JP2002536152A - トウ巻きフィルタカートリッジ - Google Patents
トウ巻きフィルタカートリッジInfo
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Abstract
(57)【要約】
トウ巻きフィルタカートリッジ（１０）は、７５μｍ以下のフィルタレーティングを得るために、透過性コア（１２）と、このコアの回りに螺旋状に又はダイアモンド形状に或いは回りくねった形状に巻かれた、ゼロのねじれ度を有する一つ又はそれより多くのトウ（１４）を備える。トウは、金属ファイバ（１６）を備えられる。好ましくは、フィルタカートリッジのトウは、金属ファイバのみからなる。
Description
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、透過性コアと、このコアの回りに螺旋状又はダイヤモンド形状、或
いは曲がりくねった形状に巻かれた一つ以上のトウとを備えるトウ巻きフィルタ
カートリッジに関する。
いは曲がりくねった形状に巻かれた一つ以上のトウとを備えるトウ巻きフィルタ
カートリッジに関する。
【０００２】 （発明の背景） トウ巻きフィルタカートリッジは、当技術分野ではこのように知られている。
【０００３】 例としては、米国特許第５，６７９，２５１号では、ポリエステル糸よりなる
トウ巻きフィルタカートリッジを開示している。このフィルタは、ディーゼルエ
ンジンにおける２次オイルフィルタとして使用される。
トウ巻きフィルタカートリッジを開示している。このフィルタは、ディーゼルエ
ンジンにおける２次オイルフィルタとして使用される。
【０００４】 しかしながら、それらのフィルタレーティング（ろ過度合い）に続いて、これ
らのタイプのフィルタカートリッジには、幾つかの多大な不便さがある。
らのタイプのフィルタカートリッジには、幾つかの多大な不便さがある。
【０００５】 これらの多大な不便さの内の一つは、このようなフィルタカートリッジが何回
かの洗浄や逆洗（逆流洗浄）に適さないことである。これらのフィルタカートリ
ッジは、使用後に単に捨てられてしまう。
かの洗浄や逆洗（逆流洗浄）に適さないことである。これらのフィルタカートリ
ッジは、使用後に単に捨てられてしまう。
【０００６】 他の不便さは、このようなフィルタカートリッジは、高圧化又は高温化のよう
な厳しい状況下で動作するのに適さないことである。実際に、織物フィルタカー
トリッジは安定しない。織物フィルタカートリッジは、濡れると膨張し、外側の
ラップや層が外表面を滑り落ちてしまう。
な厳しい状況下で動作するのに適さないことである。実際に、織物フィルタカー
トリッジは安定しない。織物フィルタカートリッジは、濡れると膨張し、外側の
ラップや層が外表面を滑り落ちてしまう。
【０００７】 （発明の概要） 本発明の目的は、当技術分野で知られているトウ巻きフィルタと比較して、フ
ィルタレーティングが改良されたフィルタカートリッジを提供することである。
ィルタレーティングが改良されたフィルタカートリッジを提供することである。
【０００８】 本発明の他の目的は、何回か洗浄できるフィルタカートリッジを提供すること
である。
である。
【０００９】 また、本発明の目的は、使い捨てではないフィルタカートリッジを提供するこ
とである。
とである。
【００１０】 本発明の更に他の目的は、フィルタ媒体の一体性と安定性が改良されたフィル
タカートリッジを提供することである。
タカートリッジを提供することである。
【００１１】 本発明によれば、７５μｍ以下の絶対フィルタレーティングを得るために、透
過性コアと、このコアの回りに螺旋状又はダイヤモンド形状に、或いは曲がりく
ねった形状に巻かれた一つ以上のトウとを備えるトウ巻きフィルタカートリッジ
が提供される。これらのトウは、金属ファイバを備え、本発明の好適な具体例で
は、金属ファイバのみからなる。トウが平らであるので、２０μｍより大きい全
粒子、１０μｍより大きな全粒子または５μｍよりも大きな全粒子でさえ、９５
％より多くを保持し、例えば９９％より多くを保持する本発明の主体であるトウ
巻きフィルタが提供され得る。本発明の主体としてのトウ巻きフィルタは、１μ
ｍよりも大きい全粒子または０．７５μｍよりも大きな全粒子の９５％より多く
を保持し得る。
過性コアと、このコアの回りに螺旋状又はダイヤモンド形状に、或いは曲がりく
ねった形状に巻かれた一つ以上のトウとを備えるトウ巻きフィルタカートリッジ
が提供される。これらのトウは、金属ファイバを備え、本発明の好適な具体例で
は、金属ファイバのみからなる。トウが平らであるので、２０μｍより大きい全
粒子、１０μｍより大きな全粒子または５μｍよりも大きな全粒子でさえ、９５
％より多くを保持し、例えば９９％より多くを保持する本発明の主体であるトウ
巻きフィルタが提供され得る。本発明の主体としてのトウ巻きフィルタは、１μ
ｍよりも大きい全粒子または０．７５μｍよりも大きな全粒子の９５％より多く
を保持し得る。
【００１２】 一つのトウ又はその束は、１００本乃至１５０００本のファイバ、例えば、１
００００本のファイバ又は１２０００本のファイバを備える。このファイバは、
一つ以上のトウを備えてもよく、各トウは、異なる数のファイバを含んだり、又
は各トウは、異なるタイプのファイバ、例えば、異なる直径のファイバを有する
。
００００本のファイバ又は１２０００本のファイバを備える。このファイバは、
一つ以上のトウを備えてもよく、各トウは、異なる数のファイバを含んだり、又
は各トウは、異なるタイプのファイバ、例えば、異なる直径のファイバを有する
。
【００１３】 本発明の主体としてのカートリッジのトウは、ゼロのねじれ度を有し、それは
、トウ中の個々のファイバがほぼ平行であり、互いにねじれていない事を意味す
る。このゼロのねじれ度の結果としては、巻き付け操作の間、そのトウは、オー
バル形状の糸ではなくてむしろ平らなテープの形状でコアに適用される。これに
よって、フィルタ中の空隙量がより低くなり、それによって、小さな粒子が通過
するスペースがより少なくなる。ゼロのねじれ度は、捩れを有するトウを備える
巻き付けトウカートリッジフィルタに比較して、より低いフィルタレーティング
を得る事を可能とする。
、トウ中の個々のファイバがほぼ平行であり、互いにねじれていない事を意味す
る。このゼロのねじれ度の結果としては、巻き付け操作の間、そのトウは、オー
バル形状の糸ではなくてむしろ平らなテープの形状でコアに適用される。これに
よって、フィルタ中の空隙量がより低くなり、それによって、小さな粒子が通過
するスペースがより少なくなる。ゼロのねじれ度は、捩れを有するトウを備える
巻き付けトウカートリッジフィルタに比較して、より低いフィルタレーティング
を得る事を可能とする。
【００１４】 フィルタカートリッジのトウは、カートリッジのコアの回りに複数の層を形成
してもよい。これらの層の各々は、等しいファイバ径のファイバのみから成って
もよく、且つファイバの径はトウが位置される層に依存して変化してもよい。
してもよい。これらの層の各々は、等しいファイバ径のファイバのみから成って
もよく、且つファイバの径はトウが位置される層に依存して変化してもよい。
【００１５】 このように、非対称フィルタ構造は、ファイバ径が増加する又は減少する順序
で異なるファイバ径のものを層状にコアの上に巻き付けることによって形成され
てもよい。
で異なるファイバ径のものを層状にコアの上に巻き付けることによって形成され
てもよい。
【００１６】 本発明の文脈の範囲内で、用語「金属ファイバ」は、米国特許第４，９３０，
１９９号に記述されているように、巻き取られた金属フォイルの上縁を研削する
ことによって、又は例えば米国特許第３，３７９，０００号に記述されているよ
うに、バンドルドローイング技術（bundled drawing technique)を使用して、又
は溶融抽出技術によって製造され得るファイバを指す。金属ファイバは、１μｍ
と１００μｍの間の範囲、より好ましくは１．５μｍと４５μｍの間の範囲、例
えば２μｍと３０μｍの間の範囲の相当直径を有する。その用語「ファイバの相
当直径」は、本願の実際のファイバの断面と同じ断面を有する仮想的に丸いファ
イバの直径として定義される。
１９９号に記述されているように、巻き取られた金属フォイルの上縁を研削する
ことによって、又は例えば米国特許第３，３７９，０００号に記述されているよ
うに、バンドルドローイング技術（bundled drawing technique)を使用して、又
は溶融抽出技術によって製造され得るファイバを指す。金属ファイバは、１μｍ
と１００μｍの間の範囲、より好ましくは１．５μｍと４５μｍの間の範囲、例
えば２μｍと３０μｍの間の範囲の相当直径を有する。その用語「ファイバの相
当直径」は、本願の実際のファイバの断面と同じ断面を有する仮想的に丸いファ
イバの直径として定義される。
【００１７】 本発明の好適な具体例では、ファイバカートリッジは、金属ファイバ、最も好
ましくは、例えば、合金ＡＩＳＩ３０２、ＡＩＳＩ３０４、ＡＩＳＩ３１６又は
ＡＩＳＩ３１６Ｌのステンレススチールファイバを備える或いはそれよりなる。
ましくは、例えば、合金ＡＩＳＩ３０２、ＡＩＳＩ３０４、ＡＩＳＩ３１６又は
ＡＩＳＩ３１６Ｌのステンレススチールファイバを備える或いはそれよりなる。
【００１８】 金属ファイバは、高温及び熱ショックに対して抵抗力がある組成を有してもよ
い。このためには、それらは、最少量のＡｌ（アルミニウム）及びＣｒ（クロム
）を有してもよい。このような組成の例は、欧州特許第１５７４３２号のような
ＦｅaＣｒbＡｌcＹd合金である。
い。このためには、それらは、最少量のＡｌ（アルミニウム）及びＣｒ（クロム
）を有してもよい。このような組成の例は、欧州特許第１５７４３２号のような
ＦｅaＣｒbＡｌcＹd合金である。
【００１９】 本発明の特定の具体例では、ファイバカートリッジのトウ中の金属ファイバの
磁性が使用される。バンドルドドローンステンレススチールは、強磁性であり、
即ち、外部磁界が印加された時、それは一よりも大きな数である相対透磁率μr
を有する。強磁性材料、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、．．．から選
択された成分からなる。通常、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、又はＮｉ含有量が高くなれば
、強磁性はより顕著になる。強磁性ファイバを有するトウ巻きフィルタカートリ
ッジは、磁性及び準磁性粒子を例えば潤滑オイルから除去する場合より効果的で
ある利点を有する。実際、内燃機関用のエンジンオイルフィルタは、磨耗サイク
ルで生成される小さな鉄粒子を除去出来ることは重要である。このタイプのトウ
巻きカートリッジを磁界に置く事によって鉄粒子がエンジンオイルからより効果
的にフィルタ除去され得る。これは、繊維フィルタや紙フィルタに比較して、本
発明のトウ巻きフィルタカートリッジのある種の追加の利点である。
磁性が使用される。バンドルドドローンステンレススチールは、強磁性であり、
即ち、外部磁界が印加された時、それは一よりも大きな数である相対透磁率μr
を有する。強磁性材料、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、．．．から選
択された成分からなる。通常、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、又はＮｉ含有量が高くなれば
、強磁性はより顕著になる。強磁性ファイバを有するトウ巻きフィルタカートリ
ッジは、磁性及び準磁性粒子を例えば潤滑オイルから除去する場合より効果的で
ある利点を有する。実際、内燃機関用のエンジンオイルフィルタは、磨耗サイク
ルで生成される小さな鉄粒子を除去出来ることは重要である。このタイプのトウ
巻きカートリッジを磁界に置く事によって鉄粒子がエンジンオイルからより効果
的にフィルタ除去され得る。これは、繊維フィルタや紙フィルタに比較して、本
発明のトウ巻きフィルタカートリッジのある種の追加の利点である。
【００２０】 本発明の更に他の実施の形態では、金属フィルタを備えるトウ巻きフィルタカ
ートリッジは、フィルタ移動を回避するために、焼結、例えば、水素焼結された
。そして、フィルタの一体性がこの焼結操作によって増加された。このような焼
結バージョンは、高負荷液やガス、高乱流、及び高振動下で動作するフィルタカ
ートリッジのようなより過酷な用途での使用により適する。しかしながら、焼結
操作によってファイバの強磁性特性が除去される、即ち、相対透磁率μrが焼結
操作後に一になる。
ートリッジは、フィルタ移動を回避するために、焼結、例えば、水素焼結された
。そして、フィルタの一体性がこの焼結操作によって増加された。このような焼
結バージョンは、高負荷液やガス、高乱流、及び高振動下で動作するフィルタカ
ートリッジのようなより過酷な用途での使用により適する。しかしながら、焼結
操作によってファイバの強磁性特性が除去される、即ち、相対透磁率μrが焼結
操作後に一になる。
【００２１】 主に金属ファイバよりなる本発明の主題としてのトウ巻きフィルタは、より安
定的である。理由は、これらのフィルタが使用中に大きくは膨張せず、且つより
高い温度、圧力及び攻撃的な状況に対してより抵抗力がある。トウが平らである
ので、バックフラッシュ（逆流）を適用して何回か洗浄された後、主に金属ファ
イバよりなるトウ巻きフィルタは、それらのフィルタ性能を大きく維持して、そ
れによって使い捨てではないフィルタ媒体を提供する。
定的である。理由は、これらのフィルタが使用中に大きくは膨張せず、且つより
高い温度、圧力及び攻撃的な状況に対してより抵抗力がある。トウが平らである
ので、バックフラッシュ（逆流）を適用して何回か洗浄された後、主に金属ファ
イバよりなるトウ巻きフィルタは、それらのフィルタ性能を大きく維持して、そ
れによって使い捨てではないフィルタ媒体を提供する。
【００２２】 （発明の好適な実施の形態の説明） 図１は、表面に孔を有する金属シリンダの形態の透過性コア１２を備えるトウ
巻きフィルタカートリッジ１０を概略的に示す。ファイバ１６、好ましくは金属
ファイバのトウ１４は、このコアの回りに螺旋状又はダイヤモンド形状に、或い
は回りくねった形状に巻かれている。巻き付けの特定の方法、並びにトウ中のフ
ァイバの数及びファイバの直径は、フィルタカートリッジのフィルタレーティン
グを決定する。幾層かの巻き線が互いに重ねられてもよい。
巻きフィルタカートリッジ１０を概略的に示す。ファイバ１６、好ましくは金属
ファイバのトウ１４は、このコアの回りに螺旋状又はダイヤモンド形状に、或い
は回りくねった形状に巻かれている。巻き付けの特定の方法、並びにトウ中のフ
ァイバの数及びファイバの直径は、フィルタカートリッジのフィルタレーティン
グを決定する。幾層かの巻き線が互いに重ねられてもよい。
【００２３】 図２は、金属ファイバ１６を有するゼロのねじれのトウ１４を図示している。
ゼロのねじれは、金属ファイバ１６が互いの回りにねじられておらず、且つそれ
らが幾分平行に配置されていることを意味する。
ゼロのねじれは、金属ファイバ１６が互いの回りにねじられておらず、且つそれ
らが幾分平行に配置されていることを意味する。
【００２４】 図３は、図１に示されているトウ巻きフィルタの平面ＡＡ’に平行かつ半径方
向の切断面である。図４は、図３の詳細図である。図４に示されているように、
フィルタは、トウ自体が平ら、矩形或いは四角なリボンの形態を容易に取る事が
出来、且つこのよなトウがコア１２に巻きつけられると、容量のある空隙１８が
可能な限り回避され、それによってトウがゼロのねじれではないフィルタカート
リッジに比較して、フィルタレーティングが減少されるという利点がある。
向の切断面である。図４は、図３の詳細図である。図４に示されているように、
フィルタは、トウ自体が平ら、矩形或いは四角なリボンの形態を容易に取る事が
出来、且つこのよなトウがコア１２に巻きつけられると、容量のある空隙１８が
可能な限り回避され、それによってトウがゼロのねじれではないフィルタカート
リッジに比較して、フィルタレーティングが減少されるという利点がある。
【００２５】 これとは対照的に、ゼロのねじれではないトウは、平ら、矩形、又は四角なリ
ボンの形態を取らず、形状がむしろ円形又は楕円のままである。ゼロのねじれで
はないトウを巻くことによって、隣接する巻き線間に空隙が生成される。
ボンの形態を取らず、形状がむしろ円形又は楕円のままである。ゼロのねじれで
はないトウを巻くことによって、隣接する巻き線間に空隙が生成される。
【００２６】 本発明によるトウ巻きフィルタカートリッジの幾つかの具体例は、テスト目的
で製造された。
で製造された。
【００２７】 ＡＣスパークプラグ微細エアクリーナのテストダストの懸濁液が準備された。
【００２８】 最初にフィルタは、１０ガロン（３７．８５リットル）の脱イオン水が流され
、次に１ガロン（３７．８５リットル）のダスト懸濁液が流される。流出水の約
３クォート（約４２リットル）が収集された後、１ｍｌ（ミリリットル＝１／１
０００リットル）のサンプルが０．４５μｍ（３４ｍｍ直径）ミリ孔フィルタを
通過された。フィルタ処理に続いて、フィルタは乾燥され且つ光、位相、コント
ラスト、暗視野、及び変更光顕微鏡検査を実行するように装備されたオリンパス
ＣＨ−２マイクロスコピックを使用して検査された。検査は、１０００倍で実行
された。
、次に１ガロン（３７．８５リットル）のダスト懸濁液が流される。流出水の約
３クォート（約４２リットル）が収集された後、１ｍｌ（ミリリットル＝１／１
０００リットル）のサンプルが０．４５μｍ（３４ｍｍ直径）ミリ孔フィルタを
通過された。フィルタ処理に続いて、フィルタは乾燥され且つ光、位相、コント
ラスト、暗視野、及び変更光顕微鏡検査を実行するように装備されたオリンパス
ＣＨ−２マイクロスコピックを使用して検査された。検査は、１０００倍で実行
された。
【００２９】 フィルタ当り１０のフィールドがカウントされた。
【００３０】 オリンパスレチクル（０μｍから１００μｍまで徐々に変化する）を使用して
、粒子がサイズ分けされ、且つパーセンテージ及びフィルタあたりの粒子の総数
（サンプル１０ｍｌ）が計算された。
、粒子がサイズ分けされ、且つパーセンテージ及びフィルタあたりの粒子の総数
（サンプル１０ｍｌ）が計算された。
【００３１】 表１は、その結果を要約している。
【００３２】 一層低いフィルタレーティングを目指して、他のテストサンプルが同様のテス
トを受けた。テストは、水とＩＳＯ Ａ２（微細）汚染を使用して周囲温度下で
行なわれた。表ＩＩに見られるように、ゼロのねじれのトウ巻きフィルタを使用
して、１μｍより大きな粒子又は０．７５μｍよりも大きな粒子でさえ、９５％
より多くの保持ができる。
トを受けた。テストは、水とＩＳＯ Ａ２（微細）汚染を使用して周囲温度下で
行なわれた。表ＩＩに見られるように、ゼロのねじれのトウ巻きフィルタを使用
して、１μｍより大きな粒子又は０．７５μｍよりも大きな粒子でさえ、９５％
より多くの保持ができる。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【図１】 本発明によるトウ巻きフィルタカートリッジの側面図を示す。
【図２】 ゼロのねじれのトウを示す。
【図３】 本発明の主題としてのトウ巻きフィルタの半径方向断面を示す。
【図４】 図３に示される断面の詳細を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G015 BG00 BG16 DA01 DA08 DA09 EA05 4D019 AA03 BA02 BB00 BC02 CA03 CB04
Claims (13)
- 【請求項１】 透過性コアと、該コアの回りに螺旋状に巻かれた又はダイヤ
モンド形状に巻かれた一つ以上のトウを備えるトウ巻きフィルタカートリッジで
あって、前記トウのねじれ度はゼロであることを特徴とするトウ巻きフィルタカ
ートリッジ。 - 【請求項２】 前記トウは、金属ファイバを備える請求項１に記載のフィル
タカートリッジ。 - 【請求項３】 前記トウは、金属ファイバよりなる請求項１に記載のフィル
タカートリッジ。 - 【請求項４】 前記トウ巻きフィルタカートリッジは、７５マイクロメート
ル以下の絶対フィルタレーティングを有する請求項１又は３に記載のフィルタカ
ートリッジ。 - 【請求項５】 前記トウ巻きフィルタカートリッジは、１μｍより大きな全
粒子の９５％を保持する請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ。 - 【請求項６】 前記金属ファイバは、強磁性ファイバである請求項２乃至５
の何れか一項に記載のフィルタカートリッジ。 - 【請求項７】 前記カートリッジは、ファイバの移動を回避するために焼結
された請求項３乃至５の何れか一項に記載のフィルタカートリッジ。 - 【請求項８】 前記ファイバは、１マイクロメートルから１００マイクロメ
ートルの範囲の直径を有する請求項１乃至７の何れか一項に記載のフィルタカー
トリッジ。 - 【請求項９】 前記トウは、複数の層を形成する請求項１乃至８の何れか一
項に記載のフィルタカートリッジ。 - 【請求項１０】 前記複数の層の各々は、等しいファイバ直径のファイバを
有するトウのみからなる請求項９に記載のフィルタカートリッジ。 - 【請求項１１】 前記複数の層の内の第１の層は、第１のファイバ直径のフ
ァイバを有するトウよりなり、前記複数の層の内の第２の層は、第２のファイバ
直径のファイバを有するトウよりなり、前記第１のファイバ直径は、前記第２の
ファイバ直径とは異なっている請求項１０に記載のフィルタカートリッジ。 - 【請求項１２】 前記第２のファイバ直径は、前記第１のファイバ直径より
も大きく、前記複数の層の内の前記第２の層は、前記複数の層の内の前記第１の
層よりも前記コアにより近くに配置されている請求項１１に記載のフィルタカー
トリッジ。 - 【請求項１３】 前記第２のファイバ直径は、前記第１のファイバ直径より
も大きく、前記複数の層の内の第１の層は、前記複数の層の内の第２の層よりも
前記コアにより近くに配置されている請求項１１に記載のフィルタカートリッジ
。
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