流
側34に向けて流動させる。ひだ付フィルタはエンドキ
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あるメタルライナ40を備える。メタルライナ40は内
側のひだの先端と係合してかつ支持し、そしてフィルタ
の中空室42を定める。上方エンドキャップ36はO−
リング44でアダプタプレート出口に固定される。下方
エンドキャップ38はハウジングの下方端部50から軸
方向に延びる、中央で直立する突出部48に対してグロ
メット46に固定される。フィルタハウジングは空気入
口弁54とねじ状に螺合する中央下部のねじ状入口52
を備える。フィルタハウジングはまた排水弁58とねじ
状に螺合する下部のねじ状出口56を備える。上述した
全事項は米国特許第5,779,900号に含まれてい
る。本発明に含まれる第5,779,900号の米国特許
に開示されるように、フィルタハウジングは矢印60で
示されるように入口22から流れる第1流経路を有す
る。この第1流経路は次に外側の環状経路62を通って
下方に流れ、そしてひだ付ろ材エレメント30を通って
放射状に内側に流れ、そして軸方向に上方に流れて出口
26に至る。フィルタハウジングはまた、矢印64で示
されるように入口52から軸方向に上方の中空室42内
に流れる第2流経路を含む。この第2流経路は次に放射
状に外側に流れ、そして外側の環状経路62を通って下
方に流れて下方集合チャンバ66に流れ、そして出口5
6に至り排水弁58から流出する。エンジン可動中での
通常の濾過操作期間では、潤滑油は上記第1流経路60
に沿って流れ、そして濾過されてエンジンに戻る。エン
ジンを停止すると、例えば空気流のような浄化流を入口
54から導入することで浄化サイクルを始動することが
できる。このようにして、空気は上記第2流経路64に
沿って流れて、ひだ付フィルタエレメント30をバック
フラッシュしかつ浄化する。突出部48の内側にある補
助フィルタエレメント68は、例えば空気のような浄化
流を濾過する。上述した構造及び操作は先行技術上公知
であり、このためさらなる参照は上記抱合される第5,
779,900号の米国特許に含まれるであろう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】顧客は、たとえサービ
ス間隔が延長されることによって流体の質が下がりそし
てすすやスラッジのレベルが上がることになっても、よ
りフィルタの耐用期間を延長することを求めている。こ
の例として、内燃機関の潤滑油の応用を挙げることがで
き、そして潤滑油、燃料、冷却液、作動流体、水、液
体、及び空気から構成される他の応用を挙げることがで
きる。本発明はこの需要に対して取り組み、そして簡潔
で効果的な解決方法を提供する。またこの解決方法で
は、通常の単一式フィルタと、全流区間及びバイパス区
間の複合式フィルタとを対象にする。
ス間隔が延長されることによって流体の質が下がりそし
てすすやスラッジのレベルが上がることになっても、よ
りフィルタの耐用期間を延長することを求めている。こ
の例として、内燃機関の潤滑油の応用を挙げることがで
き、そして潤滑油、燃料、冷却液、作動流体、水、液
体、及び空気から構成される他の応用を挙げることがで
きる。本発明はこの需要に対して取り組み、そして簡潔
で効果的な解決方法を提供する。またこの解決方法で
は、通常の単一式フィルタと、全流区間及びバイパス区
間の複合式フィルタとを対象にする。
【0005】
【課題を解決するための手段】流体中の汚染物質を濾過
するため、汚染物質と比較して流体に対してより強い親
和力を有するろ材から流体フィルタエレメントを構成す
る。また、ろ材と汚染物質間の付着力の仕事量を、ろ材
と流体間の付着力の仕事量より小さくし、さらに、ろ材
を10より小さいあらかじめ決められた表面率を有する
ファイバから構成する。なお、このあらかじめ決められ
た表面率は、ファイバの実際の表面をファイバの理論上
最小の表面と比較した比率であり、汚染物質に対する付
着サイトの数を最小化することを目的にする。なお、好
ましくは、このろ材を2.0ミリメートルより小さい厚
さを有する表面ろ材により構成する。さらに、機械用の
流体中の汚染物質を濾過するため、フィルタハウジング
と、フィルタエレメントと、第1流体経路と、第2流体
経路とを含む浄化可能で再使用可能な流体フィルタを備
える。
するため、汚染物質と比較して流体に対してより強い親
和力を有するろ材から流体フィルタエレメントを構成す
る。また、ろ材と汚染物質間の付着力の仕事量を、ろ材
と流体間の付着力の仕事量より小さくし、さらに、ろ材
を10より小さいあらかじめ決められた表面率を有する
ファイバから構成する。なお、このあらかじめ決められ
た表面率は、ファイバの実際の表面をファイバの理論上
最小の表面と比較した比率であり、汚染物質に対する付
着サイトの数を最小化することを目的にする。なお、好
ましくは、このろ材を2.0ミリメートルより小さい厚
さを有する表面ろ材により構成する。さらに、機械用の
流体中の汚染物質を濾過するため、フィルタハウジング
と、フィルタエレメントと、第1流体経路と、第2流体
経路とを含む浄化可能で再使用可能な流体フィルタを備
える。
【0006】
【発明の実施の形態】図2〜図5は、本発明に係るフィ
ルタエレメント70を示しているが、これは図1のフィ
ルタエレメント30として使用されてもよい。フィルタ
エレメント70は、内周囲76と外周囲78とを有する
環状体に形成されるひだ付ろ材72によって構成され
る。例えば図1に示されるように、浄化可能で再使用可
能な流体フィルタの応用で、ろ材72を用いることによ
り組み合わされる性質と共に、フィルタエレメント70
の耐用期間をかなり延長できることが公知である。
ルタエレメント70を示しているが、これは図1のフィ
ルタエレメント30として使用されてもよい。フィルタ
エレメント70は、内周囲76と外周囲78とを有する
環状体に形成されるひだ付ろ材72によって構成され
る。例えば図1に示されるように、浄化可能で再使用可
能な流体フィルタの応用で、ろ材72を用いることによ
り組み合わされる性質と共に、フィルタエレメント70
の耐用期間をかなり延長できることが公知である。
【0007】好ましい形態では、フィルタエレメント7
0は、以下の5つの条件の組合せから特徴付けられるろ
材72から構成される。 a)ろ材72は、例えばすすやスラッジ等のような汚染
物質に対するよりも、例えば潤滑用エンジン油のような
流体に対してより強い親和力を有する。そしてこのろ材
と汚染物質間の付着力の仕事量は、ろ材と流体間の付着
力の仕事量よりも小さく、かつこのろ材は汚染物質と比
較して流体に対して優先的に湿る; b)ろ材72はあらかじめ決められた表面率を有するこ
とで、汚染物質に対してより少ない付着サイトを備え、
また上記第2経路64に沿う、例えば空気のような浄化
流による浄化可能で再使用可能なフィルタの浄化用ブロ
ーバックを促進する。このあらかじめ決められた表面率
は、ファイバの実際の表面を理論上の最小面積と比較し
た比率である。例を挙げると、円筒状ファイバでは円周
率と直径と長さを掛け合わせ、そして直方形状ファイバ
では高さの二倍と幅の二倍とを足し、この和を長さと掛
け合わせる。このように定められる表面率は10より小
さく、そして好ましくは2より小さい; c)ろ材72は、好ましくは表面ろ材であり、さらに上
記浄化用ブローバックを促進する。ろ材72の厚さは好
ましくは0.7〜2.0ミリメートル、即ち約0.02
5〜0.075インチであり、かつさらに好ましくは約
0.7ミリメートル、即ち約0.025インチである; d)ろ材72にひだを付けることで、ろ材72の表面範
囲は最大化され、そしてこのひだ付ろ材72を内周囲7
6と外周囲78とを有する上記環状体に形成する。好ま
しくは、この環状体は内周囲76に沿ってインチ毎に少
なくとも5つのひだを有し、そしてさらに好ましくは内
周囲76に沿ってインチ毎に11のひだを有する。奥行
きの厚い部材や密度勾配のある部材とは対照的に、薄い
表面ろ材72は内周囲76に沿いインチ毎に高いひだ密
度を有し得る; e)ろ材72は図4と図5に示されるように、上流及び
下流補強層80と82の両方を備え、図1の流体経路6
0の濾過作用の間や、図1の流体経路64のブローバッ
ク間での薄い表面ろ材72の崩壊を防ぐ。補強層80と
82はひだを付けかつ各々環状体に形成されるスクリー
ンであり、これらひだ付環状スクリーン80と82は間
にひだ付ろ材72を挟む。図4の、下流補強層82のひ
だの内部84と86は内ライナ40に沿う内周囲76に
隣接して、互いに向い合うひだ付ろ材72のそれぞれの
内ひだ先端88と90の隙間の目つぶしを防ぎ、そして
これらの間の周囲の隙間を確保する。補強層スクリーン
は、例えば経路60に沿う濾過作用や経路64に沿うブ
ローバックの流れの方向に係らず目つぶしを防ぎ、そし
て内ひだ先端だけに限らず、ろ材のひだの他の部分に沿
う目つぶしを防ぐ。各々のスクリーンは十字形に交差す
るワイヤから形成され、またそれぞれのワイヤは0.0
07インチつまり0.18ミリメートルの直径を有す
る。即ち、ワイヤが交差するため、スクリーンの厚さは
これら直径の二倍、即ち0.014インチつまり0.3
6ミリメートルである。従って、内ひだ先端88と90
の間の周囲の隙間を0.028インチつまり0.71ミ
リメートルとして備えるが、これは内ひだ先端88と9
0の間にはスクリーン82の2つの層があるためであ
る。上記実施の形態では、ひだの深さ、即ち内周囲76
と外周囲78の間の放射状距離は0.8インチつまり2
0.4ミリメートルであり、内周囲76の直径は2.5
インチつまり64ミリメートルである。さらなる実施の
形態では、もしも部材が十分な構造上の強さを有するな
らば、スクリーン80と82の内1つまたは両方を取外
すことは可能である。これは、例えば薄層ろ材、堅層ろ
材、樹脂含浸ろ材、及び同様の部材の場合である。
0は、以下の5つの条件の組合せから特徴付けられるろ
材72から構成される。 a)ろ材72は、例えばすすやスラッジ等のような汚染
物質に対するよりも、例えば潤滑用エンジン油のような
流体に対してより強い親和力を有する。そしてこのろ材
と汚染物質間の付着力の仕事量は、ろ材と流体間の付着
力の仕事量よりも小さく、かつこのろ材は汚染物質と比
較して流体に対して優先的に湿る; b)ろ材72はあらかじめ決められた表面率を有するこ
とで、汚染物質に対してより少ない付着サイトを備え、
また上記第2経路64に沿う、例えば空気のような浄化
流による浄化可能で再使用可能なフィルタの浄化用ブロ
ーバックを促進する。このあらかじめ決められた表面率
は、ファイバの実際の表面を理論上の最小面積と比較し
た比率である。例を挙げると、円筒状ファイバでは円周
率と直径と長さを掛け合わせ、そして直方形状ファイバ
では高さの二倍と幅の二倍とを足し、この和を長さと掛
け合わせる。このように定められる表面率は10より小
さく、そして好ましくは2より小さい; c)ろ材72は、好ましくは表面ろ材であり、さらに上
記浄化用ブローバックを促進する。ろ材72の厚さは好
ましくは0.7〜2.0ミリメートル、即ち約0.02
5〜0.075インチであり、かつさらに好ましくは約
0.7ミリメートル、即ち約0.025インチである; d)ろ材72にひだを付けることで、ろ材72の表面範
囲は最大化され、そしてこのひだ付ろ材72を内周囲7
6と外周囲78とを有する上記環状体に形成する。好ま
しくは、この環状体は内周囲76に沿ってインチ毎に少
なくとも5つのひだを有し、そしてさらに好ましくは内
周囲76に沿ってインチ毎に11のひだを有する。奥行
きの厚い部材や密度勾配のある部材とは対照的に、薄い
表面ろ材72は内周囲76に沿いインチ毎に高いひだ密
度を有し得る; e)ろ材72は図4と図5に示されるように、上流及び
下流補強層80と82の両方を備え、図1の流体経路6
0の濾過作用の間や、図1の流体経路64のブローバッ
ク間での薄い表面ろ材72の崩壊を防ぐ。補強層80と
82はひだを付けかつ各々環状体に形成されるスクリー
ンであり、これらひだ付環状スクリーン80と82は間
にひだ付ろ材72を挟む。図4の、下流補強層82のひ
だの内部84と86は内ライナ40に沿う内周囲76に
隣接して、互いに向い合うひだ付ろ材72のそれぞれの
内ひだ先端88と90の隙間の目つぶしを防ぎ、そして
これらの間の周囲の隙間を確保する。補強層スクリーン
は、例えば経路60に沿う濾過作用や経路64に沿うブ
ローバックの流れの方向に係らず目つぶしを防ぎ、そし
て内ひだ先端だけに限らず、ろ材のひだの他の部分に沿
う目つぶしを防ぐ。各々のスクリーンは十字形に交差す
るワイヤから形成され、またそれぞれのワイヤは0.0
07インチつまり0.18ミリメートルの直径を有す
る。即ち、ワイヤが交差するため、スクリーンの厚さは
これら直径の二倍、即ち0.014インチつまり0.3
6ミリメートルである。従って、内ひだ先端88と90
の間の周囲の隙間を0.028インチつまり0.71ミ
リメートルとして備えるが、これは内ひだ先端88と9
0の間にはスクリーン82の2つの層があるためであ
る。上記実施の形態では、ひだの深さ、即ち内周囲76
と外周囲78の間の放射状距離は0.8インチつまり2
0.4ミリメートルであり、内周囲76の直径は2.5
インチつまり64ミリメートルである。さらなる実施の
形態では、もしも部材が十分な構造上の強さを有するな
らば、スクリーン80と82の内1つまたは両方を取外
すことは可能である。これは、例えば薄層ろ材、堅層ろ
材、樹脂含浸ろ材、及び同様の部材の場合である。
【0008】好適な実施の形態では、ろ材72はポリフ
ェニレンスルフィド、つまりPPSである。他の実施の
形態では、ろ材72は脂肪族−芳香族ポリアミドであ
る。他の実施の形態では、ろ材72はポリエステルであ
る。さらなる実施の形態では、好ましい付着力を獲得す
るために、ろ材72は、例えばシリコーン、フェノール
コーティング、フルオロカーボン、または他の同様の部
材による表面処理を施されていてもよい。さらなる実施
の形態では、好ましい付着力を獲得するために、ろ材7
2の表面は、例えばプラズマ処理、熱処理、及び他の同
様な処理による表面修正技術により修正されてもよい。
ェニレンスルフィド、つまりPPSである。他の実施の
形態では、ろ材72は脂肪族−芳香族ポリアミドであ
る。他の実施の形態では、ろ材72はポリエステルであ
る。さらなる実施の形態では、好ましい付着力を獲得す
るために、ろ材72は、例えばシリコーン、フェノール
コーティング、フルオロカーボン、または他の同様の部
材による表面処理を施されていてもよい。さらなる実施
の形態では、好ましい付着力を獲得するために、ろ材7
2の表面は、例えばプラズマ処理、熱処理、及び他の同
様な処理による表面修正技術により修正されてもよい。
【0009】上記エンジン潤滑油の応用における性能グ
ラフを図6に示している。同図では、Y軸にフィルタエ
レメントの圧力降下Pを平方インチ毎ポンド(psi)
で示し、X軸に累積スラッジ装填体積をミリリットル
(mL)で示している。曲線92はファイバーグラス試
験材区間に渡る累積的に増加する圧力降下を示す。この
圧力降下は5回の浄化サイクルの後30psiに達す
る。これは図1に示される流体経路64に沿うバックフ
ラッシュに継続する、流体経路60に沿う流体濾過作用
である。曲線94はPPS試験材区間に渡る圧力降下を
示し、そしてこの圧力降下は実質的により多数の浄化サ
イクルの後、顕著により低くなることを表している。例
を挙げると、この圧力降下は20回目の浄化サイクルの
後でも10psiに達しない。このことは、浄化可能で
再使用可能かつ実質的に耐用期間を延長するフィルタを
提供する。つまり、これはフィルタの目詰まりを生ずる
恐れのある好ましくない圧力降下レベルに達する前に、
実質的により多数の浄化サイクルを供給する。
ラフを図6に示している。同図では、Y軸にフィルタエ
レメントの圧力降下Pを平方インチ毎ポンド(psi)
で示し、X軸に累積スラッジ装填体積をミリリットル
(mL)で示している。曲線92はファイバーグラス試
験材区間に渡る累積的に増加する圧力降下を示す。この
圧力降下は5回の浄化サイクルの後30psiに達す
る。これは図1に示される流体経路64に沿うバックフ
ラッシュに継続する、流体経路60に沿う流体濾過作用
である。曲線94はPPS試験材区間に渡る圧力降下を
示し、そしてこの圧力降下は実質的により多数の浄化サ
イクルの後、顕著により低くなることを表している。例
を挙げると、この圧力降下は20回目の浄化サイクルの
後でも10psiに達しない。このことは、浄化可能で
再使用可能かつ実質的に耐用期間を延長するフィルタを
提供する。つまり、これはフィルタの目詰まりを生ずる
恐れのある好ましくない圧力降下レベルに達する前に、
実質的により多数の浄化サイクルを供給する。
【0010】開発中、上記原理は、浄化可能で再使用可
能なフィルタに対して好ましい性質を備えることが認め
られた。また、図6に示されるように、浄化サイクルを
全く備えない使い捨て可能なフィルタの応用も発見され
た。ろ材が汚染物質と比較して濾過される流体に対して
より強い付着力を有するものでは、耐用期間の延長が認
められた。この発見に基いて、本発明は流体中の汚染物
質を濾過するための複数の流体フィルタエレメントに係
る応用を提供し、そしてこの流体フィルタエレメント
は、汚染物質と比較して流体に対してより強い付着力を
有するろ材から構成される。このことは、図7に性能グ
ラフとして示されている。同図は、X軸にセルロース、
ポリエステル、及びPPSからなるろ材を示し、そして
Y軸にろ材耐用期間をフィルタの目詰まりに対する体積
をミリリットル(mL)で示している。図7に示される
比較試験結果から認められることは、上記浄化可能で再
使用可能なフィルタ内に備えられる上記ろ材の有する好
適な性能上の長所はまた、他のフィルタ、例えば使い捨
て可能なフィルタのように、例えもし浄化サイクルが皆
無でかつ再使用されるものであっても、耐用期間の延長
という好適な性能上の長所を備えるということである。
能なフィルタに対して好ましい性質を備えることが認め
られた。また、図6に示されるように、浄化サイクルを
全く備えない使い捨て可能なフィルタの応用も発見され
た。ろ材が汚染物質と比較して濾過される流体に対して
より強い付着力を有するものでは、耐用期間の延長が認
められた。この発見に基いて、本発明は流体中の汚染物
質を濾過するための複数の流体フィルタエレメントに係
る応用を提供し、そしてこの流体フィルタエレメント
は、汚染物質と比較して流体に対してより強い付着力を
有するろ材から構成される。このことは、図7に性能グ
ラフとして示されている。同図は、X軸にセルロース、
ポリエステル、及びPPSからなるろ材を示し、そして
Y軸にろ材耐用期間をフィルタの目詰まりに対する体積
をミリリットル(mL)で示している。図7に示される
比較試験結果から認められることは、上記浄化可能で再
使用可能なフィルタ内に備えられる上記ろ材の有する好
適な性能上の長所はまた、他のフィルタ、例えば使い捨
て可能なフィルタのように、例えもし浄化サイクルが皆
無でかつ再使用されるものであっても、耐用期間の延長
という好適な性能上の長所を備えるということである。
【0011】上記ろ材の耐用期間の延長という特徴は、
様々な流体の濾過用フィルタに対して適用可能である。
これら流体の例として、潤滑油に加えて、燃料、冷却
液、作動流体、水、液体、そして空気が挙げられる。前
述の親和力の関係は、上記のまたは他のフィルタの応用
でも耐用期間の延長を提供する。
様々な流体の濾過用フィルタに対して適用可能である。
これら流体の例として、潤滑油に加えて、燃料、冷却
液、作動流体、水、液体、そして空気が挙げられる。前
述の親和力の関係は、上記のまたは他のフィルタの応用
でも耐用期間の延長を提供する。
【0012】また、記載された請求項の範囲の中には、
様々な対等物、変化物、そして修正物を含むことが可能
であると認識している。
様々な対等物、変化物、そして修正物を含むことが可能
であると認識している。
【図1】 図1は、先行技術の浄化可能で再使用可能な
フィルタの断面図であり、参照の米国特許第5,779,
900号の図4及び図5に類似の図である。
フィルタの断面図であり、参照の米国特許第5,779,
900号の図4及び図5に類似の図である。
【図2】 図2は、図1の浄化可能で再使用可能なフィ
ルタ及び他のフィルタで使用可能な、本発明の実施の形
態に係る環状ひだ付ろ材の斜視図である。
ルタ及び他のフィルタで使用可能な、本発明の実施の形
態に係る環状ひだ付ろ材の斜視図である。
【図3】 図3は、図2のフィルタエレメントの拡大底
面図である。
面図である。
【図4】 図4は、図3の4−4線に示されたフィルタ
エレメントの1部の拡大図である。
エレメントの1部の拡大図である。
【図5】 図5は、図4の5−5線に示されたフィルタ
エレメントの1部の拡大図である。
エレメントの1部の拡大図である。
【図6】 図6は、浄化可能で再使用可能なフィルタに
対するフィルタ特性グラフを示す図である。
対するフィルタ特性グラフを示す図である。
【図7】 図7は、使い捨て可能なフィルタに対するフ
ィルタ特性グラフを示す図である。
ィルタ特性グラフを示す図である。
14 フィルタハウジング 30、70 フィルタエレメント 72 ろ材 88、90 ひだの先端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02M 35/024 501 F02M 37/22 J 37/22 B01D 35/02 E (72)発明者 バリー エム. バーデガン アメリカ合衆国 ウィスコンシン 53589 スタウトン クリスティアンセン ウエ イ 606 (72)発明者 ブライアン ダブリュ. シュワンド アメリカ合衆国 ウィスコンシン 53538 フォート アトキンソン、グロガン ロ ード ウエスト662 (72)発明者 ダニエル アール. キャディ アメリカ合衆国 ウィスコンシン 53713 マディソン、ワウノナ ウッズ 12 (72)発明者 ジェーン エー. ムリンス、ジュニア アメリカ合衆国 テネシー 38503 コッ クビル、ピー.オー.ボックス 1325 (72)発明者 ダブリュ. リー クーリエ アメリカ合衆国 テネシー 38501 コッ クビル、ローン オーク ドライブ 495
Claims (34)
- 【請求項1】 流体中の汚染物質を濾過するための流体
フィルタエレメントであり、前記汚染物質と比較して前
記流体に対してより強い親和力を有するろ材から構成さ
れることを特徴とする、流体フィルタエレメント。 - 【請求項2】 前記ろ材において、前記ろ材と前記汚染
物質間の付着力の仕事量は、前記ろ材と前記流体間の付
着力の仕事量よりも小さいことを特徴とする請求項1に
記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項3】 前記ろ材は、前記汚染物質と比較して前
記流体に対して優先的に湿ることを特徴とする請求項2
に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項4】a)前記ろ材は、前記汚染物質と比較して
前記流体に対してより強い親和力を有し、 b)前記ろ材と前記汚染物質間の付着力の仕事量は、前
記ろ材と前記流体間の付着力の仕事量よりも小さい、こ
れら2つの条件の組合せによって前記ろ材が特性付けら
れることを特徴とする、請求項1に記載の流体フィルタ
エレメント。 - 【請求項5】 前記ろ材は、10より小さいあらかじめ
決められた表面率を有するファイバから構成され、前記
あらかじめ決められた表面率は、前記ファイバの実際の
表面を前記ファイバの理論上最小の表面と比較した比率
であり、前記あらかじめ決められた比率は前記汚染物質
に対する付着サイトの数を最小化することを特徴とする
請求項4に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項6】 前記ろ材は、2.0ミリメートルより小
さい厚さを有する表面ろ材を構成することを特徴とする
請求項4に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項7】 前記表面ろ材はPPS、即ちポリフェニ
レンスルフィドであることを特徴とする請求項4に記載
の流体フィルタエレメント。 - 【請求項8】 前記表面ろ材は脂肪族−芳香族ポリアミ
ドであることを特徴とする請求項4に記載の流体フィル
タエレメント。 - 【請求項9】 前記表面ろ材はポリエステルであること
を特徴とする請求項4に記載の流体フィルタエレメン
ト。 - 【請求項10】 前記表面ろ材は前記親和力を備えるた
めに表面コーティングを施していることを特徴とする請
求項4に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項11】 前記表面ろ材は前記親和力を備えるた
めに表面修正を施していることを特徴とする請求項4に
記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項12】 前記流体はオイル、燃料、冷却液、作
動流体、水、液体、そして空気からなるグループから選
択されることを特徴とする請求項4に記載の流体フィル
タエレメント。 - 【請求項13】 前記流体はオイルであることを特徴と
する請求項12に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項14】 前記流体は燃料であることを特徴とす
る請求項12に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項15】 前記流体は作動流体であることを特徴
とする請求項12に記載の流体フィルタエレメント。 - 【請求項16】a)前記ろ材は、前記汚染物質と比較し
て前記流体に対してより強い親和力を有し、 b)前記ろ材と前記汚染物質間の付着力の仕事量は、前
記ろ材と前記流体間の付着力の仕事量より小さく、 c)前記ろ材は10より小さいあらかじめ決められた表
面率を有するファイバから構成され、前記あらかじめ決
められた表面率は、前記ファイバの実際の表面を前記フ
ァイバの理論上最小の表面と比較した比率であり、前記
あらかじめ決められた比率は前記汚染物質に対する付着
サイトの数を最小化し、 d)前記ろ材は、2.0ミリメートルより小さい厚さを
有する表面ろ材を構成する、これらの条件の組合せによ
り特性付けられるろ材から構成される、流体中の汚染物
質を濾過するための流体フィルタエレメント。 - 【請求項17】 機械用の流体中の汚染物質を濾過する
ための浄化可能で再使用可能な流体フィルタであり、 前記汚染物質を含む前記流体を受け取るための第1入口
と、清浄な濾過された流体を流出するための第1出口
と、浄化流を選択的に受け取る第2入口と、そして前記
浄化流を流出するための第2出口とを有するフィルタハ
ウジングと、 前記フィルタハウジング内のフィルタエレメントと、 前記フィルタハウジングの備える前記第1入口から前記
フィルタエレメント内を一方向に流れそして前記第1出
口に向う第1流体経路と、 前記フィルタハウジングの備える前記第2入口から前記
フィルタエレメント内を反対方向に流れそして前記第2
出口に向う第2流体経路であり、前記第1及び第2流体
経路は前記フィルタエレメント内を一部共通だが反対方
向に流れ、 前記汚染物質に対するよりも前記流体に対してより強い
親和力を有するろ材を構成する前記フィルタエレメント
とからなる浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項18】 前記ろ材において、前記ろ材と前記汚
染物質間の付着力の仕事量は、前記ろ材と前記流体間の
付着力の仕事量より小さいことを特徴とする請求項17
に記載の浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項19】 前記ろ材は、前記汚染物質と比較して
前記流体に対して優先的に湿ることを特徴とする請求項
18に記載の浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項20】 機械用の流体中の汚染物質を濾過する
ための浄化可能で再使用可能な流体フィルタであり、 前記汚染物質を含む前記流体を受け取るための第1入口
と、清浄な濾過された流体を流出するための第1出口
と、浄化流を選択的に受け取る第2入口と、そして前記
浄化流を流出するための第2出口とを有するフィルタハ
ウジングと、 前記フィルタハウジング内のフィルタエレメントと、 前記フィルタハウジングの備える前記第1入口から前記
フィルタエレメント内を一方向に流れそして前記第1出
口に向う第1流体経路と、 前記フィルタハウジングの備える前記第2入口から前記
フィルタエレメント内を反対方向に流れそして前記第2
出口に向う第2流体経路であり、前記第1及び第2流体
経路は前記フィルタエレメント内を一部共通だが反対方
向に流れ、 a)前記ろ材は、前記汚染物質と比較して前記流体に対
してより強い親和力を有し、 b)前記ろ材と前記汚染物質間の付着力の仕事量は、前
記ろ材と前記流体間の付着力の仕事量よりも小さい、こ
れら条件の組合せによって特性付けられるろ材から前記
流体フィルタエレメントが構成されることを特徴とする
浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項21】 前記ろ材は、10より小さいあらかじ
め決められた表面率を有するファイバから構成され、前
記表面率はファイバの実際の表面をファイバの理論上の
最小表面と比較した比率であり、前記あらかじめ決めら
れた表面率は、汚染物質に対してより少ない付着サイト
を備えかつ前記第2経路に沿う前記浄化流によって前記
浄化可能で再使用可能なフィルタの浄化用ブローバック
を促進することを特徴とする請求項20に記載の浄化可
能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項22】 前記ろ材は2.0ミリメートルより小
さい厚さを有する表面ろ材によって構成され、さらに前
記浄化用ブローバックを促進することを特徴とする請求
項20に記載の浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項23】a)前記ろ材は、10より小さいあらか
じめ決められた表面率を有するファイバから構成され、
前記表面率はファイバの実際の表面をファイバの理論上
の最小表面を比較した比率であり、前記あらかじめ決め
られた表面率は汚染物質に対しより少ない付着サイトを
提供しかつ前記第2経路に沿う前記浄化流によって前記
浄化可能で再使用可能なフィルタの浄化用ブローバック
を助長し、 b)前記ろ材は2.0ミリメートルより小さい厚さを有
する表面ろ材より構成され、さらに前記浄化用ブローバ
ックを促進する、これら条件の組合せによって前記ろ材
が特徴付けられることを特徴とする請求項20の記載の
浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項24】 前記表面ろ材はPPS、即ちポリフェ
ニレンスルフィドであることを特徴とする請求項20に
記載の浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項25】 前記表面ろ材は脂肪族−芳香族ポリア
ミドであることを特徴とする請求項20に記載の浄化可
能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項26】 前記表面ろ材はポリエステルであるこ
とを特徴とする請求項20に記載の浄化可能で再使用可
能な流体フィルタ。 - 【請求項27】 前記表面ろ材は前記親和力を備えるた
めに表面処理を施していることを特徴とする請求項20
に記載の浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項28】 前記表面ろ材は前記親和力を備えるた
めに表面修正を施していることを特徴とする請求項20
に記載の浄化可能で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項29】 前記流体はオイル、燃料、冷却液、作
動流体、水、液体、そして空気からなるグループから選
択されることを特徴とする請求項20に記載の浄化可能
で再使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項30】 前記流体はオイルであることを特徴と
する請求項29に記載の浄化可能で再使用可能な流体フ
ィルタ。 - 【請求項31】 前記流体は燃料であることを特徴とす
る請求項29に記載の浄化可能で再使用可能な流体フィ
ルタ。 - 【請求項32】 前記流体は作動流体であることを特徴
とする請求項29に記載の浄化可能で再使用可能な流体
フィルタ。 - 【請求項33】 機械用の流体中の汚染物質を濾過する
ための浄化可能で再使用可能な流体フィルタであり、 前記汚染物質を含む前記流体を受け取るための第1入口
と、清浄な濾過された流体を流出するための第1出口
と、浄化流を選択的に受け取る第2入口と、そして前記
浄化流を流出するための第2出口とを備えるフィルタハ
ウジングと、前記フィルタハウジング内のフィルタエレ
メントと、 前記フィルタハウジングの有する、前記第1入口から前
記フィルタエレメント内を一方向に流れそして前記第1
出口に向う第1流体経路と、 前記フィルタハウジングの備える前記第2入口から前記
フィルタエレメント内を反対方向に流れそして前記第2
出口に向う第2流体経路であり、前記第1及び第2流体
経路は前記フィルタエレメント内を一部共通だが反対方
向に流れ、前記フィルタエレメントは、 a)前記ろ材は、前記汚染物質と比較して前記流体に対
してより強い親和力を有し、 b)前記ろ材と前記汚染物質間の付着力の仕事量は、前
記ろ材と前記流体間の付着力の仕事量より小さく、 c)前記ろ材は10より小さいあらかじめ決められた表
面率を有するファイバから構成され、前記あらかじめ決
められた表面率は、前記ファイバの実際の表面を前記フ
ァイバの理論上最小の表面と比較した比率であり、前記
あらかじめ決められた比率は前記汚染物質に対する付着
サイトの数を最小化し、 d)前記ろ材は、2.0ミリメートルより小さい厚さを
有する表面ろ材を構成し、 e)前記ろ材の表面は前記ろ材にひだを付けることで最
大化され、そして前記ろ材を内面と外面とを有する環状
体に形成し、そして前記内面に沿ってインチ毎に少なく
とも5つのひだを有することを特徴とする浄化可能で再
使用可能な流体フィルタ。 - 【請求項34】 前記ろ材は上流及び下流補強層の両方
を備えることで濾過作用とブローバック期間での薄面ろ
材のひだの崩壊を防ぎ、前記補強層は前記ひだ付ろ材を
間に挟むひだ付環状スクリーンを構成し、前記内面に隣
接する下流補強層スクリーンのひだの内部は、互いに対
して前記ひだ付ろ材の前記内側のひだの先端の隙間の目
つぶしを防ぎ、そしてこの間の周囲の隙間を確保するこ
とを特徴とする請求項33に記載の浄化可能で再使用可
能な流体フィルタ。
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---|---|---|---|
US09/480,748 US6422395B1 (en) | 2000-01-10 | 2000-01-10 | Filter with preferential fluid affinity |
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