JP2002522194A - 粒子状物質を含んだ空気濾過用の空気フィルタ組立体 - Google Patents
粒子状物質を含んだ空気濾過用の空気フィルタ組立体Info
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Abstract
(57)【要約】
フィルタ要素を清浄化する方法は、フィルタ要素と空気流連絡したベンチュリ要素中に噴出管から加圧空気を吐出して、フィルタ要素の全長の９５パーセントを超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給する段階を含んでいる。一配置では、この方法を実施するための空気フィルタ組立体が、ハウジング、第１のフィルタ構造、第１のベンチュリ要素、および噴出管を含んでいるパルス・ジェット清浄化システムを備える。噴出管およびベンチュリ要素は、フィルタ要素内の濾材の全長の少なくとも７５パーセントを超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給するように構築されかつ配置される。一実施形態では、ベンチュリ要素が、その要素の喉部分に特別に形成された境界セクションを設けている。
Description
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、ベンチュリ要素を有する空気濾過 システム、およびベンチュリ要
素を備えたシステムを使用する方法に関する。
素を備えたシステムを使用する方法に関する。
【０００２】 （発明の背景） 気体中に浮遊する粒子状物質は多くの産業で見られる。いくつかの産業ではこ
のような粒子状物質が、例えばでんぷんなどの回収すべき有用な生産品である。
金属加工業などの他の産業では単に、空気中から除去しなければならないダスト
でしかない。粒子状物質を含んだ空気流またはガス流を清浄化するシステムは、
ハウジング内にフィルタ要素が配置された空気フィルタ組立体を含んでいる。フ
ィルタ要素は例えば、適当な布またはひだ折りした紙製の袋（ｂａｇまたはｓｏ
ｃｋ）である。清浄化は、フィルタ要素内に短時間の加圧空気パルス・ジェット
を定期的に噴射し、この空気流をフィルタ要素を通して逆流させることによって
実施される。このような空気フィルタ組立体は、例えば、米国特許第４２１８２
２７号（Ｆｒｅｙ）および米国特許第４３９５２６９号（Ｓｃｈｕｌｅｒ）に開
示されている。これらの特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。
のような粒子状物質が、例えばでんぷんなどの回収すべき有用な生産品である。
金属加工業などの他の産業では単に、空気中から除去しなければならないダスト
でしかない。粒子状物質を含んだ空気流またはガス流を清浄化するシステムは、
ハウジング内にフィルタ要素が配置された空気フィルタ組立体を含んでいる。フ
ィルタ要素は例えば、適当な布またはひだ折りした紙製の袋（ｂａｇまたはｓｏ
ｃｋ）である。清浄化は、フィルタ要素内に短時間の加圧空気パルス・ジェット
を定期的に噴射し、この空気流をフィルタ要素を通して逆流させることによって
実施される。このような空気フィルタ組立体は、例えば、米国特許第４２１８２
２７号（Ｆｒｅｙ）および米国特許第４３９５２６９号（Ｓｃｈｕｌｅｒ）に開
示されている。これらの特許は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】 フィルタ要素内に加圧空気ジェットを導く目的および空気がフィルタ要素を出
るときに圧力エネルギーを回復させる目的にベンチュリ要素が時に使用される。
多くの場合、このベンチュリ要素の入口端は濾過室の外部にあるか、またはフィ
ルタ要素の内部に延びている。例えば、米国特許第４２１８２２７号（Ｆｒｅｙ
）には、濾過室の仕切りのフィルタ要素と反対側にその入口を載置してベンチュ
リ要素を取り付けることが開示されている。米国特許第３９４２９６２号（Ｄｕ
ｙｃｋｉｎｃｋ）には、その入口部分がフィルタ要素の内部に延びるベンチュリ
要素が開示されている。
るときに圧力エネルギーを回復させる目的にベンチュリ要素が時に使用される。
多くの場合、このベンチュリ要素の入口端は濾過室の外部にあるか、またはフィ
ルタ要素の内部に延びている。例えば、米国特許第４２１８２２７号（Ｆｒｅｙ
）には、濾過室の仕切りのフィルタ要素と反対側にその入口を載置してベンチュ
リ要素を取り付けることが開示されている。米国特許第３９４２９６２号（Ｄｕ
ｙｃｋｉｎｃｋ）には、その入口部分がフィルタ要素の内部に延びるベンチュリ
要素が開示されている。
【０００４】 パルス・ジェット清浄化に適用するベンチュリ・システムの標準設計では、ベ
ンチュリ要素の両端間で大きな圧力降下（または圧力差）が生じる。パルス・ジ
ェット清浄化システムは、フィルタ要素内の圧力に打ち勝って要素内の空気流を
逆流させるのに必要な高加圧空気を送達するためにバック・パルス弁が開閉する
ときに、大きな騒音を発生させる。Ｒａｅｔｈｅｒの米国特許第５５６２７４６
号には特に、粒子状物質を含んだ空気の濾過 中およびフィルタ要素のパルス・
ジェット清浄化中の騒音レベルおよびエネルギー損失を低減させる空気濾過 シ
ステムが記載されている。米国特許第５５６２７４６号は、参照によって本明細
書に組み込まれる。
ンチュリ要素の両端間で大きな圧力降下（または圧力差）が生じる。パルス・ジ
ェット清浄化システムは、フィルタ要素内の圧力に打ち勝って要素内の空気流を
逆流させるのに必要な高加圧空気を送達するためにバック・パルス弁が開閉する
ときに、大きな騒音を発生させる。Ｒａｅｔｈｅｒの米国特許第５５６２７４６
号には特に、粒子状物質を含んだ空気の濾過 中およびフィルタ要素のパルス・
ジェット清浄化中の騒音レベルおよびエネルギー損失を低減させる空気濾過 シ
ステムが記載されている。米国特許第５５６２７４６号は、参照によって本明細
書に組み込まれる。
【０００５】 （発明の概要） 一態様において本開示において、フィルタ要素を清浄化する方法が記載されて
いる。この方法は、フィルタ要素と空気流連絡したベンチュリ要素中に噴出管か
ら加圧空気を吐出する段階を含んでいる。これによって、フィルタ要素の全長の
９５％を超える長さに渡り正の清浄化圧力差が供給されることになる。 他の態
様において本開示によれば、上記方法を実施するための空気フィルタ組立体を記
載している。この記載の一配置例としては、ハウジング、第１のフィルタ構造、
第１のベンチュリ要素、および噴出管を含んでいるパルス・ジェット清浄化シス
テムを備えている。噴出管およびベンチュリ要素は、フィルタ要素内の濾材の全
長の少なくとも７５パーセントを超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給
するように構築されて配置されている。
いる。この方法は、フィルタ要素と空気流連絡したベンチュリ要素中に噴出管か
ら加圧空気を吐出する段階を含んでいる。これによって、フィルタ要素の全長の
９５％を超える長さに渡り正の清浄化圧力差が供給されることになる。 他の態
様において本開示によれば、上記方法を実施するための空気フィルタ組立体を記
載している。この記載の一配置例としては、ハウジング、第１のフィルタ構造、
第１のベンチュリ要素、および噴出管を含んでいるパルス・ジェット清浄化シス
テムを備えている。噴出管およびベンチュリ要素は、フィルタ要素内の濾材の全
長の少なくとも７５パーセントを超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給
するように構築されて配置されている。
【０００６】 本開示によれば、要素の喉部分において特別に形成された境界セクションを、
ベンチュリ要素に設けるようにした実施形態が記載されている。この喉部分の境
界セクションは、直径が次第に減少する少なくとも１２の領域を含んでいる。 （好ましい実施形態の詳細な説明） 図１を参照して、空気濾過 システムまたは組立体１０が示されている。 図示のシステム１０は、横並び配置に構成された３つのユニットまたはモジュー
ルを有する。この配置は、例えば、６フィート（約１．８ｍ）×１０フィート（
約３．０ｍ）×１０フィートのスペースに収まる大きさとすることができる。
ベンチュリ要素に設けるようにした実施形態が記載されている。この喉部分の境
界セクションは、直径が次第に減少する少なくとも１２の領域を含んでいる。 （好ましい実施形態の詳細な説明） 図１を参照して、空気濾過 システムまたは組立体１０が示されている。 図示のシステム１０は、横並び配置に構成された３つのユニットまたはモジュー
ルを有する。この配置は、例えば、６フィート（約１．８ｍ）×１０フィート（
約３．０ｍ）×１０フィートのスペースに収まる大きさとすることができる。
【０００７】 図１のモジュールはそれぞれ、汚れた空気または汚染された（すなわち粒子状
物質を含んだ）空気をフィルタ組立体中に流入させるための導管１１を含んでい
る。類似の導管１２が、フィルタ組立体から清浄な空気または濾過された空気を
流出させるために提供されている。さらに、例えば保守などの目的でモジュール
の内部にアクセスすることができる正面アクセス・ドア１３および二次アクセス
・ドア１４が提供されている。
物質を含んだ）空気をフィルタ組立体中に流入させるための導管１１を含んでい
る。類似の導管１２が、フィルタ組立体から清浄な空気または濾過された空気を
流出させるために提供されている。さらに、例えば保守などの目的でモジュール
の内部にアクセスすることができる正面アクセス・ドア１３および二次アクセス
・ドア１４が提供されている。
【０００８】 図１にはさらに、螺旋スクリュを動作させるための標準的な構造の電動機／チ
ェーン伝動組立体１８がフィルタ組立体の底部に示されている。
ェーン伝動組立体１８がフィルタ組立体の底部に示されている。
【０００９】 次に図２を参照すると、フィルタ組立体の各種要素の配置を示すために一方の
側壁パネル１７が切り取られた本発明の側面図が示されている。上壁パネル１６
は内壁面１９を有する。この実施形態では、空気入口が上壁パネルに配置され、
そのためダストを含んだ空気または他の汚染された流体は汚染空気室２２中に下
向きに導入される。こうすると、重力を利用して、組立体１０中でダストを集積
領域に移動させることができる。汚染空気室２２は、アクセス・ドア１３、上壁
パネル１６、上部パネルから下方に延びる対向する２対の側壁パネル１７、階段
状の壁構造２８、および一対の傾斜面２３、２４によって画定されている。傾斜
面２３、２４は、組立体の底部の集積領域またはホッパ２５を部分的に画定する
。底部ベース・パネルまたはフレーム２６は、適当かつ標準的な方法で側壁パネ
ル１７に対してシールされている。汚染された空気または流体が濾過前に漏れな
いように、汚染空気室２２もシールされている。
側壁パネル１７が切り取られた本発明の側面図が示されている。上壁パネル１６
は内壁面１９を有する。この実施形態では、空気入口が上壁パネルに配置され、
そのためダストを含んだ空気または他の汚染された流体は汚染空気室２２中に下
向きに導入される。こうすると、重力を利用して、組立体１０中でダストを集積
領域に移動させることができる。汚染空気室２２は、アクセス・ドア１３、上壁
パネル１６、上部パネルから下方に延びる対向する２対の側壁パネル１７、階段
状の壁構造２８、および一対の傾斜面２３、２４によって画定されている。傾斜
面２３、２４は、組立体の底部の集積領域またはホッパ２５を部分的に画定する
。底部ベース・パネルまたはフレーム２６は、適当かつ標準的な方法で側壁パネ
ル１７に対してシールされている。汚染された空気または流体が濾過前に漏れな
いように、汚染空気室２２もシールされている。
【００１０】 それぞれの側壁パネル１７に沿った構造フレーム部材２７にシールされて段階
状設計を有するスペーサ壁または管板構造２８が取り付けられており、これには
組立体の別個のフィルタ要素３２が取り付けられている。汚染空気室２２を清浄
空気室６０から気密シールするため、管板構造２８はその４辺全てがシールされ
ている。好ましい実施形態の構造２８は３つの段または凹部を有する。それぞれ
の段部は、上向きに延びる背面部材３０および背面部材３０から直角に延びる脚
部材３１を含んでいる。管板構造２８は、１枚の薄鋼板から構築することが好ま
しく、したがって個々の段部が、その直上および直下の段部の連続した延長であ
ることが好ましい。図２および３に示すとおり、階段状管板構造２８に取り付け
られたフィルタ要素３２は汚染空気室２２内に位置し、上面パネル１６の水平面
に対して鋭角に傾斜し、階段状に、または間隔をあけて部分的に重なり合って、
概して下向きに配置される。このようにして分散スペース３３が、傾斜したバッ
フル５０、側壁パネル１７、上壁パネルの内面１９および正面アクセス・ドア１
３によってフィルタ組立体１０の最上部に画定される。汚れた空気が入口２０か
ら組立体１０に入ると、濾過 の前に分散スペース３３に収容される。
状設計を有するスペーサ壁または管板構造２８が取り付けられており、これには
組立体の別個のフィルタ要素３２が取り付けられている。汚染空気室２２を清浄
空気室６０から気密シールするため、管板構造２８はその４辺全てがシールされ
ている。好ましい実施形態の構造２８は３つの段または凹部を有する。それぞれ
の段部は、上向きに延びる背面部材３０および背面部材３０から直角に延びる脚
部材３１を含んでいる。管板構造２８は、１枚の薄鋼板から構築することが好ま
しく、したがって個々の段部が、その直上および直下の段部の連続した延長であ
ることが好ましい。図２および３に示すとおり、階段状管板構造２８に取り付け
られたフィルタ要素３２は汚染空気室２２内に位置し、上面パネル１６の水平面
に対して鋭角に傾斜し、階段状に、または間隔をあけて部分的に重なり合って、
概して下向きに配置される。このようにして分散スペース３３が、傾斜したバッ
フル５０、側壁パネル１７、上壁パネルの内面１９および正面アクセス・ドア１
３によってフィルタ組立体１０の最上部に画定される。汚れた空気が入口２０か
ら組立体１０に入ると、濾過 の前に分散スペース３３に収容される。
【００１１】 個々のフィルタ要素３２は、端部を有する円筒管要素に形づくられたプリーツ
材である。それぞれのフィルタ要素の濾材部分の構造およびこれを管板構造２８
に対して支持する方法は、米国特許第４３９５２６９号および米国特許第５５６
２７４６号のフィルタ要素と同様である。米国特許第４１７１９６３号（Ｓｃｈ
ｕｌｅｒ）に開示されているフィルタ要素の構造、および濾材を安定な円筒形に
形成し端部キャップで封じる方法の詳細は、参照によって本明細書に組み込まれ
る。フィルタ要素を支持する支持組立体を図４に示す。管板構造２８の背面部材
部分３０は、その中にベンチュリ要素７０が配置される開口（図４には図示され
ておらず、図７に示されている）を有する。ヨーク・組立体３６を使用してフィ
ルタ要素３２を支持する。ヨーク・組立体は、ベンチュリ要素７０の内部に延び
、管板構造２８の清浄空気室側（図示せず）に溶接された鋼棒を有することがで
きる。あるいは、図示されてはいないが、ヨーク・組立体の鋼棒の近位端にねじ
山を切り、鋼棒を、後述するベンチュリ要素のベル・マウス部分の切欠き９２お
よびベンチュリ要素７０のフランジ８８の開口８９を通して延ばすこともできる
。この場合、鋼棒は、管板構造の清浄空気室側に配置したナットによってベンチ
ュリ要素７０のフランジ８８とともに管板構造２８に固定できるような構造とす
る。これは、さまざまな方法で達成することができる。例えば、鋼棒は、棒の近
位端を管板構造２８の開口を通して延ばし、ナットで固定するときに停止機構と
して機能する一体型の環状リッジをその近位端の近くに有することができる。こ
の配置は、鋼棒がベンチュリ要素７０の喉部分の内部に延入しないという利点を
有する。米国特許第４２１８２２７号（Ｆｒｅｙ）に開示されている配置と同様
の配置は、管板構造２８にフィルタ要素を固定する実施可能な他の代替形態であ
る。
材である。それぞれのフィルタ要素の濾材部分の構造およびこれを管板構造２８
に対して支持する方法は、米国特許第４３９５２６９号および米国特許第５５６
２７４６号のフィルタ要素と同様である。米国特許第４１７１９６３号（Ｓｃｈ
ｕｌｅｒ）に開示されているフィルタ要素の構造、および濾材を安定な円筒形に
形成し端部キャップで封じる方法の詳細は、参照によって本明細書に組み込まれ
る。フィルタ要素を支持する支持組立体を図４に示す。管板構造２８の背面部材
部分３０は、その中にベンチュリ要素７０が配置される開口（図４には図示され
ておらず、図７に示されている）を有する。ヨーク・組立体３６を使用してフィ
ルタ要素３２を支持する。ヨーク・組立体は、ベンチュリ要素７０の内部に延び
、管板構造２８の清浄空気室側（図示せず）に溶接された鋼棒を有することがで
きる。あるいは、図示されてはいないが、ヨーク・組立体の鋼棒の近位端にねじ
山を切り、鋼棒を、後述するベンチュリ要素のベル・マウス部分の切欠き９２お
よびベンチュリ要素７０のフランジ８８の開口８９を通して延ばすこともできる
。この場合、鋼棒は、管板構造の清浄空気室側に配置したナットによってベンチ
ュリ要素７０のフランジ８８とともに管板構造２８に固定できるような構造とす
る。これは、さまざまな方法で達成することができる。例えば、鋼棒は、棒の近
位端を管板構造２８の開口を通して延ばし、ナットで固定するときに停止機構と
して機能する一体型の環状リッジをその近位端の近くに有することができる。こ
の配置は、鋼棒がベンチュリ要素７０の喉部分の内部に延入しないという利点を
有する。米国特許第４２１８２２７号（Ｆｒｅｙ）に開示されている配置と同様
の配置は、管板構造２８にフィルタ要素を固定する実施可能な他の代替形態であ
る。
【００１２】 フィルタ要素３２中の円筒管要素の濾材の両端は端部キャップ（またはカラー
部材）で封じられている。一般に、端部キャップによって覆われた濾材の部分は
、端部キャップによって遮蔽されているため空気に対して多孔質であるとは考え
られない。近位端部キャップ８２は、自体と管板構造２８の間に配置されたガス
ケット８４上に載置される。管板構造２８に向かってフィルタ要素３２を押しつ
け、ガスケット８４を圧縮することによって、近位端部キャップ８２は管板構造
に対してシールされ、空気漏れが防止される。
部材）で封じられている。一般に、端部キャップによって覆われた濾材の部分は
、端部キャップによって遮蔽されているため空気に対して多孔質であるとは考え
られない。近位端部キャップ８２は、自体と管板構造２８の間に配置されたガス
ケット８４上に載置される。管板構造２８に向かってフィルタ要素３２を押しつ
け、ガスケット８４を圧縮することによって、近位端部キャップ８２は管板構造
に対してシールされ、空気漏れが防止される。
【００１３】 図示の実施形態では、フィルタ要素が水平面に対して鋭角に吊り下がるように
、それぞれのヨーク・組立体が管板構造に垂直に固定される。フィルタ要素の好
ましい傾斜角の範囲は水平面から１５°〜３０°である。しかしこのシステムは
、傾斜０°を含んでいる、さまざまな傾斜角で機能することができる。本発明の
それぞれのヨーク・組立体３６は同じ様に構築される。図示の実施形態では、そ
れぞれ２つのフィルタ要素から成る２本の平行な垂直列が提供されている。した
がって管板構造のそれぞれの段部は、その背面部材３０に間隔をあけて取り付け
られた２つのヨーク・組立体を有する。
、それぞれのヨーク・組立体が管板構造に垂直に固定される。フィルタ要素の好
ましい傾斜角の範囲は水平面から１５°〜３０°である。しかしこのシステムは
、傾斜０°を含んでいる、さまざまな傾斜角で機能することができる。本発明の
それぞれのヨーク・組立体３６は同じ様に構築される。図示の実施形態では、そ
れぞれ２つのフィルタ要素から成る２本の平行な垂直列が提供されている。した
がって管板構造のそれぞれの段部は、その背面部材３０に間隔をあけて取り付け
られた２つのヨーク・組立体を有する。
【００１４】 図２および３に、それぞれのヨーク・組立体３６への一対のフィルタ要素３２
の配置を示す。それぞれの対の第２のフィルタ要素の外側端が密封されて覆われ
るように、皿形部分４５および中央に位置する開口を有する遠位環状端部キャッ
プ４４の位置を端部プレート３９の位置と合わせる。これによってフィルタ要素
３２のガスケット（図２〜３には示されていない）を軸方向に圧縮して、フィル
タ要素３２を管板構造２８にシールし、かつフィルタ要素３２どうしを相互にシ
ールするクランプ配置を取外し可能に接続することが可能になる。さらに、専用
ハンドル４７を有する締付けボルト４６を、端部プレート３９および端部キャッ
プ４４の整列した開口に挿入し、これら２つを一体に固定する。
の配置を示す。それぞれの対の第２のフィルタ要素の外側端が密封されて覆われ
るように、皿形部分４５および中央に位置する開口を有する遠位環状端部キャッ
プ４４の位置を端部プレート３９の位置と合わせる。これによってフィルタ要素
３２のガスケット（図２〜３には示されていない）を軸方向に圧縮して、フィル
タ要素３２を管板構造２８にシールし、かつフィルタ要素３２どうしを相互にシ
ールするクランプ配置を取外し可能に接続することが可能になる。さらに、専用
ハンドル４７を有する締付けボルト４６を、端部プレート３９および端部キャッ
プ４４の整列した開口に挿入し、これら２つを一体に固定する。
【００１５】 管板構造２８のすぐ背後には、組立体の背面パネル６２、上面パネル１６の一
部、対向する２枚の側面パネル１７の一部、および管板構造２８の背面によって
画定された清浄空気室６０が位置する。背面パネル６２には、プラント環境へ戻
る導管１２に濾過された清浄な空気を流入させるための清浄空気出口６４が取り
付けられている。さらに清浄空気室６０には、それぞれのヨーク・組立体および
フィルタ要素を清浄化するシステムが提供されている。このシステムが複数のパ
ルス式弁６５およびノズルまたは噴出管９７を含んでいることが好ましい。一対
のフィルタ要素３２の中空の内部に圧縮空気ジェットが導かれるように、弁／噴
出管配置は、管板構造２８の出口開口３４と一直線状に配置される。パルス式弁
（またはバック・パルス弁）の形式、噴出管、加圧空気を提供する配管、ならび
にこれらの制御および動作は当技術分野で周知である。
部、対向する２枚の側面パネル１７の一部、および管板構造２８の背面によって
画定された清浄空気室６０が位置する。背面パネル６２には、プラント環境へ戻
る導管１２に濾過された清浄な空気を流入させるための清浄空気出口６４が取り
付けられている。さらに清浄空気室６０には、それぞれのヨーク・組立体および
フィルタ要素を清浄化するシステムが提供されている。このシステムが複数のパ
ルス式弁６５およびノズルまたは噴出管９７を含んでいることが好ましい。一対
のフィルタ要素３２の中空の内部に圧縮空気ジェットが導かれるように、弁／噴
出管配置は、管板構造２８の出口開口３４と一直線状に配置される。パルス式弁
（またはバック・パルス弁）の形式、噴出管、加圧空気を提供する配管、ならび
にこれらの制御および動作は当技術分野で周知である。
【００１６】 図５〜７を参照すると、管板構造２８にベンチュリ要素７０が取り付けられて
いる。それぞれのベンチュリ要素がベルマウス形の入口部分（またはベンチュリ
入口部分）７４および境界（ｃｏｎｔｏｕｒ）が与えられた喉部分（境界喉部分
）７６を含んでいることが好ましい。好ましいいくつかの実施形態では、ディフ
ューザ部分（またはベンチュリ出口部分）７２がある。境界喉部分７６は、ディ
フューザ部分７２とベンチュリ入口部分７４の間に挿入され、これらを相互接続
する。通常の濾過 空気流パターン（すなわち非パルシング・パターン）で濾過
され、濾過室２２からフィルタ要素３２を通過すると、空気は、ディフューザ部
分を通ってベンチュリ要素７０を出て清浄空気室に入る。通常の濾過 条件中の
圧力回復を容易にするため、ディフューザ部分７２は、発散形の（または広がっ
た）実質上まっすぐな壁を有することが好ましい。境界喉部分７６は全体に、そ
の内部に向かって凹形である。
いる。それぞれのベンチュリ要素がベルマウス形の入口部分（またはベンチュリ
入口部分）７４および境界（ｃｏｎｔｏｕｒ）が与えられた喉部分（境界喉部分
）７６を含んでいることが好ましい。好ましいいくつかの実施形態では、ディフ
ューザ部分（またはベンチュリ出口部分）７２がある。境界喉部分７６は、ディ
フューザ部分７２とベンチュリ入口部分７４の間に挿入され、これらを相互接続
する。通常の濾過 空気流パターン（すなわち非パルシング・パターン）で濾過
され、濾過室２２からフィルタ要素３２を通過すると、空気は、ディフューザ部
分を通ってベンチュリ要素７０を出て清浄空気室に入る。通常の濾過 条件中の
圧力回復を容易にするため、ディフューザ部分７２は、発散形の（または広がっ
た）実質上まっすぐな壁を有することが好ましい。境界喉部分７６は全体に、そ
の内部に向かって凹形である。
【００１７】 ベンチュリ要素７０は、フィルタ要素３２に対してベンチュリ入口部分７４が
清浄空気室６０の中に配置されるように管板構造２８上に配置される。図７に示
すとおり、ベンチュリ入口部分７４の遠位端は、空気に対して多孔質である（す
なわち近位端部キャップ（またはカラー部材）８２によって覆われていない）フ
ィルタ要素３２の最も近位の点と概ね同じ横方向レベルにある。このように、フ
ィルタ要素３２の空気多孔質部分８３の近位部分を通過した空気は概ねまっすぐ
な経路に沿ってベンチュリ要素７０に移動し、フィルタ要素３２とベンチュリ要
素の間で妨害されない。概ねまっすぐな経路に沿った妨害のないこのような空気
の移動は、空気流に対する抵抗およびエネルギー損失を低減させる。図７にはさ
らに、管板構造２８に対してフィルタ要素３２をシールするガスケット８４が示
されている。
清浄空気室６０の中に配置されるように管板構造２８上に配置される。図７に示
すとおり、ベンチュリ入口部分７４の遠位端は、空気に対して多孔質である（す
なわち近位端部キャップ（またはカラー部材）８２によって覆われていない）フ
ィルタ要素３２の最も近位の点と概ね同じ横方向レベルにある。このように、フ
ィルタ要素３２の空気多孔質部分８３の近位部分を通過した空気は概ねまっすぐ
な経路に沿ってベンチュリ要素７０に移動し、フィルタ要素３２とベンチュリ要
素の間で妨害されない。概ねまっすぐな経路に沿った妨害のないこのような空気
の移動は、空気流に対する抵抗およびエネルギー損失を低減させる。図７にはさ
らに、管板構造２８に対してフィルタ要素３２をシールするガスケット８４が示
されている。
【００１８】 従来技術のある種のシステムでは、パルス・ジェット清浄化システムが、空気
多孔質部分８３、例えば濾材の全長にわたって十分な正の清浄化圧力差を供給し
ない。従来技術のある種のシステムでは、濾材の長さの約７５％以下にしか、パ
ルス・ジェット清浄化システムによってその中に生成された正の清浄化圧力差が
働かないことが分かっている。一般に、管板構造２８に近い側の濾材８３の長さ
の最初の約２５％は、パルス・ジェット清浄化システムから十分な空気パルスを
受け取らない。その結果、管板２８に近いフィルタ要素３２の端部付近にダスト
が蓄積し、フィルタ要素の残りの領域には独立して蓄積したダストがない。フィ
ルタ要素３２のダストが蓄積した部分はごくわずかにしか空気流を通さない。こ
の空気流の損失は、システムの圧力降下の増大およびシステムの全体空気流の低
減の原因となる。この空気流の損失は、フィルタ要素３２の寿命の短縮につなが
る。この空気流を回復させるため、従来技術では、集塵器１０からフィルタ要素
３２を手動で取り外すことによってフィルタ要素にたまったダストを除去するか
、またはより一般的には、新しいきれいな交換フィルタ要素３２を取り付ける。
本発明の構造および配置は、これらの従来技術の問題の克服に役立つ。具体的に
は、本発明の空気フィルタ組立体の構造および配置は、濾材８３の全長の７５％
を超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給する。好ましいシステムでは、
本発明によって、濾材８３の全長の８５％を超える長さにわたって正の清浄化圧
力差が生じる。実際、最も好ましいシステムでは、濾材８３の全長の９０％超、
より具体的には９５％超、最高では１００％にわたって正の清浄化圧力差が生じ
る。
多孔質部分８３、例えば濾材の全長にわたって十分な正の清浄化圧力差を供給し
ない。従来技術のある種のシステムでは、濾材の長さの約７５％以下にしか、パ
ルス・ジェット清浄化システムによってその中に生成された正の清浄化圧力差が
働かないことが分かっている。一般に、管板構造２８に近い側の濾材８３の長さ
の最初の約２５％は、パルス・ジェット清浄化システムから十分な空気パルスを
受け取らない。その結果、管板２８に近いフィルタ要素３２の端部付近にダスト
が蓄積し、フィルタ要素の残りの領域には独立して蓄積したダストがない。フィ
ルタ要素３２のダストが蓄積した部分はごくわずかにしか空気流を通さない。こ
の空気流の損失は、システムの圧力降下の増大およびシステムの全体空気流の低
減の原因となる。この空気流の損失は、フィルタ要素３２の寿命の短縮につなが
る。この空気流を回復させるため、従来技術では、集塵器１０からフィルタ要素
３２を手動で取り外すことによってフィルタ要素にたまったダストを除去するか
、またはより一般的には、新しいきれいな交換フィルタ要素３２を取り付ける。
本発明の構造および配置は、これらの従来技術の問題の克服に役立つ。具体的に
は、本発明の空気フィルタ組立体の構造および配置は、濾材８３の全長の７５％
を超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給する。好ましいシステムでは、
本発明によって、濾材８３の全長の８５％を超える長さにわたって正の清浄化圧
力差が生じる。実際、最も好ましいシステムでは、濾材８３の全長の９０％超、
より具体的には９５％超、最高では１００％にわたって正の清浄化圧力差が生じ
る。
【００１９】 本発明によれば、ベンチュリ要素の喉部分セクション７６の境界、および喉部
分７６からパルス・ジェット・噴出管９７までの距離が、実質的に濾材８３の全
長にわたって正の清浄化圧力差が生じるよう賢明に選択される。再び図５に注目
する。図５には、ベンチュリ要素７０の断面図が示されている。ベンチュリ要素
７０の喉部分７６は、特別に形成された境界セクション１００を含んでいる。こ
の境界セクション１００は、第１の端部１０２および反対側に位置する第２の端
部１０４を含んでいる。図示の好ましい境界セクション１００では、境界セクシ
ョン１００の直径が第１の端部１０２から第２の端部１０４に向かって小さくな
る。第２の端部１０４は、ベンチュリ７０の直径が最も小さくなる点に対応する
。したがって第２の端部１０４は喉部分に対応する。第２の端部１０４または喉
部分は、境界セクション１００とディフューザ部分７２の間の微分不能な連続し
た点を画定する。第２の端部１０４は、集束する際の勾配が異なる２つの集束セ
クションによって画定される。第２の端部１０４は、境界セクション１００とデ
ィフューザ部分７２の間で連続しているが、第２の端部１０４に集束する勾配が
異なるため、第２の端部１０４は非微分点を画定する。
分７６からパルス・ジェット・噴出管９７までの距離が、実質的に濾材８３の全
長にわたって正の清浄化圧力差が生じるよう賢明に選択される。再び図５に注目
する。図５には、ベンチュリ要素７０の断面図が示されている。ベンチュリ要素
７０の喉部分７６は、特別に形成された境界セクション１００を含んでいる。こ
の境界セクション１００は、第１の端部１０２および反対側に位置する第２の端
部１０４を含んでいる。図示の好ましい境界セクション１００では、境界セクシ
ョン１００の直径が第１の端部１０２から第２の端部１０４に向かって小さくな
る。第２の端部１０４は、ベンチュリ７０の直径が最も小さくなる点に対応する
。したがって第２の端部１０４は喉部分に対応する。第２の端部１０４または喉
部分は、境界セクション１００とディフューザ部分７２の間の微分不能な連続し
た点を画定する。第２の端部１０４は、集束する際の勾配が異なる２つの集束セ
クションによって画定される。第２の端部１０４は、境界セクション１００とデ
ィフューザ部分７２の間で連続しているが、第２の端部１０４に集束する勾配が
異なるため、第２の端部１０４は非微分点を画定する。
【００２０】 境界セクション１００の長さは２．８〜３．２インチであることが好ましく、
好ましくは３．０インチである。第１の端部１０２の直径は約６．９インチ、具
体的には約６．９０１インチであることが好ましい。第２の端部１０４の直径は
約６．５インチ、具体的には約６．５１０インチであることが好ましい。
好ましくは３．０インチである。第１の端部１０２の直径は約６．９インチ、具
体的には約６．９０１インチであることが好ましい。第２の端部１０４の直径は
約６．５インチ、具体的には約６．５１０インチであることが好ましい。
【００２１】 ベンチュリ要素７０は、入口部分７４の外端のところに基線１０６を画定する
。境界セクション１００の第１の端部１０２が基線１０６から約１．５インチ離
れて位置することが好ましい。境界セクション１００の第２の端部１０４は基線
１０６から約４．７５インチ離れて位置することが好ましい。
。境界セクション１００の第１の端部１０２が基線１０６から約１．５インチ離
れて位置することが好ましい。境界セクション１００の第２の端部１０４は基線
１０６から約４．７５インチ離れて位置することが好ましい。
【００２２】 好ましい実施形態では、境界セクション１００が、第１の端部１０２と第２の
端部１０４の間に複数の領域を含んでいる。これらの領域は一般に、基線から離
れるにつれて、それぞれの領域が、その前の領域の直径の低減量よりも小さい量
だけ低減した直径を画定する部分を含んでいる。すなわち、境界セクション１０
０の第１の部分では、それぞれの領域が基線から離れるにつれ、その領域が画定
する直径が、基線に近い隣りの領域の直径よりも基線から遠い隣りの領域の直径
により近い。境界セクションのこの第１の部分には少なくとも９つの領域がある
。境界セクション１００の第２の部分には少なくとも３つの追加の領域がある。
したがって境界セクション１００では、第１の端部１０２と第２の端部１０４の
間に少なくとも１２の領域が識別される。境界セクション１００に対しては下表
の寸法（＋／−０．０６インチ）が好ましいことが分かった。
端部１０４の間に複数の領域を含んでいる。これらの領域は一般に、基線から離
れるにつれて、それぞれの領域が、その前の領域の直径の低減量よりも小さい量
だけ低減した直径を画定する部分を含んでいる。すなわち、境界セクション１０
０の第１の部分では、それぞれの領域が基線から離れるにつれ、その領域が画定
する直径が、基線に近い隣りの領域の直径よりも基線から遠い隣りの領域の直径
により近い。境界セクションのこの第１の部分には少なくとも９つの領域がある
。境界セクション１００の第２の部分には少なくとも３つの追加の領域がある。
したがって境界セクション１００では、第１の端部１０２と第２の端部１０４の
間に少なくとも１２の領域が識別される。境界セクション１００に対しては下表
の寸法（＋／−０．０６インチ）が好ましいことが分かった。
【００２３】
【表１】
【００２４】 これらの好ましいデータから分かるとおり、境界セクション１００の第１の部
分は１０個の領域１１１〜１２０に対応する。境界セクション１００の第２の部
分は領域１２１および１２２に対応する。それぞれの領域１１１〜１２０の直径
は、基線１０６に近い隣りの直径よりも小さい。さらに、それぞれの領域１１１
〜１２０の直径は、基線１０６に近い隣りの領域の直径よりも基線１０６から遠
い隣りの領域の直径に近い。領域１２１および１２２によって画定された第２の
部分は、第１の部分によって画定されたパターンとは異なっている。例えば、領
域１２１の直径と領域１２０の直径の差は０．００１インチでしかない。領域１
２２の直径と領域１２１の直径の差は０．００７インチである。領域１２２の直
径を第２の端部１２４の直径と比較した場合、その差は０．００２インチである
。反対側の端では、第１の端部１０２と第１の領域１１１の直径の差が０．０７
２インチである。
分は１０個の領域１１１〜１２０に対応する。境界セクション１００の第２の部
分は領域１２１および１２２に対応する。それぞれの領域１１１〜１２０の直径
は、基線１０６に近い隣りの直径よりも小さい。さらに、それぞれの領域１１１
〜１２０の直径は、基線１０６に近い隣りの領域の直径よりも基線１０６から遠
い隣りの領域の直径に近い。領域１２１および１２２によって画定された第２の
部分は、第１の部分によって画定されたパターンとは異なっている。例えば、領
域１２１の直径と領域１２０の直径の差は０．００１インチでしかない。領域１
２２の直径と領域１２１の直径の差は０．００７インチである。領域１２２の直
径を第２の端部１２４の直径と比較した場合、その差は０．００２インチである
。反対側の端では、第１の端部１０２と第１の領域１１１の直径の差が０．０７
２インチである。
【００２５】 後の実験の項で説明するとおり、上記の好ましい寸法を有するベンチュリ要素
７０は、実質的に濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧力差を供給するシステ
ムを提供する。さらに、ベンチュリ要素７０の境界セクション１００の喉部分ま
たは第２の端部１０４からパルス・ジェット・噴出管までの距離の賢明な選択と
組み合わせることによって、性能はいっそう高まる。
７０は、実質的に濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧力差を供給するシステ
ムを提供する。さらに、ベンチュリ要素７０の境界セクション１００の喉部分ま
たは第２の端部１０４からパルス・ジェット・噴出管までの距離の賢明な選択と
組み合わせることによって、性能はいっそう高まる。
【００２６】 図８に注目する。図８には、ベンチュリ要素７０からある距離を置いて配置さ
れたパルス・ジェット・システムのノズルまたは噴出管９７が概略的に示されて
いる。ノズルまたは噴出管９７は、図面に示された出口開口９７を有する。空気
が開口９７から出たとき、非対称空気ジェットは完全に乱流であり、壁なしシヤ
ー・フローとして振る舞う。この種の空気流では、ジェットが噴出管を出て、入
って来る空気流に逆らって移動するため、図８では項目Ａに示すように速度プロ
フィルが拡散する。ベンチュリ要素７０は、この空気流ジェットがフィルタ要素
３２に入るのを少なくとも２つの理由でより効果的にする。第１の理由は損失に
関係し、第２の理由は空気流の分布に関係する。具体的には、ベンチュリ要素７
０は、空気ジェットがフィルタ要素３２に入ったときにたどる経路を連続的にす
る。この連続した経路は空気流の分離を減らし、したがってこの種の流れに存在
する不可逆性を最小化する。この乱流空気流ジェットは、ベンチュリ７０に入る
前に、エントレインメントと呼ばれるプロセスにおいて摩擦の影響によって周囲
の空気流を引き込む。ベンチュリ要素７０を用いると、この追加の混入空気がフ
ィルタ要素３２に入るなめらかな経路を有し、それに与えられる摩擦および分離
損失は最小限となる。第２に、ベンチュリ要素７０の境界部分１００の形状は、
フィルタ要素３２中へ移動するときのジェットの広がり、したがってジェットの
分布に影響を与える。フィルタ要素３２内のパルス圧力の分布は、境界セクショ
ン１００の形状の関数であると考えられる。
れたパルス・ジェット・システムのノズルまたは噴出管９７が概略的に示されて
いる。ノズルまたは噴出管９７は、図面に示された出口開口９７を有する。空気
が開口９７から出たとき、非対称空気ジェットは完全に乱流であり、壁なしシヤ
ー・フローとして振る舞う。この種の空気流では、ジェットが噴出管を出て、入
って来る空気流に逆らって移動するため、図８では項目Ａに示すように速度プロ
フィルが拡散する。ベンチュリ要素７０は、この空気流ジェットがフィルタ要素
３２に入るのを少なくとも２つの理由でより効果的にする。第１の理由は損失に
関係し、第２の理由は空気流の分布に関係する。具体的には、ベンチュリ要素７
０は、空気ジェットがフィルタ要素３２に入ったときにたどる経路を連続的にす
る。この連続した経路は空気流の分離を減らし、したがってこの種の流れに存在
する不可逆性を最小化する。この乱流空気流ジェットは、ベンチュリ７０に入る
前に、エントレインメントと呼ばれるプロセスにおいて摩擦の影響によって周囲
の空気流を引き込む。ベンチュリ要素７０を用いると、この追加の混入空気がフ
ィルタ要素３２に入るなめらかな経路を有し、それに与えられる摩擦および分離
損失は最小限となる。第２に、ベンチュリ要素７０の境界部分１００の形状は、
フィルタ要素３２中へ移動するときのジェットの広がり、したがってジェットの
分布に影響を与える。フィルタ要素３２内のパルス圧力の分布は、境界セクショ
ン１００の形状の関数であると考えられる。
【００２７】 従来技術のシステムでは、噴出管９７と基線１０６の間の軸方向の距離が約２
０．６インチ未満、具体的には約２０．５９インチ未満である。噴出管９７を基
線１０６から約２０．６インチを超える距離をあけて配置した場合、パルス・ジ
ェット清浄化が改善されることが分かっている。具体的には、濾材８３の長さの
７５％を超える長さにわたって正の清浄化圧力差が生じる。後の実験の項で説明
するとおり、噴出管９７と基線１０６の間の具体的な好ましい距離は約２２．６
インチである。これによって、実質的に濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧
力差が生じる。
０．６インチ未満、具体的には約２０．５９インチ未満である。噴出管９７を基
線１０６から約２０．６インチを超える距離をあけて配置した場合、パルス・ジ
ェット清浄化が改善されることが分かっている。具体的には、濾材８３の長さの
７５％を超える長さにわたって正の清浄化圧力差が生じる。後の実験の項で説明
するとおり、噴出管９７と基線１０６の間の具体的な好ましい距離は約２２．６
インチである。これによって、実質的に濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧
力差が生じる。
【００２８】 ベンチュリ要素７０とともにディフューザ部分７２が図示されているが、ディ
フューザ部分７２は、濾材８３に沿った正の清浄化圧力差に影響を及ぼさない。
しかし、ベンチュリ要素のディフューザ部分７２を排除するか、または長さを切
り詰めると、通常の濾過 空気流パターン中に管板開口３４から清浄空気室中に
空気が流れたときに気流に与えられる圧力損失は増大する。
フューザ部分７２は、濾材８３に沿った正の清浄化圧力差に影響を及ぼさない。
しかし、ベンチュリ要素のディフューザ部分７２を排除するか、または長さを切
り詰めると、通常の濾過 空気流パターン中に管板開口３４から清浄空気室中に
空気が流れたときに気流に与えられる圧力損失は増大する。
【００２９】 図５〜７を参照する。ベンチュリ要素７０は、管板構造２８に取り付けるため
のシステムを有する。この取付けシステムは例えば、入口部分７４に隣接しベン
チュリ要素の軸に実質的に垂直な平面内を外側に向かって延びる、入口部分７４
の外面のタブ（図示せず）またはフランジ８８とすることができる。フランジ８
８を入口部分７４の遠位端と一致させる、すなわち入口部分７４の遠位端と同じ
高さにすることができる。フランジ８８は、ナット９１と協力して管板構造２８
に固定するボルト９０などの留め具を受け取る開口８９（例えば図６の８９Ａ、
８９Ｂ、８９Ｃに示すような３つの開口）を有することができる。図５および６
の実施形態は、鋼から作られたベンチュリ要素を含んでいることが好ましい。あ
るいは、この取付けシステムが、Ｒａｅｔｈｅｒの特許第５５６２７４６号に記
載されているフランジなどの中間フランジを含んでいる。
のシステムを有する。この取付けシステムは例えば、入口部分７４に隣接しベン
チュリ要素の軸に実質的に垂直な平面内を外側に向かって延びる、入口部分７４
の外面のタブ（図示せず）またはフランジ８８とすることができる。フランジ８
８を入口部分７４の遠位端と一致させる、すなわち入口部分７４の遠位端と同じ
高さにすることができる。フランジ８８は、ナット９１と協力して管板構造２８
に固定するボルト９０などの留め具を受け取る開口８９（例えば図６の８９Ａ、
８９Ｂ、８９Ｃに示すような３つの開口）を有することができる。図５および６
の実施形態は、鋼から作られたベンチュリ要素を含んでいることが好ましい。あ
るいは、この取付けシステムが、Ｒａｅｔｈｅｒの特許第５５６２７４６号に記
載されているフランジなどの中間フランジを含んでいる。
【００３０】 図１６および１７に注目する。この実施形態では、ベンチュリ要素７０’が、
境界セクション１００’を有する境界喉部分７６’、入口部分７４’、およびデ
ィフューザ部分７２’を含んでいる。ベンチュリ要素７０’はさらに、米国特許
第５５６２７４６号に記載のフランジ８６を含んでいる。図１７に、開口８９Ａ
’、８９Ｂ’および８９Ｃ’を画定したフランジ８６を示す。境界セクション１
００’の寸法は表１に定義したとおりである。図１６および１７のベンチュリ要
素７０’はプラスチックから作られることが好ましい。
境界セクション１００’を有する境界喉部分７６’、入口部分７４’、およびデ
ィフューザ部分７２’を含んでいる。ベンチュリ要素７０’はさらに、米国特許
第５５６２７４６号に記載のフランジ８６を含んでいる。図１７に、開口８９Ａ
’、８９Ｂ’および８９Ｃ’を画定したフランジ８６を示す。境界セクション１
００’の寸法は表１に定義したとおりである。図１６および１７のベンチュリ要
素７０’はプラスチックから作られることが好ましい。
【００３１】 図２を参照すると、空気フィルタ組立体は、米国特許第４３９５２６９号に開
示のそれと実質的に同じ汚染空気室２２の最下部２５を有する。このような最下
部２５は、２つの傾斜面２３、２４を有し、その一方が、パルス・ジェット清浄
化手段の動作によって汚染空気室内に生み出された圧力差に移動可能に応答する
ダイアフラムとして機能する。この２つの傾斜面が交差するところには、汚染空
気室２２の最下部２５中を端から端まで延びる螺旋スクリュ６８があって、汚染
空気室２２に集められた粒子状物質を空気フィルタ組立体の外部に運び出すよう
に構成されている。
示のそれと実質的に同じ汚染空気室２２の最下部２５を有する。このような最下
部２５は、２つの傾斜面２３、２４を有し、その一方が、パルス・ジェット清浄
化手段の動作によって汚染空気室内に生み出された圧力差に移動可能に応答する
ダイアフラムとして機能する。この２つの傾斜面が交差するところには、汚染空
気室２２の最下部２５中を端から端まで延びる螺旋スクリュ６８があって、汚染
空気室２２に集められた粒子状物質を空気フィルタ組立体の外部に運び出すよう
に構成されている。
【００３２】 傾斜配置の濾過 要素、およびパルス・ジェット清浄化によって生じた圧力差
に応答して移動するダイアフラム状の傾斜面を有する実施形態を開示したが、本
発明のベンチュリ・システムは、例えば垂直フィルタ要素、ダイアフラム状の面
を持たない微粒子収集システム、または螺旋スクリュウを含まないシステムを有
する空気フィルタ組立体に適用することもできる。
に応答して移動するダイアフラム状の傾斜面を有する実施形態を開示したが、本
発明のベンチュリ・システムは、例えば垂直フィルタ要素、ダイアフラム状の面
を持たない微粒子収集システム、または螺旋スクリュウを含まないシステムを有
する空気フィルタ組立体に適用することもできる。
【００３３】 動作 本発明の好ましい実施形態では、その動作の記述が参照によって本明細書に組
み込まれた米国特許第４３９５２６９号に記載の方法と実質的に同じ方法で、空
気またはその他の粒子を含んでいる気体流体を、空気入口２０を通して濾過 室
２２および濾過 要素３２中に、さらに清浄空気室６０からフィルタ組立体の 出口６４に送ることができる。
み込まれた米国特許第４３９５２６９号に記載の方法と実質的に同じ方法で、空
気またはその他の粒子を含んでいる気体流体を、空気入口２０を通して濾過 室
２２および濾過 要素３２中に、さらに清浄空気室６０からフィルタ組立体の 出口６４に送ることができる。
【００３４】 所定の濾過 インターバルの後、フィルタ要素３２はダストおよび他の粒子状
物質で覆われ、したがってこれを清浄化しなければならない。それぞれのフィル
タ要素３２のパルス・ジェット清浄化は、そのそれぞれの高速動作弁（すなわち
バック・パルス弁）６５および加圧空気を自体の出口からベンチュリ要素７０の
ディフューザ部分７２の内部に向かって排出する噴出管９７によって実施される
。図８に示すように、噴出管９７からの空気ジェット９４の発散角Ａは、フィル
タ要素３２内への２次空気（すなわち清浄空気室からの空気）の吸引を容易にす
るため、空気ジェットがディフューザ部分７２の内部、より好ましくは喉部分の
すぐ近くに集中するように選択されることが好ましい。
物質で覆われ、したがってこれを清浄化しなければならない。それぞれのフィル
タ要素３２のパルス・ジェット清浄化は、そのそれぞれの高速動作弁（すなわち
バック・パルス弁）６５および加圧空気を自体の出口からベンチュリ要素７０の
ディフューザ部分７２の内部に向かって排出する噴出管９７によって実施される
。図８に示すように、噴出管９７からの空気ジェット９４の発散角Ａは、フィル
タ要素３２内への２次空気（すなわち清浄空気室からの空気）の吸引を容易にす
るため、空気ジェットがディフューザ部分７２の内部、より好ましくは喉部分の
すぐ近くに集中するように選択されることが好ましい。
【００３５】 最上位のフィルタ要素を最初に清浄化し、残りの要素を組立体の上から下 に清浄化する。より上位のフィルタ要素から吹き飛ばされたダストは、重力によ
る沈降および動的な流体輸送によって１つのフィルタ要素セットからすぐ下のフ
ィルタ要素セット上、およびその下に移動する。
る沈降および動的な流体輸送によって１つのフィルタ要素セットからすぐ下のフ
ィルタ要素セット上、およびその下に移動する。
【００３６】 パルス・ジェット清浄化手段の動作中に、汚染空気室２２内の圧力の増大に応
答して、大きい方の傾斜面またはダイアフラム２４が外側に、またはフィルタ要
素３２から離れて移動する。この外側へのたわみを図２の破線に示す。圧力が下
がるにつれて面２４はその通常の位置に戻る。最下部２５の螺旋スクリュ６８の
上に粒子状物質が蓄積したら、オーガ・スクリュ６８を操作してフィルタ組立体
の外部に取り出す。汚染空気入口がフィルタ組立体の粒子状物質集積領域中にな
く、この領域に隣接してもいないため、オーガ・スクリュに隣接した点での汚染
空気の速度はほぼ「０」である。
答して、大きい方の傾斜面またはダイアフラム２４が外側に、またはフィルタ要
素３２から離れて移動する。この外側へのたわみを図２の破線に示す。圧力が下
がるにつれて面２４はその通常の位置に戻る。最下部２５の螺旋スクリュ６８の
上に粒子状物質が蓄積したら、オーガ・スクリュ６８を操作してフィルタ組立体
の外部に取り出す。汚染空気入口がフィルタ組立体の粒子状物質集積領域中にな
く、この領域に隣接してもいないため、オーガ・スクリュに隣接した点での汚染
空気の速度はほぼ「０」である。
【００３７】 実験 本明細書に記載した構成の性能の向上を、一般的な集塵器の標準噴射管構成お
よび記載の特別な境界領域１００を持たない一般的なベンチュリ要素と比較する
ことによって示す。図９に注目する。図９には、従来技術のベンチュリ要素５７
０が示されている。図示のベンチュリ要素５７０は例えば、Ｒａｅｔｈｅｒの米
国特許第５５６２７４６号に記載の要素に基づいて構築されたものである。従来
技術のベンチュリ要素５７０は、ディフューザ部分５７２、喉部分５７６および
入口部分５７４を含んでいる。喉部分５７６は、本明細書に記載の境界領域１０
０を持たない。従来技術のベンチュリ要素５７０の喉部分の直径は約６．５０イ
ンチである。喉部分５７６は、半径約１．５インチのなめらかな曲線によって画
定されている。ディフューザ部分５７２の遠位端の直径は８．４４インチである
。入口部分５７４と喉部分５７６の間の部分の半径は１．００インチである。入
口部分５７４の端部の直径は１２．５０インチである。ディフューザ部分５７２
に沿った喉部分とディフューザ部分５７２の端部との間の距離は８．５５インチ
であり、６．５°の角度をなす。
よび記載の特別な境界領域１００を持たない一般的なベンチュリ要素と比較する
ことによって示す。図９に注目する。図９には、従来技術のベンチュリ要素５７
０が示されている。図示のベンチュリ要素５７０は例えば、Ｒａｅｔｈｅｒの米
国特許第５５６２７４６号に記載の要素に基づいて構築されたものである。従来
技術のベンチュリ要素５７０は、ディフューザ部分５７２、喉部分５７６および
入口部分５７４を含んでいる。喉部分５７６は、本明細書に記載の境界領域１０
０を持たない。従来技術のベンチュリ要素５７０の喉部分の直径は約６．５０イ
ンチである。喉部分５７６は、半径約１．５インチのなめらかな曲線によって画
定されている。ディフューザ部分５７２の遠位端の直径は８．４４インチである
。入口部分５７４と喉部分５７６の間の部分の半径は１．００インチである。入
口部分５７４の端部の直径は１２．５０インチである。ディフューザ部分５７２
に沿った喉部分とディフューザ部分５７２の端部との間の距離は８．５５インチ
であり、６．５°の角度をなす。
【００３８】 フィルタ要素３２上のダストが蓄積していない場所で測定したパルス圧力の実
験測定置は、試験日の大気圧を基準とした差圧で１４水柱インチの圧力スパイク
を有することが判明した。このことから、濾材８３の全長にわたって少なくとも
１４水柱インチの圧力差スパイクを生じる適当な組合せを見つけることが望まれ
た。
験測定置は、試験日の大気圧を基準とした差圧で１４水柱インチの圧力スパイク
を有することが判明した。このことから、濾材８３の全長にわたって少なくとも
１４水柱インチの圧力差スパイクを生じる適当な組合せを見つけることが望まれ
た。
【００３９】 この調査を実施するため、Ｅｎｄｅｖｃｏ小型差圧変換器モデル８５１０Ｂ−
２をフィルタ要素３２の内部に取り付けた。差圧変換器の背面は試験日の大気圧
に露出させた。この変換部を選んだのは、サイズが小さく、時間応答が速く、感
度が高いためである。データは、Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｉｎｔｅｇｒａモデル１０デ
ィジタル・オシロスコープによってとり、４０００サンプル／秒のレートでサン
プリングした。測定された電圧出力は、メーカの工場較正を使用して水柱インチ
圧力に変換した。変換器は、濾材３２の管板２８までの長さの最初の５％以内の
位置に配置した。
２をフィルタ要素３２の内部に取り付けた。差圧変換器の背面は試験日の大気圧
に露出させた。この変換部を選んだのは、サイズが小さく、時間応答が速く、感
度が高いためである。データは、Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｉｎｔｅｇｒａモデル１０デ
ィジタル・オシロスコープによってとり、４０００サンプル／秒のレートでサン
プリングした。測定された電圧出力は、メーカの工場較正を使用して水柱インチ
圧力に変換した。変換器は、濾材３２の管板２８までの長さの最初の５％以内の
位置に配置した。
【００４０】 １．噴出管の距離の影響 従来技術の噴出管距離２０．５９インチを使用したときのベンチュリ要素の追
加の影響を図１０および１１に示す。図１０は、本発明のベンチュリ要素７０を
配置し、噴出管からの距離を従来技術の標準的な距離２０．５９インチ（噴出管
９７の端部と基線１０６の間の距離。図８の距離「Ｂ」に相当）としたものを示
す。図１１は、噴出管から従来技術の標準的な距離である２０．５９インチ離し
て配置した、図９の５７０に示した要素などの従来技術のベンチュリ要素を示す
。図１０と１１を比較すると分かるように、これらの２つの構成は同様のパルス
圧力プロファイルを生み出す。フィルタ要素３２の濾材８３上のこの位置に生み
出された差圧はわずか４水柱インチであった。このことは、噴出管９７からの距
離を変更することなしにベンチュリ７０を追加してもパルス圧力は増大しないこ
とを示している。
加の影響を図１０および１１に示す。図１０は、本発明のベンチュリ要素７０を
配置し、噴出管からの距離を従来技術の標準的な距離２０．５９インチ（噴出管
９７の端部と基線１０６の間の距離。図８の距離「Ｂ」に相当）としたものを示
す。図１１は、噴出管から従来技術の標準的な距離である２０．５９インチ離し
て配置した、図９の５７０に示した要素などの従来技術のベンチュリ要素を示す
。図１０と１１を比較すると分かるように、これらの２つの構成は同様のパルス
圧力プロファイルを生み出す。フィルタ要素３２の濾材８３上のこの位置に生み
出された差圧はわずか４水柱インチであった。このことは、噴出管９７からの距
離を変更することなしにベンチュリ７０を追加してもパルス圧力は増大しないこ
とを示している。
【００４１】 ２．噴出管の距離の影響 ベンチュリを追加せずに噴出管の距離を変更した影響を図１２および１３に示
す。図１２は、ベンチュリ要素を全く使用せず、噴出管距離を従来技術の２０．
５９インチとしたシステムを示す。図１３は、ベンチュリをやはり全く使用せず
、新たな距離２２．５９インチ＋／−０．５インチ（図８の距離Ｂ）を使用した
システムを示す。図１２と１３を比較すると分かるとおり、これらの２つの構成
は顕著に異なるパルス圧力プロファイルを生じるが、依然として差圧は必要な１
４水柱インチに達しない。図１２に示すように、噴出管距離２０．５９インチで
生み出される差圧は２水柱インチでしかない。図１３では、噴出管距離を変更す
ることによって、１０水柱インチ近くのランダムな圧力スパイクが見られる。こ
のことは、ベンチュリ要素を追加せずにブロー・パイプの噴出管距離を変更した
だけでは、濾材８３のスペーサ壁２８に最も近い領域の両側でパルス圧力は十分
には増大しないことを示している。
す。図１２は、ベンチュリ要素を全く使用せず、噴出管距離を従来技術の２０．
５９インチとしたシステムを示す。図１３は、ベンチュリをやはり全く使用せず
、新たな距離２２．５９インチ＋／−０．５インチ（図８の距離Ｂ）を使用した
システムを示す。図１２と１３を比較すると分かるとおり、これらの２つの構成
は顕著に異なるパルス圧力プロファイルを生じるが、依然として差圧は必要な１
４水柱インチに達しない。図１２に示すように、噴出管距離２０．５９インチで
生み出される差圧は２水柱インチでしかない。図１３では、噴出管距離を変更す
ることによって、１０水柱インチ近くのランダムな圧力スパイクが見られる。こ
のことは、ベンチュリ要素を追加せずにブロー・パイプの噴出管距離を変更した
だけでは、濾材８３のスペーサ壁２８に最も近い領域の両側でパルス圧力は十分
には増大しないことを示している。
【００４２】 ３．ベンチュリ要素の形状の影響 特別な境界を与えたセクション１００を有するベンチュリ要素を追加し、噴出
管距離を変更した影響を図１４および１５に示す。図１４は、本発明に基づくベ
ンチュリ要素７０を使用し、噴出管距離を２２．５９インチとした結果を示し、
図１５は、従来技術のベンチュリ要素５７０を使用し、噴出管距離を２２．５９
インチとした結果を示す。図１４と１５を比較すると分かるように、これらの２
つの構成は非常に異なるパルス圧力プロファイルを生み出す。噴出管距離を２２
．５９インチとした従来技術のベンチュリ５７０では、差圧はほぼ５水柱インチ
であった。これを、図１４に示す本発明の配置と比較する。特別な境界を与えた
セクション１００を有し、噴出管距離を２２．５９インチとしたベンチュリ要素
７０は、ほぼ差圧１５水柱インチのランダムな多数の圧力スパイクを供給し、差
圧ほぼ２５水柱インチの３つの圧力スパイクも見られる。このことは、境界セク
ション１００を有するベンチュリ要素７０を追加し、噴出管距離を２０．５９イ
ンチ超、具体的には２２．５９インチとすると、パルス圧力が必要な１４水柱イ
ンチ差圧値まで増大することを示している。すなわちこのことは、本発明のシス
テムが、濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧力差を供給することを示す。こ
れは、正の清浄化圧力差を濾材の長さの約７５％だけにしか提供せず、管板また
はスペーサ壁２８に近い残りの２５％をダストで塞がれたままにする従来技術を
しのぐ改善である。
管距離を変更した影響を図１４および１５に示す。図１４は、本発明に基づくベ
ンチュリ要素７０を使用し、噴出管距離を２２．５９インチとした結果を示し、
図１５は、従来技術のベンチュリ要素５７０を使用し、噴出管距離を２２．５９
インチとした結果を示す。図１４と１５を比較すると分かるように、これらの２
つの構成は非常に異なるパルス圧力プロファイルを生み出す。噴出管距離を２２
．５９インチとした従来技術のベンチュリ５７０では、差圧はほぼ５水柱インチ
であった。これを、図１４に示す本発明の配置と比較する。特別な境界を与えた
セクション１００を有し、噴出管距離を２２．５９インチとしたベンチュリ要素
７０は、ほぼ差圧１５水柱インチのランダムな多数の圧力スパイクを供給し、差
圧ほぼ２５水柱インチの３つの圧力スパイクも見られる。このことは、境界セク
ション１００を有するベンチュリ要素７０を追加し、噴出管距離を２０．５９イ
ンチ超、具体的には２２．５９インチとすると、パルス圧力が必要な１４水柱イ
ンチ差圧値まで増大することを示している。すなわちこのことは、本発明のシス
テムが、濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧力差を供給することを示す。こ
れは、正の清浄化圧力差を濾材の長さの約７５％だけにしか提供せず、管板また
はスペーサ壁２８に近い残りの２５％をダストで塞がれたままにする従来技術を
しのぐ改善である。
【図１】 本発明に基づくベンチュリ要素を備えたフィルタ要素を有する空気濾過システ
ムの動作可能な据付けの一型の透視図である。
ムの動作可能な据付けの一型の透視図である。
【図２】 本発明に基づくベンチュリ要素を利用した図１の空気濾過 システムの一実施
形態の部分的に切り取られた側面図である。
形態の部分的に切り取られた側面図である。
【図３】 図２に示した空気濾過システムの正面図である。
【図４】 図１〜３の空気濾過システムで利用される取付け方法の部分透視図である。
【図５】 図１〜３の空気濾過システムで利用されるベンチュリ要素の一実施形態の側面
図である。
図である。
【図６】 図５に示したベンチュリ要素の遠位端から見た端面図である。
【図７】 図６に示したベンチュリ要素を有する本発明のベンチュリ・システムの一実施
形態の部分断面図であり、線６−６に沿ってとったベンチュリ要素の断面図が示
されている。
形態の部分断面図であり、線６−６に沿ってとったベンチュリ要素の断面図が示
されている。
【図８】 パルス・ジェット清浄化手段およびベンチュリ要素の平面図である。
【図９】 従来技術のベンチュリ要素の一実施形態の側面図である。
【図１０】 図１〜３の空気濾過システムおよび標準的な噴出管長を利用して実施した試験
の結果を示すグラフである。
の結果を示すグラフである。
【図１１】 図９の従来技術のベンチュリ要素を図１〜３に示したシステムに類似の空気濾
過システム中で利用し、標準的な噴出管長を使用して実施した試験の結果を示す
グラフである。
過システム中で利用し、標準的な噴出管長を使用して実施した試験の結果を示す
グラフである。
【図１２】 ベンチュリ要素を含まない従来技術の空気濾過 システムを利用し、従来技術
の噴出管長を使用して実施した試験の結果を示すグラフである。
の噴出管長を使用して実施した試験の結果を示すグラフである。
【図１３】 ベンチュリ要素を利用せず、本発明に基づいて噴出管長を変更して実施した空
気濾過 試験の結果を示すグラフである。
気濾過 試験の結果を示すグラフである。
【図１４】 図１〜３の空気濾過システム、図５のベンチュリ要素、および本発明に基づい
て変更された噴出管長を利用した試験の結果を示すグラフである。
て変更された噴出管長を利用した試験の結果を示すグラフである。
【図１５】 図９の従来技術のベンチュリ要素および本発明に基づいて変更した噴出管長を
利用した空気濾過 システムに対して実施した試験の結果を示すグラフである。
利用した空気濾過 システムに対して実施した試験の結果を示すグラフである。
【図１６】 図５に示した図に類似のベンチュリ要素の代替実施形態の側面図である。
【図１７】 図６に示した図に類似の図１６に示したベンチュリ要素の端面図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年８月１０日（２０００．８．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】 境界セクション１００の長さは約７．１〜８．１ｃｍ（２．８〜３．２インチ
）であることが好ましく、好ましくは７．６２ｃｍ（３．０インチ）である。第
１の端部１０２の直径は約１７．５ｃｍ（６．９インチ）、具体的には約１７．
５２９ｃｍ（６．９０１インチ）であることが好ましい。第２の端部１０４の直
径は約１６．５ｃｍ（６．５インチ）、具体的には約１６．５３５ｃｍ（６．５
１０インチ）であることが好ましい。
）であることが好ましく、好ましくは７．６２ｃｍ（３．０インチ）である。第
１の端部１０２の直径は約１７．５ｃｍ（６．９インチ）、具体的には約１７．
５２９ｃｍ（６．９０１インチ）であることが好ましい。第２の端部１０４の直
径は約１６．５ｃｍ（６．５インチ）、具体的には約１６．５３５ｃｍ（６．５
１０インチ）であることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】 ベンチュリ要素７０は、入口部分７４の外端のところに基線１０６を画定する
。境界セクション１００の第１の端部１０２が基線１０６から約３．８ｃｍ（１
．５インチ）離れて位置することが好ましい。境界セクション１００の第２の端
部１０４は基線１０６から約１２．０７ｃｍ（４．７５インチ）離れて位置する
ことが好ましい。
。境界セクション１００の第１の端部１０２が基線１０６から約３．８ｃｍ（１
．５インチ）離れて位置することが好ましい。境界セクション１００の第２の端
部１０４は基線１０６から約１２．０７ｃｍ（４．７５インチ）離れて位置する
ことが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】 好ましい実施形態では、境界セクション１００が、第１の端部１０２と第２の
端部１０４の間に複数の領域を含んでいる。これらの領域は一般に、基線から離
れるにつれて、それぞれの領域が、その前の領域の直径の低減量よりも小さい量
だけ低減した直径を画定する部分を含んでいる。すなわち、境界セクション１０
０の第１の部分では、それぞれの領域が基線から離れるにつれ、その領域が画定
する直径が、基線に近い隣りの領域の直径よりも基線から遠い隣りの領域の直径
により近い。境界セクションのこの第１の部分には少なくとも９つの領域がある
。境界セクション１００の第２の部分には少なくとも３つの追加の領域がある。
したがって境界セクション１００では、第１の端部１０２と第２の端部１０４の
間に少なくとも１２の領域が識別される。境界セクション１００に対しては下表
の寸法（＋／−０．１５ｃｍ）（＋／−０．０６インチ）が好ましいことが分か
った。
端部１０４の間に複数の領域を含んでいる。これらの領域は一般に、基線から離
れるにつれて、それぞれの領域が、その前の領域の直径の低減量よりも小さい量
だけ低減した直径を画定する部分を含んでいる。すなわち、境界セクション１０
０の第１の部分では、それぞれの領域が基線から離れるにつれ、その領域が画定
する直径が、基線に近い隣りの領域の直径よりも基線から遠い隣りの領域の直径
により近い。境界セクションのこの第１の部分には少なくとも９つの領域がある
。境界セクション１００の第２の部分には少なくとも３つの追加の領域がある。
したがって境界セクション１００では、第１の端部１０２と第２の端部１０４の
間に少なくとも１２の領域が識別される。境界セクション１００に対しては下表
の寸法（＋／−０．１５ｃｍ）（＋／−０．０６インチ）が好ましいことが分か
った。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】
【表１】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】 これらの好ましいデータから分かるとおり、境界セクション１００の第１の部
分は１０個の領域１１１〜１２０に対応する。境界セクション１００の第２の部
分は領域１２１および１２２に対応する。それぞれの領域１１１〜１２０の直径
は、基線１０６に近い隣りの直径よりも小さい。さらに、それぞれの領域１１１
〜１２０の直径は、基線１０６に近い隣りの領域の直径よりも基線１０６から遠
い隣りの領域の直径に近い。領域１２１および１２２によって画定された第２の
部分は、第１の部分によって画定されたパターンとは異なっている。例えば、領
域１２１の直径と領域１２０の直径の差は０．００３ｃｍ（０．００１インチ）
でしかない。領域１２２の直径と領域１２１の直径の差は０．０１８ｃｍ（０．
００７インチ）である。領域１２２の直径を第２の端部１２４の直径と比較した
場合、その差は０．００５ｃｍ（０．００２インチ）である。反対側の端では、
第１の端部１０２と第１の領域１１１の直径の差が０．１８３ｃｍ（０．０７２
インチ）である。
分は１０個の領域１１１〜１２０に対応する。境界セクション１００の第２の部
分は領域１２１および１２２に対応する。それぞれの領域１１１〜１２０の直径
は、基線１０６に近い隣りの直径よりも小さい。さらに、それぞれの領域１１１
〜１２０の直径は、基線１０６に近い隣りの領域の直径よりも基線１０６から遠
い隣りの領域の直径に近い。領域１２１および１２２によって画定された第２の
部分は、第１の部分によって画定されたパターンとは異なっている。例えば、領
域１２１の直径と領域１２０の直径の差は０．００３ｃｍ（０．００１インチ）
でしかない。領域１２２の直径と領域１２１の直径の差は０．０１８ｃｍ（０．
００７インチ）である。領域１２２の直径を第２の端部１２４の直径と比較した
場合、その差は０．００５ｃｍ（０．００２インチ）である。反対側の端では、
第１の端部１０２と第１の領域１１１の直径の差が０．１８３ｃｍ（０．０７２
インチ）である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】 後の実験の項で説明するとおり、上記の好ましい寸法を有するベンチュリ要素
７０は、実質的に濾材８３の全長に渡り正の清浄化圧力差を供給するシステムを
提供する。さらに、ベンチュリ要素７０の境界セクション１００の喉部分または
第２の端部１０４からパルス・ジェット噴射管までの距離の賢明な選択と組み合
わせることによって、性能はいっそう高まる。
７０は、実質的に濾材８３の全長に渡り正の清浄化圧力差を供給するシステムを
提供する。さらに、ベンチュリ要素７０の境界セクション１００の喉部分または
第２の端部１０４からパルス・ジェット噴射管までの距離の賢明な選択と組み合
わせることによって、性能はいっそう高まる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】 図８に注目する。図８には、ベンチュリ要素７０からある距離を置いて配置さ
れたパルス・ジェット・システムのノズルまたは噴射管９７が概略的に示されて
いる。ノズルまたは噴射管９７は、図面に示された出口開口９７を有する。空気
が開口９７から出たとき、非対称空気ジェットは完全に乱流であり、壁なしシヤ
ー・フロー（wall-free shear flow)として振る舞う。この種の空気流では、ジ
ェットが噴射管を出て、入って来る空気流に逆らって移動するため、図８では項
目Ａに示すように速度プロフィルが拡散する。ベンチュリ要素７０は、この空気
流ジェットがフィルタ要素３２に入るのを少なくとも２つの理由でより効果的に
する。第１の理由は損失に関係し、第２の理由は空気流の分布に関係する。具体
的には、ベンチュリ要素７０は、空気ジェットがフィルタ要素３２に入ったとき
にたどる経路を連続的にする。この連続した経路は空気流の分離を減らし、した
がってこの種の流れに存在する不可逆性を最小化する。この乱流空気流ジェット
は、ベンチュリ７０に入る前に、エントレインメントと呼ばれるプロセスにおい
て摩擦の影響によって周囲の空気流を引き込む。ベンチュリ要素７０を用いると
、この追加の混入空気がフィルタ要素３２に入るなめらかな経路を有し、それに
与えられる摩擦および分離損失は最小限となる。第２に、ベンチュリ要素７０の
境界部分１００の形状は、フィルタ要素３２中へ移動するときのジェットの広が
り、したがってジェットの分布に影響を与える。フィルタ要素３２内のパルス圧
力の分布は、境界セクション１００の形状の関数であると考えられる。
れたパルス・ジェット・システムのノズルまたは噴射管９７が概略的に示されて
いる。ノズルまたは噴射管９７は、図面に示された出口開口９７を有する。空気
が開口９７から出たとき、非対称空気ジェットは完全に乱流であり、壁なしシヤ
ー・フロー（wall-free shear flow)として振る舞う。この種の空気流では、ジ
ェットが噴射管を出て、入って来る空気流に逆らって移動するため、図８では項
目Ａに示すように速度プロフィルが拡散する。ベンチュリ要素７０は、この空気
流ジェットがフィルタ要素３２に入るのを少なくとも２つの理由でより効果的に
する。第１の理由は損失に関係し、第２の理由は空気流の分布に関係する。具体
的には、ベンチュリ要素７０は、空気ジェットがフィルタ要素３２に入ったとき
にたどる経路を連続的にする。この連続した経路は空気流の分離を減らし、した
がってこの種の流れに存在する不可逆性を最小化する。この乱流空気流ジェット
は、ベンチュリ７０に入る前に、エントレインメントと呼ばれるプロセスにおい
て摩擦の影響によって周囲の空気流を引き込む。ベンチュリ要素７０を用いると
、この追加の混入空気がフィルタ要素３２に入るなめらかな経路を有し、それに
与えられる摩擦および分離損失は最小限となる。第２に、ベンチュリ要素７０の
境界部分１００の形状は、フィルタ要素３２中へ移動するときのジェットの広が
り、したがってジェットの分布に影響を与える。フィルタ要素３２内のパルス圧
力の分布は、境界セクション１００の形状の関数であると考えられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】 従来技術のシステムでは、噴射管９７と基線１０６の間の軸方向の距離が約５
２．３ｃｍ（２０．６インチ）未満、具体的には約５２．３０ｃｍ（２０．５９
インチ）未満である。噴射管９７を基線１０６から約５２．３ｃｍ（２０．６イ
ンチ）を超える距離をあけて配置した場合、パルス・ジェット清浄化が改善され
ることが分かっている。具体的には、濾材８３の長さの７５％を超える長さにわ
たって正の清浄化圧力差が生じる。後の実験の項で説明するとおり、噴射管９７
と基線１０６の間の具体的な好ましい距離は約５７．４ｃｍ（２２．６インチ）
である。これによって、実質的に濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧力差が
生じる。
２．３ｃｍ（２０．６インチ）未満、具体的には約５２．３０ｃｍ（２０．５９
インチ）未満である。噴射管９７を基線１０６から約５２．３ｃｍ（２０．６イ
ンチ）を超える距離をあけて配置した場合、パルス・ジェット清浄化が改善され
ることが分かっている。具体的には、濾材８３の長さの７５％を超える長さにわ
たって正の清浄化圧力差が生じる。後の実験の項で説明するとおり、噴射管９７
と基線１０６の間の具体的な好ましい距離は約５７．４ｃｍ（２２．６インチ）
である。これによって、実質的に濾材８３の全長にわたって正の清浄化圧力差が
生じる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】 ベンチュリ要素７０とともにディフューザ部分７２が図示されているが、ディ
フューザ部分７２は、濾材８３に沿った正の清浄化圧力差に影響を及ぼさない。
しかし、ベンチュリ要素のディフューザ部分７２を排除するか、または長さを切
り詰めると、通常のろ過空気流パターン中に管板開口３４から清浄空気室中に空
気が流れたときに気流に与えられる圧力損失は増大する。
フューザ部分７２は、濾材８３に沿った正の清浄化圧力差に影響を及ぼさない。
しかし、ベンチュリ要素のディフューザ部分７２を排除するか、または長さを切
り詰めると、通常のろ過空気流パターン中に管板開口３４から清浄空気室中に空
気が流れたときに気流に与えられる圧力損失は増大する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】 図５〜７を参照する。ベンチュリ要素７０は、管板構造２８に取り付けるため
のシステムを有する。この取付けシステムは例えば、入口部分７４に隣接しベン
チュリ要素の軸に実質的に垂直な平面内を外側に向かって延びる、入口部分７４
の外面のタブ（図示せず）またはフランジ８８とすることができる。フランジ８
８を入口部分７４の遠位端と一致させる、すなわち入口部分７４の遠位端と同じ
高さにすることができる。フランジ８８は、ナット９１と協力して管板構造２８
に固定するボルト９０などの留め具を受け取る開口８９（例えば図６の８９Ａ、
８９Ｂ、８９Ｃに示すような３つの開口）を有することができる。図５および６
の実施形態は、鋼から作られたベンチュリ要素を含んでいることが好ましい。あ
るいは、この取付けシステムが、Ｒａｅｔｈｅｒの米国特許第５５６２７４６号
に記載されているフランジなどの中間フランジを含んでいる。
のシステムを有する。この取付けシステムは例えば、入口部分７４に隣接しベン
チュリ要素の軸に実質的に垂直な平面内を外側に向かって延びる、入口部分７４
の外面のタブ（図示せず）またはフランジ８８とすることができる。フランジ８
８を入口部分７４の遠位端と一致させる、すなわち入口部分７４の遠位端と同じ
高さにすることができる。フランジ８８は、ナット９１と協力して管板構造２８
に固定するボルト９０などの留め具を受け取る開口８９（例えば図６の８９Ａ、
８９Ｂ、８９Ｃに示すような３つの開口）を有することができる。図５および６
の実施形態は、鋼から作られたベンチュリ要素を含んでいることが好ましい。あ
るいは、この取付けシステムが、Ｒａｅｔｈｅｒの米国特許第５５６２７４６号
に記載されているフランジなどの中間フランジを含んでいる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】 図１６および１７に注目する。この実施形態では、ベンチュリ要素７０’が、
境界セクション１００’を有する境界喉部分７６’、入口部分７４’、およびデ
ィフューザ部分７２’を含んでいる。ベンチュリ要素７０’はさらに、米国特許
第５５６２７４６号に記載のフランジ８６を含んでいる。図１７に、開口８９Ａ
’、８９Ｂ’および８９Ｃ’を画定したフランジ８６を示す。境界セクション１
００’の寸法は表１に定義したとおりである。図１６および１７のベンチュリ要
素７０’はプラスチックから作られることが好ましい。
境界セクション１００’を有する境界喉部分７６’、入口部分７４’、およびデ
ィフューザ部分７２’を含んでいる。ベンチュリ要素７０’はさらに、米国特許
第５５６２７４６号に記載のフランジ８６を含んでいる。図１７に、開口８９Ａ
’、８９Ｂ’および８９Ｃ’を画定したフランジ８６を示す。境界セクション１
００’の寸法は表１に定義したとおりである。図１６および１７のベンチュリ要
素７０’はプラスチックから作られることが好ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】 図２を参照すると、空気フィルタ・組立体は、米国特許第４３９５２６９号に
開示のそれと実質的に同じ汚染空気室２２の最下部２５を有する。このような最
下部２５は、２つの傾斜面２３、２４を有し、その一方が、パルス・ジェット清
浄化手段の動作によって汚染空気室内に生み出された圧力差に移動可能に応答す
るダイアフラムとして機能する。この２つの傾斜面が交差するところには、汚染
空気室２２の最下部２５中を端から端まで延びる螺旋スクリュ６８が設けられて
おり、汚染空気室２２に集められた粒子状物質を空気フィルタ組立体の外部に運
び出す。
開示のそれと実質的に同じ汚染空気室２２の最下部２５を有する。このような最
下部２５は、２つの傾斜面２３、２４を有し、その一方が、パルス・ジェット清
浄化手段の動作によって汚染空気室内に生み出された圧力差に移動可能に応答す
るダイアフラムとして機能する。この２つの傾斜面が交差するところには、汚染
空気室２２の最下部２５中を端から端まで延びる螺旋スクリュ６８が設けられて
おり、汚染空気室２２に集められた粒子状物質を空気フィルタ組立体の外部に運
び出す。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】 傾斜配置の濾過要素、およびパルス・ジェット清浄化によって生じた圧力差に
応答して移動するダイアフラム状の傾斜面を有する実施形態を開示したが、本発
明のベンチュリ・システムは、例えば垂直フィルタ要素、ダイアフラム状の面を
持たない微粒子収集システム、または螺旋スクリュウを含まないシステムを有す
る空気フィルタ組立体に適用することもできる。
応答して移動するダイアフラム状の傾斜面を有する実施形態を開示したが、本発
明のベンチュリ・システムは、例えば垂直フィルタ要素、ダイアフラム状の面を
持たない微粒子収集システム、または螺旋スクリュウを含まないシステムを有す
る空気フィルタ組立体に適用することもできる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】 動作 本発明の好ましい実施形態では、その動作の記述が参照によって本明細書に組
み込まれた米国特許第４３９５２６９号に記載の方法と実質的に同じ方法で、空
気またはその他の粒子を含んでいる気体流体を、空気入口２０を通してろ過室２
２およびろ過要素３２中に、さらに清浄空気室６０からフィルタ組立体の出口６
４に送ることができる。
み込まれた米国特許第４３９５２６９号に記載の方法と実質的に同じ方法で、空
気またはその他の粒子を含んでいる気体流体を、空気入口２０を通してろ過室２
２およびろ過要素３２中に、さらに清浄空気室６０からフィルタ組立体の出口６
４に送ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３４】 所定の濾過インターバルの後、フィルタ要素３２はダストおよび他の粒子状物
質で覆われ、したがってこれを清浄化しなければならない。それぞれのフィルタ
要素３２のパルス・ジェット清浄化は、そのそれぞれの高速動作弁（すなわちバ
ック・パルス弁）６５および加圧空気を自体の出口からベンチュリ要素７０のデ
ィフューザ部分７２の内部に向かって排出する噴射管９７によって実施される。
図８に示すように、噴射管９７からの空気ジェット９４の発散角Ａは、フィルタ
要素３２内への２次空気（すなわち清浄空気室からの空気）の吸引を容易にする
ため、空気ジェットがディフューザ部分７２の内部、より好ましくは喉部分のす
ぐ近くに集中するように選択されることが好ましい。
質で覆われ、したがってこれを清浄化しなければならない。それぞれのフィルタ
要素３２のパルス・ジェット清浄化は、そのそれぞれの高速動作弁（すなわちバ
ック・パルス弁）６５および加圧空気を自体の出口からベンチュリ要素７０のデ
ィフューザ部分７２の内部に向かって排出する噴射管９７によって実施される。
図８に示すように、噴射管９７からの空気ジェット９４の発散角Ａは、フィルタ
要素３２内への２次空気（すなわち清浄空気室からの空気）の吸引を容易にする
ため、空気ジェットがディフューザ部分７２の内部、より好ましくは喉部分のす
ぐ近くに集中するように選択されることが好ましい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】 最上位のフィルタ要素を最初に清浄化し、残りの要素を組立体の上から下に清
浄化する。より上位のフィルタ要素から吹き飛ばされたダストは、重力による沈
降および動的な流体輸送によって１つのフィルタ要素セットからすぐ下のフィル
タ要素セット上、およびその下に移動する。
浄化する。より上位のフィルタ要素から吹き飛ばされたダストは、重力による沈
降および動的な流体輸送によって１つのフィルタ要素セットからすぐ下のフィル
タ要素セット上、およびその下に移動する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】 パルス・ジェット清浄化手段の動作中に、汚染空気室２２内の圧力の増大に応
答して、大きい方の傾斜面またはダイアフラム２４が外側に、またはフィルタ要
素３２から離れて移動する。この外側へのたわみを図２の破線に示す。圧力が下
がるにつれて面２４はその通常の位置に戻る。最下部２５の螺旋スクリュ６８の
上に粒子状物質が蓄積したら、螺旋スクリュ６８を操作してフィルタ・組立体の
外部に取り出す。汚染空気入口がフィルタ・組立体の粒子状物質集積領域中にな
く、この領域に隣接してもいないため、螺旋スクリュに隣接した点での汚染空気
の速度はほぼゼロである。
答して、大きい方の傾斜面またはダイアフラム２４が外側に、またはフィルタ要
素３２から離れて移動する。この外側へのたわみを図２の破線に示す。圧力が下
がるにつれて面２４はその通常の位置に戻る。最下部２５の螺旋スクリュ６８の
上に粒子状物質が蓄積したら、螺旋スクリュ６８を操作してフィルタ・組立体の
外部に取り出す。汚染空気入口がフィルタ・組立体の粒子状物質集積領域中にな
く、この領域に隣接してもいないため、螺旋スクリュに隣接した点での汚染空気
の速度はほぼゼロである。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】 実験 本明細書に記載した構成の性能の向上を、一般的な集塵器の標準噴射管構成お
よび記載の特別な境界領域１００を持たない一般的なベンチュリ要素と比較する
ことによって示す。図９に注目する。図９には、従来技術のベンチュリ要素５７
０が示されている。図示のベンチュリ要素５７０は例えば、Ｒａｅｔｈｅｒの米
国特許第５５６２７４６号に記載の要素に基づいて構築されたものである。従来
技術のベンチュリ要素５７０は、ディフューザ部分５７２、喉部分５７６および
入口部分５７４を含んでいる。喉部分５７６は、本明細書に記載の境界領域１０
０を持たない。従来技術のベンチュリ要素５７０の喉部分の直径は約１６．５１
ｃｍ（６．５０インチ）である。喉部分５７６は、半径約３．８ｃｍ（１．５イ
ンチ）のなめらかな曲線によって画定されている。ディフューザ部分５７２の遠
位端の直径は約２１．４４ｃｍ（８．４４インチ）である。入口部分５７４と喉
部分５７６の間の部分の半径は約２．５４ｃｍ（１．００インチ）である。入口
部分５７４の端部の直径は３１．７５ｃｍ（１２．５０インチ）である。ディフ
ューザ部分５７２に沿った喉部分とディフューザ部分５７２の端部との間の距離
は２１．７２ｃｍ（８．５５インチ）であり、６．５°の角度をなす。
よび記載の特別な境界領域１００を持たない一般的なベンチュリ要素と比較する
ことによって示す。図９に注目する。図９には、従来技術のベンチュリ要素５７
０が示されている。図示のベンチュリ要素５７０は例えば、Ｒａｅｔｈｅｒの米
国特許第５５６２７４６号に記載の要素に基づいて構築されたものである。従来
技術のベンチュリ要素５７０は、ディフューザ部分５７２、喉部分５７６および
入口部分５７４を含んでいる。喉部分５７６は、本明細書に記載の境界領域１０
０を持たない。従来技術のベンチュリ要素５７０の喉部分の直径は約１６．５１
ｃｍ（６．５０インチ）である。喉部分５７６は、半径約３．８ｃｍ（１．５イ
ンチ）のなめらかな曲線によって画定されている。ディフューザ部分５７２の遠
位端の直径は約２１．４４ｃｍ（８．４４インチ）である。入口部分５７４と喉
部分５７６の間の部分の半径は約２．５４ｃｍ（１．００インチ）である。入口
部分５７４の端部の直径は３１．７５ｃｍ（１２．５０インチ）である。ディフ
ューザ部分５７２に沿った喉部分とディフューザ部分５７２の端部との間の距離
は２１．７２ｃｍ（８．５５インチ）であり、６．５°の角度をなす。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】 フィルタ要素３２上のダストが蓄積していない場所で測定したパルス圧力の実
験測定置は、試験日の大気圧を基準とした差圧で約３５．５水柱ｃｍ（１４水柱
インチ）の圧力スパイクを有することが分かった。したがって、濾材８３の全長
にわたって少なくとも約３５．５水柱ｃｍ（１４水柱インチ）の圧力差スパイク
を生じる適当な組合せを見つけることが望まれた。
験測定置は、試験日の大気圧を基準とした差圧で約３５．５水柱ｃｍ（１４水柱
インチ）の圧力スパイクを有することが分かった。したがって、濾材８３の全長
にわたって少なくとも約３５．５水柱ｃｍ（１４水柱インチ）の圧力差スパイク
を生じる適当な組合せを見つけることが望まれた。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】 この調査を実施するため、Ｅｎｄｅｖｃｏ小型差圧変換器モデル８５１０Ｂ−
２をフィルタ要素３２の内部に取り付けた。差圧変換器の背面は試験日の大気圧
に露出させた。この変換部を選んだのは、サイズが小さく、時間応答が速く、感
度が高いためである。データは、Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｉｎｔｅｇｒａモデル１０デ
ィジタル・オシロスコープによってとり、４０００サンプル／秒のレートでサン
プリングした。測定された電圧出力は、メーカの工場較正を使用して水柱インチ
圧力に変換した。変換器は、濾材３２の管板２８までの長さの最初の５％以内の
位置に配置した。
２をフィルタ要素３２の内部に取り付けた。差圧変換器の背面は試験日の大気圧
に露出させた。この変換部を選んだのは、サイズが小さく、時間応答が速く、感
度が高いためである。データは、Ｎｉｃｏｌｅｔ Ｉｎｔｅｇｒａモデル１０デ
ィジタル・オシロスコープによってとり、４０００サンプル／秒のレートでサン
プリングした。測定された電圧出力は、メーカの工場較正を使用して水柱インチ
圧力に変換した。変換器は、濾材３２の管板２８までの長さの最初の５％以内の
位置に配置した。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】 １．噴射管の距離の影響 従来技術の噴射管距離５２．３０ｃｍ（２０．５９インチ）を使用したときの
ベンチュリ要素の追加の影響を図１０および１１に示す。図１０は、本発明のベ
ンチュリ要素７０を配置し、噴射管からの距離を従来技術の標準的な距離５２．
３０ｃｍ（２０．５９インチ）（噴射管９７の端部と基線１０６の間の距離。図
８の距離「Ｂ」に相当）としたものを示す。図１１は、噴射管から従来技術の標
準的な距離である５２．３０ｃｍ（２０．５９インチ）離して配置した、図９の
５７０に示した要素などの従来技術のベンチュリ要素を示す。図１０と１１を比
較すると分かるように、これらの２つの構成は同様のパルス圧力プロファイルを
生み出す。フィルタ要素３２の濾材８３上のこの位置に生み出された差圧はわず
か約１０水柱ｃｍ（４水柱インチ）であった。このことは、噴射管９７からの距
離を変更することなしにベンチュリ７０を追加してもパルス圧力は増大しないこ
とを示している。
ベンチュリ要素の追加の影響を図１０および１１に示す。図１０は、本発明のベ
ンチュリ要素７０を配置し、噴射管からの距離を従来技術の標準的な距離５２．
３０ｃｍ（２０．５９インチ）（噴射管９７の端部と基線１０６の間の距離。図
８の距離「Ｂ」に相当）としたものを示す。図１１は、噴射管から従来技術の標
準的な距離である５２．３０ｃｍ（２０．５９インチ）離して配置した、図９の
５７０に示した要素などの従来技術のベンチュリ要素を示す。図１０と１１を比
較すると分かるように、これらの２つの構成は同様のパルス圧力プロファイルを
生み出す。フィルタ要素３２の濾材８３上のこの位置に生み出された差圧はわず
か約１０水柱ｃｍ（４水柱インチ）であった。このことは、噴射管９７からの距
離を変更することなしにベンチュリ７０を追加してもパルス圧力は増大しないこ
とを示している。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】 ２．噴射管の距離の影響 ベンチュリを追加せずに噴射管の距離を変更した影響を図１２および１３に示
す。図１２は、ベンチュリ要素を全く使用せず、噴射管距離を従来技術の５２．
３０ｃｍ（２０．５９インチ）としたシステムを示す。図１３は、ベンチュリを
やはり全く使用せず、新たな距離５７．３８ｃｍ＋／−１．２７ｃｍ（２２．５
９インチ＋／−０．５インチ）（図８の距離Ｂ）を使用したシステムを示す。図
１２と１３を比較すると分かるとおり、これらの２つの構成は顕著に異なるパル
ス圧力プロファイルを生じるが、依然として差圧は必要な約３５．５水柱ｃｍ（
１４水柱インチ）に達しない。図１２に示すように、噴射管距離５２．３０ｃｍ
（２０．５９インチ）で生み出される差圧は約５水柱ｃｍ（２水柱インチ）でし
かない。図１３では、噴射管距離を変更することによって、２５水柱ｃｍ（１０
水柱インチ）近くのランダムな圧力スパイクが見られる。このことは、ベンチュ
リ要素を追加せずに噴射管距離を変更しただけでは、濾材８３のスペーサ壁２８
に最も近い領域の両側でパルス圧力は十分には増大しないことを示している。
す。図１２は、ベンチュリ要素を全く使用せず、噴射管距離を従来技術の５２．
３０ｃｍ（２０．５９インチ）としたシステムを示す。図１３は、ベンチュリを
やはり全く使用せず、新たな距離５７．３８ｃｍ＋／−１．２７ｃｍ（２２．５
９インチ＋／−０．５インチ）（図８の距離Ｂ）を使用したシステムを示す。図
１２と１３を比較すると分かるとおり、これらの２つの構成は顕著に異なるパル
ス圧力プロファイルを生じるが、依然として差圧は必要な約３５．５水柱ｃｍ（
１４水柱インチ）に達しない。図１２に示すように、噴射管距離５２．３０ｃｍ
（２０．５９インチ）で生み出される差圧は約５水柱ｃｍ（２水柱インチ）でし
かない。図１３では、噴射管距離を変更することによって、２５水柱ｃｍ（１０
水柱インチ）近くのランダムな圧力スパイクが見られる。このことは、ベンチュ
リ要素を追加せずに噴射管距離を変更しただけでは、濾材８３のスペーサ壁２８
に最も近い領域の両側でパルス圧力は十分には増大しないことを示している。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】 ３．ベンチュリ要素の形状の影響 特別な境界を与えたセクション１００を有するベンチュリ要素を追加し、噴射
管距離を変更した影響を図１４および１５に示す。図１４は、本発明に基づくベ
ンチュリ要素７０を使用し、噴射管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）
とした結果を示し、図１５は、従来技術のベンチュリ要素５７０を使用し、噴射
管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）とした結果を示す。図１４と１５
を比較すると分かるように、これらの２つの構成は非常に異なるパルス圧力プロ
ファイルを生み出す。噴射管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）とした
従来技術のベンチュリ５７０では、差圧はほぼ１２．７水柱ｃｍ（５水柱インチ
）であった。これを、図１４に示す本発明の配置と比較する。特別な境界を与え
たセクション１００を有し、噴射管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）
としたベンチュリ要素７０は、ほぼ差圧３８水柱ｃｍ（１５水柱インチ）のラン
ダムな多数の圧力スパイクを供給し、差圧ほぼ６３水柱ｃｍ（２５水柱インチ）
の３つの圧力スパイクも見られる。このことは、境界セクション１００を有する
ベンチュリ要素７０を追加し、噴射管距離を５２．３０ｃｍ（２０．５９インチ
）超、具体的には５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）とすると、パルス圧力が
必要な約３５．５水柱ｃｍ（１４水柱インチ）差圧値まで増大することを示して
いる。すなわちこのことは、本発明のシステムが、濾材８３の全長にわたって正
の清浄化圧力差を供給することを示す。これは、正の清浄化圧力差を濾材の長さ
の約７５％だけにしか提供せず、管板またはスペーサ壁２８に近い残りの２５％
をダストで塞がれたままにする従来技術をしのぐ改善である。
管距離を変更した影響を図１４および１５に示す。図１４は、本発明に基づくベ
ンチュリ要素７０を使用し、噴射管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）
とした結果を示し、図１５は、従来技術のベンチュリ要素５７０を使用し、噴射
管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）とした結果を示す。図１４と１５
を比較すると分かるように、これらの２つの構成は非常に異なるパルス圧力プロ
ファイルを生み出す。噴射管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）とした
従来技術のベンチュリ５７０では、差圧はほぼ１２．７水柱ｃｍ（５水柱インチ
）であった。これを、図１４に示す本発明の配置と比較する。特別な境界を与え
たセクション１００を有し、噴射管距離を５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）
としたベンチュリ要素７０は、ほぼ差圧３８水柱ｃｍ（１５水柱インチ）のラン
ダムな多数の圧力スパイクを供給し、差圧ほぼ６３水柱ｃｍ（２５水柱インチ）
の３つの圧力スパイクも見られる。このことは、境界セクション１００を有する
ベンチュリ要素７０を追加し、噴射管距離を５２．３０ｃｍ（２０．５９インチ
）超、具体的には５７．３８ｃｍ（２２．５９インチ）とすると、パルス圧力が
必要な約３５．５水柱ｃｍ（１４水柱インチ）差圧値まで増大することを示して
いる。すなわちこのことは、本発明のシステムが、濾材８３の全長にわたって正
の清浄化圧力差を供給することを示す。これは、正の清浄化圧力差を濾材の長さ
の約７５％だけにしか提供せず、管板またはスペーサ壁２８に近い残りの２５％
をダストで塞がれたままにする従来技術をしのぐ改善である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レーザー， トーマス， ディー． アメリカ合衆国 ミネソタ州 55426，セ ント ルイス パーク，ロード アイラン ド アベニュー サウス 2951 (72)発明者 バークホール， ジェームス， エル． アメリカ合衆国 ミネソタ州 55125，ウ ッドベリー， マンニング アベニュー サウス 1744 Ｆターム(参考） 4D058 JA10 KA27 KB05 KC15 KC62 KC74 MA15 MA22 MA25 RA12
Claims (20)
- 【請求項１】 （ａ）空気入口と、空気出口と、濾過室と清浄空気室とに分離するスペーサ壁
とを有し、前記スペーサ壁の中に第１の空気流開口を形成したハウジングと、 （ｂ）前記スペーサ壁の前記第１の空気流開口と空気流が連絡するように配置
されるとともに、内部清浄空気室を画定するための濾材を含む第１のフィルタ構
造とを備え、 （ｉ）前記第１のフィルタ構造の前記内部清浄空気室が、前記スペーサ壁の
前記第１の空気流開口と連通するように前記第１のフィルタ構造が配置され、 （ｉｉ）前記濾材が第１のフィルタ構造に沿った縦方向の長さを画定し、 さらに、 （ｃ）前記スペーサ壁の前記第１の空気流開口の内部に取り付けられ、前記第
１のフィルタ構造の前記内部清浄空気室の中に突出するように配置され、入口部
分および喉部分を含む第１のベンチュリ要素と、 （ｄ）前記清浄空気室から前記第１のベンチュリ要素の中に前記第１のフィル
タ構造に向かって空気パルスを導くように配置された第１の噴出管を含むパルス
・ジェット清浄化システムとを備え、 （ｉ）前記第１の噴出管および前記第１のベンチュリ要素が、前記濾材の全長
の７５パーセントを超える長さにわたって正の清浄化圧力差を供給するように構
築されかつ配置されたことを特徴とする空気フィルタ組立体。 - 【請求項２】 （ａ）前記第１の噴出管が、前記第１のベンチュリ要素の基線から２０．６イ
ンチを超える距離を隔てて配置されることを特徴とする請求項１に記載の空気フ
ィルタ組立体。 - 【請求項３】 （ａ）前記第１のフィルタ構造が、中央開口を有する第１の端部キャップを含
み、前記濾材が前記第１の端部キャップの中に埋め込まれていることを特徴とす
る請求項１または２に記載の空気フィルタ組立体。 - 【請求項４】 （ａ）前記第１のベンチュリ要素の入口部分が前記第１のフィルタ構造の前記
端部キャップ中に突出していることを特徴とする請求項３に記載の空気フィルタ
組立体。 - 【請求項５】 （ａ）前記第１の噴出管が、前記第１のベンチュリ要素の前記基線から約２２
．６インチ離して配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に
記載の空気フィルタ組立体。 - 【請求項６】 （ａ）互いの反対側に位置する第１の端部および第２の端部を有し、前記第１
の端部から前記第２の端部に向かって直径が小さくなる境界セクションが前記第
１のベンチュリ要素の前記喉部分に含まれており、 （ｉ）前記境界セクションの長さが約３．０インチであり、 （ｉｉ）前記第１の端部の直径が約６．９０１インチであり、 （ｉｉｉ）前記第２の端部の直径が約６．５１０インチであることを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気フィルタ組立体。 - 【請求項７】 （ａ）前記第１のベンチュリ要素の前記入口部分が基線を画定し、前記境界セ
クションの前記第１の端部が前記基線から約１．５インチ離れて位置し、前記境
界セクションの前記第２の端部が前記基線から約４．７５インチ離れて位置する
ことを特徴とする請求項６に記載の空気フィルタ組立体。 - 【請求項８】 （ａ）前記境界セクションが前記第１の端部と前記第２の端部の間に少なくと
も９つの領域を含んでおり、 （ｉ）第１の領域が、前記基線から約１．７５インチ離れて位置し、直径が
約６．８２８インチであり、 （ｉｉ）第２の領域が、前記基線から約２．００インチ離れて位置し、直径
が約６．７６４インチであり、 （ｉｉｉ）第３の領域が、前記基線から約２．２５インチ離れて位置し、直
径が約６．７１５インチであり、 （ｉｖ）第４の領域が、前記基線から約２．５０インチ離れて位置し、直径
が約６．６７２インチであり、 （ｖ）第５の領域が、前記基線から約２．７５インチ離れて位置し、直径が
約６．６３８インチであり、 （ｖｉ）第６の領域が、前記基線から約３．００インチ離れて位置し、直径
が約６．６０６インチであり、 （ｖｉｉ）第７の領域が、前記基線から約３．２５インチ離れて位置し、直
径が約６．５７６インチであり、 （ｖｉｉｉ）第８の領域が、前記基線から約３．５０インチ離れて位置し、
直径が約６．５４９インチであり、 （ｉｘ）第９の領域が、前記基線から約３．７５インチ離れて位置し、直径
が約６．５３３インチであることを特徴とする請求項７に記載の空気フィルタ組
立体。 - 【請求項９】 （ａ）前記境界セクションが前記第１の端部と前記第２の端部の間に１２の領
域を含んでおり、 （ｉ）第１０の領域が、前記基線から約４．００インチ離れて位置し、直径が
約６．５２０インチであり、 （ｉｉ）第１１の領域が、前記基線から約４．２５インチ離れて位置し、直径
が約６．５１９インチであり、 （ｉｉｉ）第１２の領域が、前記基線から約４．５０インチ離れて位置し、直
径が約６．５１２インチであることを特徴とする請求項８に記載の空気フィルタ
組立体。 - 【請求項１０】 （ａ）前記第１の噴出管および前記第１のベンチュリ要素が、前記濾材の全長
の少なくとも９５パーセントにわたって正の清浄化圧力差を供給するように構築
され配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の空気フ
ィルタ組立体。 - 【請求項１１】 （ａ）前記第１のベンチュリ要素が前記清浄空気室中に延びるディフューザ部
分をさらに含んでおり、前記喉部分が前記入口部分と前記ディフューザ部分の間
に位置することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の空気フィ
ルタ組立体。 - 【請求項１２】 （ａ）前記ディフューザ部分がその端部において約７．６インチの直径を画定
し、 （ｂ）前記ディフューザ部分が、その中を延びる縦軸から少なくとも約９度傾
斜していることを特徴とする請求項１１に記載の空気フィルタ組立体。 - 【請求項１３】 （ａ）前記第１のフィルタ構造が、軸方向に整列した第１および第２のフィル
タ要素を含んでおり、 （ｉ）前記濾材が、前記第１のフィルタ要素中の第１の濾材および前記第２
のフィルタ要素中の第２の濾材を含んでいることを特徴とする請求項１乃至１２
のいずれか１項に記載の空気フィルタ組立体。 - 【請求項１４】 （ａ）前記スペーサ壁が第２の空気流開口を含んでおり、前記空気フィルタ組
立体が、さらに、 （ｂ）前記スペーサ壁の第２の空気流開口と空気流が連絡して配置された第２
のフィルタ構造であって、第２のフィルタ構造の内部清浄空気室を画定する濾材
を含んでいる第２のフィルタ構造を備え、 （ｉ）前記第２のフィルタの前記内部清浄空気室が前記スペーサ壁の前記第
２の空気流開口と空気流が連絡するように前記第２のフィルタ構造が配置され、 （ｉｉ）前記第２のフィルタ構造の前記濾材が第２のフィルタ構造に沿った
縦方向の長さを画定し、 さらに、 （ｃ）前記スペーサ壁の前記第２の空気流開口の内部に取り付けられ、前記第
２のフィルタ構造の前記内部清浄空気室中に突き出すように配置され、入口部分
および喉部分を含んでいる第２のベンチュリ要素と、 （ｄ）前記清浄空気室から前記第２のベンチュリ要素中に前記第２のフィルタ
構造に向かって空気パルスを導く向きに配置された第２の噴出管を備え、 （ｉ）前記第２の噴出管および前記第２のベンチュリ要素が、前記第 ２の濾材の長さの少なくとも９５パーセントにわたって正の清浄化圧力差を供給
するように構築されかつ配置されたことを特徴とする請求項１３に記載の空気フ
ィルタ組立体。 - 【請求項１５】 （ａ）前記第２の噴出管が、前記第２のベンチュリ要素の基線から約２２．６
インチ離して配置されたことを特徴とする請求項１４に記載の空気フィルタ組立
体。 - 【請求項１６】 （ａ）互いの反対側に位置する第１および第２の端部を有し、前記第１の端部
から前記第２の端部に向かって直径が小さくなる境界セクションを前記第２のベ
ンチュリ要素の前記喉部分が含んでおり、 （ｉ）前記第２のベンチュリ要素の前記境界セクションの長さが約３．０イ
ンチであり、 （ｉｉ）前記第２のベンチュリ要素の前記境界セクションの前記第１の端部
の直径が約６．８２８インチであり、 （ｉｉｉ）前記第２のベンチュリ要素の前記境界セクションの前記第２の端
部の直径が約６．５１２インチであることを特徴とする請求項１５に記載の空気
フィルタ組立体。 - 【請求項１７】 （ａ）入口部分と、 （ｂ）ディフューザ部分と、 （ｃ）前記入口部分および前記ディフューザ部分と境を接し、第１の端部およ
び第２の端部を有する境界セクションを有する喉部分を含んでおり、 （ｉ）前記境界セクションが、前記第１の端部から前記第２の端部に向かって
直径が小さくなる連続する複数の領域を含んでおり、 （ｉｉ）前記第２の端部が、前記境界セクションと前記ディフューザ部分の間
の連続する微分不能点を画定することを特徴とするベンチュリ要素。 - 【請求項１８】 （ａ）前記第１のベンチュリ要素の前記入口部分が基線を 画定し、 （ｉ）前記境界セクションの前記第１の端部が前記基線から約１．７５イン
チ離れて位置し、 （ｉｉ）前記境界セクションの前記第２の端部が前記基線から約４．７５イ
ンチ離れて位置し、 （ｉｉｉ）前記境界セクションの長さが約３．０インチであり、 （ｉｖ）前記第１の端部の直径が約６．８２８インチであり、 （ｖ）前記第２の端部の直径が約６．５１０インチであることを特徴とする
請求項１７に記載のベンチュリ要素。 - 【請求項１９】 （ａ）前記境界セクションが前記第１の端部と前記第２の端部の間に少なくと
も１２の領域を含んでおり、 （ｉ）第１の領域が、前記基線から約１．７５インチ離れて位置し、直径が
約６．８２８インチであり、 （ｉｉ）第２の領域が、前記基線から約２．００インチ離れて位置し、直径
が約６．７６４インチであり、 （ｉｉｉ）第３の領域が、前記基線から約２．２５インチ離れて位置し、直
径が約６．７１５インチであり、 （ｉｖ）第４の領域が、前記基線から約２．５０インチ離れて位置し、直径
が約６．６７２インチであり、 （ｖ）第５の領域が、前記基線から約２．７５インチ離れて位置し、直径が
約６．６３８インチであり、 （ｖｉ）第６の領域が、前記基線から約３．００インチ離れて位置し、直径
が約６．６０６インチであり、 （ｖｉｉ）第７の領域が、前記基線から約３．２５インチ離れて位置し、直
径が約６．５７６インチであり、 （ｖｉｉｉ）第８の領域が、前記基線から約３．５０インチ離れて位置し、
直径が約６．５４９インチであり、 （ｉｘ）第９の領域が、前記基線から約３．７５インチ離れて位置し、直径
が約６．５３３インチであり、 （ｘ）第１０の領域が、前記基線から約４．００インチ離れて位置し、直径
が約６．５２０インチであり、 （ｘｉ）第１１の領域が、前記基線から約４．２５インチ離れて位置し、直
径が約６．５１９インチであり、 （ｘｉｉ）第１２の領域が、前記基線から約４．５０インチ離れて位置し、
直径が約６．５１２インチであることを特徴とする請求項１８に記載のベンチュ
リ要素。 - 【請求項２０】 （ａ）フィルタ要素と空気流連絡したベンチュリ要素中に噴出管から加圧空気
を吐出して、フィルタ要素の全長の９５パーセントを超える長さにわたって正の
清浄化圧力差を供給する段階を含んでいることを特徴とするフィルタ要素を清浄
化する方法。
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