JP2005524797A - 縦溝流路濾過媒体を有するエアフィルタ - Google Patents
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Abstract
Description
気体はその流れの中でしばしば粒子材料を運ぶ。多くの事例では、気体の流れの中から幾分かまたは全ての粒子材料を取り除くことが望ましい。例えば、動力を備える乗り物または発電設備用のエンジンの空気取入れ口の空気流や、ガスタービンに向けられるガス流や様々な燃焼炉への空気の流れ中には、しばしば粒子材料が含まれる。様々なメカニズムを備える内部の作動部分に粒子材料が達すると、内部の作動部分にかなりの損害を与える。したがって、このようなシステムでは、エンジン、タービン、炉または他の設備における気体の流れの上流で粒子材料を取り除くことが望ましい。さまざまなエアフィルタもしくは気体フィルタ構成が微粒子の除去のために開発されてきている。しかしながら、一般にはさらなる改良が求められている。
エアクリーナは、ハウジングと接近用カバーを含む。ハウジングの内部容積部へはハウジングの壁の開口部を介して接近できる。濾過材に縦溝流路を形成したフィルタエレメントはエアクリーナから移動することで取り替えることができる。
A.エアクリーナの実施例およびシステムの概観
ここに記述されるフィルタ構造とフィルタ構成は、さまざまなシステムで使用できる。一つの特定のタイプのシステムが、図1において概ね概略的に図示されている。図1では、例えば少なくとも50cfmから1800cfmまでの定格空気流を必要とするエンジン33を有する乗り物などの装置32について図式的に示されている。バス、高速道路走行トラック、オフロード車、トラクタ、軽負荷または中負荷のトラック、モーターボートなどの海洋用途用にこの装置32が設けられる。このエンジン33は、空気と燃料の混合物の使用により装置32を駆動する。図1において、空気の流れが空気取入口領域35においてエンジン33に吸引される状態が示されている。エンジン33の空気取入れ口に任意に取り付けられるターボ36は鎖線で示されている。フィルタ構造42を備えるエアクリーナ40は、エンジン33とターボ36の上流に設けられている。一般的には、稼働状態では空気は矢印44の方向からエアクリーナ40中に入り、フィルタ構造42を通過するように引き込まれる。フィルタ構成では微粒子と汚染物質が空気中から取り除かれる。このようにして浄化された空気は、矢印46の方向に向かい下流の空気取入口35に流れる。この空気取入れ口からは、空気は装置32を駆動するエンジン33の内部に流れることとなる。
1.フィルタエレメント50の実施例
この開示によれば種々のフィルタエレメントを使用することができるが、これらのフィルタエレメントとしてはデプス媒体 (depth media)または波形の媒体を管状に形成したエレメントなどが含まれるであろう。使用可能な一つのフィルタエレメント50は、発明者のギーセケ等による米国特許番号第6,350,219号に記載されているフィルタエレメントが使用できるので、ここに参考のために記載する。この出願によるフィルタエレメント50に対して追加のバンドを設ける点を除き、望ましいフィルタエレメントは米国特許番号第6,350,219号に記述される動作原理に従うことを意味する。図示の実施形態では、フィルタエレメント50は直線的な空気の流れを許容するフィルタエレメントである。図示される特定の実施形態では縦溝流路またはZ−濾過媒体80を使用する。
媒体を巻きつけるかまたはロールさせるためには種々の方法が採用できる。いくつかの望ましい実施形態によれば、媒体構造102はフィルタエレメント50の中心部材のコアとして機能するセンターマンドレルの回りに巻きつけられ、巻きつけ後に取り除かれるかコアを残すようにして形成されるであろう。横長、楕円形、長方形または競馬場のトラックの形状を有するように濾過媒体を製造するために非円形の中心巻回部材が利用されることは容易に理解されよう。この媒体構造102はマンドレルあるいは中心コアを用いずに巻きつけることもできる。コアレスのエレメント50を製造するための1つの製造工程については米国特許第6,416,605号に記述されているので、ここに参考として記載する。
次に、図29を参照すれば、エアクリーナ40中で使用可能なフィルタエレメント50が500で図示されている。図示のフィルタエレメント500は上述したフィルタエレメント50と同じ特徴を備えており、Z−濾過媒体502、バンド504およびシール部材506を含んでいる。これらのZ−濾過媒体502、バンド504およびシール部材506の特徴は、上述したZ−媒体80、バンド168およびシール部材と類似するのでここでは説明を繰り返さない。また、上述された枠構造と類似しているが完全には同様ない枠構造508が設けられている。図示の実施形態では、この枠構造508はハンドルを収容できるように枠構造134が変更されている。
上述したように、望ましいハウジング48は本体構造62と取り外し可能なカバー52とを含むであろう。この本体構造62は、本体部材60と入口の構造56および出口の構造58とを含む。
フィルタエレメント50をハウジング48に取り付けるためには、アクセスのための接近用開口部70を露出するためにカバー52が本体構造62から取り外される。フィルタエレメント50の第2の端部82が出口の構造58に隣接する一方で、第1の端部81が入口の構造56に隣接するようにフィルタエレメント50が配置されている。バンド168は斜面262に対して係合するように配置されている。フィルタエレメント50は、側面導入部72を介して導入されスライドマウント260に沿って矢印268の方向に滑らされる。バンド168に対するスライド表面264の係合作用によって、出口の構造58の密封面176に対してシール部材136が向かう方向である出口の構造58側に向けてフィルタエレメントが移動される。最後に、フィルタエレメント50は閉じた端部234と深い斜面部分265に達する。この時点では、シール部材136はハウジング48の密封面176とフィルタエレメント50の枠構造の剛体の突起138との間に位置されることで半径方向シール142を形成しているはずである。次にカバー52がフィルタエレメント50の露出した部分の上に配置される。縁292はフィルタエレメント50を支持するためにバンド168に係合する一方で、突起304はフィルタエレメント50の凹部150の中に延びて受け入れられる。締結部材246、247が本体部材60にカバー52を接続するために挿入される。以上でエアクリーナ40の濾過作用のための準備が整うことになる。
一般的には、エアクリーナを点検整備するための点検整備方法が提供され、エアクリーナはハウジングの中に取り付けられるフィルタエレメントを含み、フィルタエレメントとハウジングの間のシールを解除するためにハウジングの中の傾斜の表面に対してフィルタエレメントを傾ける。フィルタエレメントに第1の流れ面とこれに対向する第2の流れ面を有する。フィルタエレメントは多くの縦溝流路を有する媒体を含む。それぞれの縦溝流路は第1の流れ面に隣接する上流の部分と、第2の流れ面に隣接する下流の部分を有する。選択される一方の縦溝流路は上流の部分で開いており、下流の部分で閉じており、縦溝流路の選択された他方のものは上流の部分で閉じており、下流の部分で開いている。ハウジングの中の傾斜の表面に対してフィルタエレメントを傾ける工程は、フィルタエレメントとハウジングの間の半径方向シールを解除すること。以上を点検整備方法は含む。
Claims (27)
- (a)第1の端部とこれに対向する第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部の間に設けられる側壁とを有するハウジングであって、
(i)前記側壁はアクセスのための接近用開口部を形成し、
(b)前記接近用開口部の上に取り外し自在に配置される接近用カバーと、
(c)前記ハウジング中で動作できるように取り付けられるフィルタエレメントであって、前記フィルタエレメントは第1の流れ面とこれに対向する第2の流れ面を有し、前記フィルタエレメントは複数の縦溝流路を有する媒体梱包体を含み、それぞれの前記縦溝流路は前記第1の流れ面に隣接する上流の部分と、前記第2の流れ面に隣接する下流の部分を有し、一方の前記縦溝流路は上流の部分で開いており、下流の部分で閉じており、他方の前記縦溝流路は上流の部分で閉じており、下流の部分で開いており、
(i)前記ハウジングは前記フィルタエレメントを前記側壁の前記接近用開口部を通して受け入れられ、続いて前記フィルタエレメントが前記ハウジングに対してシール係合するようにカム動作されることを特徴とするエアクリーナ。 - (a)前記ハウジングの側壁は、前記フィルタエレメントを前記ハウジングに対してシール係合させるようにカム動作させるためのスライドマウントを含むことを特徴とする請求項1に記載のエアクリーナ。
- (a)前記スライドマウントは、前記接近用開口部から前記ハウジングの閉じた部分まで延設される斜面を含むことを特徴とする請求項2に記載のエアクリーナ。
- (a)前記フィルタエレメントは、シール部材と枠構造を含み、前記枠構造は前記第2の流れ面から軸方向に突出される延設部を有し、シール部材が前記枠構造の前記延設部により支持され、前記フィルタエレメントが前記シール係合するように前記カム動作されると前記ハウジングとともに半径方向シールを形成することを特徴とする請求項3に記載のエアクリーナ。
- (a)前記接近用カバーは、前記フィルタエレメントが区画する凹部の内部に向けて延設される突起部を含むことを特徴とする請求項4に記載のエアクリーナ。
- (a)前記フィルタエレメントの前記凹部は、前記シール部材に隣接していることを特徴とする請求項5に記載のエアクリーナ。
- (a)前記フィルタエレメントは、前記第1の流れ面の周囲のバンドを含み、
(b)前記接近用カバーは、前記フィルタエレメントを支持するために前記バンドに対して係合する突出部を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエアクリーナ。 - (a)前記接近用カバーは、前記ハウジングの内部容積部に向かうように延設される突出部を含み、
(b)前記フィルタエレメントは、前記第1の流れ面において、前記斜面と前記接近用カバー上の前記突出部とで支持されることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載のエアクリーナ。 - (a)前記フィルタエレメントは、前記第1の流れ面の周囲のバンドを含み、
(i)前記バンドは、前記斜面と前記縁とに係合することを特徴とする請求項8に記載のエアクリーナ。 - (a)前記ハウジングと前記接近用カバーの内の一つは、前記ハウジングの内部容積部を目視検査するための窓を含むことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のエアクリーナ。
- 請求項1に記載のエアクリーナの点検整備方法であって、前記エアクリーナは第1の端部とこれに対向する第2の端部と前記第1の端部と前記第2の端部の間に設けられる側壁とを有するハウジングとを備え、前記側壁はアクセスのための接近用開口部を定義し、前記接近用開口部の上に取り出し自在に接近用カバーが配置され、前記ハウジングの中で動作するように配置され、シールされるフィルタエレメントとを備え、前記フィルタエレメントは第1の流れ面とこれに対向する第2の流れ面とを有し、前記フィルタエレメントは複数の縦溝流路を有する媒体梱包体を含み、それぞれの縦溝流路は前記第1の流れ面に隣接する上流の部分と、前記第2の流れ面に隣接する下流の部分を有し、一方の前記縦溝流路は上流の部分で開いており、下流の部分で閉じており、他方の前記縦溝流路は上流の部分で閉じており、下流の部分で開いており、前記ハウジングは前記フィルタエレメントを前記側壁の前記接近用開口部を通して受け入れ、そして前記フィルタエレメントが前記ハウジングに対してシール係合させるようにカム動作され、前記点検整備方法は、
(a)前記フィルタエレメントを前記ハウジング内の傾斜表面に対して傾斜させることで前記フィルタエレメントと前記ハウジングの間のシール状態を解除する工程を備えることを特徴とする点検整備方法。 - (a)前記シール状態を解除するために前記ハウジング内の傾斜表面に対して前記フィルタエレメントを傾ける工程は、前記フィルタエレメントと前記ハウジングの間の半径方向シールを解除することを含むことを特徴とする請求項11に記載の点検整備方法。
- (a)前記傾ける工程の後に、前記ハウジングの側壁の前記接近用開口部を通して前記フィルタエレメントを取り除く工程を含むことを特徴とする請求項11または12に記載の点検整備方法。
- (a)前記取り除く工程の後に、第2のフィルタエレメントを準備し、前記第2のフィルタエレメントを前記ハウジングに取り付ける工程であって、
(i)前記第2のフィルタエレメントは第1の流れ面とこれに対向する第2の流れ面を有し、前記第2のフィルタエレメントは複数の縦溝流路を有する媒体梱包体を含み、それぞれの前記縦溝流路は前記第1の流れ面に隣接する上流の部分と、前記第2の流れ面に隣接する下流の部分を有し、一方の前記縦溝流路は上流の部分で開いており、下流の部分で閉じており、他方の前記縦溝流路は上流の部分で閉じており、下流の部分で開いていることをさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の点検整備方法。 - (a)前記ハウジングは前記傾斜表面の部分を形成する斜面を含み、
(b)前記取り付ける工程は、前記第2のフィルタエレメント上のシール部材と前記ハウジングの密封面との間でシール状態を形成するために前記ハウジングの前記斜面に対して前記第2のフィルタエレメントの一部を滑らせる工程を含むことを特徴とする請求項14に記載の点検整備方法。 - (a)前記傾ける工程の前に、前記ハウジングの側壁の前記接近用開口部を露出させるために前記ハウジングから前記接近用カバーを取り除く工程を、さらに含むことを特徴とする請求項11に記載の点検整備方法。
- (a)前記取り除く工程の後に、前記接近用開口部の上に前記接近用カバーを配置する工程を、さらに含むことを特徴とする請求項15に記載の点検整備方法。
- (a)前記接近用カバーを配置する工程の後に、前記ハウジングと前記接近用カバーの内の一つの窓を通して前記ハウジング中の前記フィルタエレメントを目視する工程を、さらに含むことを特徴とする請求項17に記載の点検整備方法。
- (a)前記傾斜表面に対してフィルタエレメントを傾ける前記工程は、前記第2の流れ面に対して角度範囲が約70〜110度となるようにして前記フィルタエレメントに牽引力の力を加える工程を含むことを特徴とする請求項17に記載の点検整備方法。
- (a)牽引力の力を加える工程は、前記フィルタエレメントに固定されるハンドルを引く工程を含むことを特徴とする請求項19に記載の点検整備方法。
- (a)前記ハンドルを引く工程は、前記フィルタエレメントに固定される可撓性の紐を引く工程を含むことを特徴とする請求項20に記載の点検整備方法。
- (a)前記フィルタエレメントはそこに取り付けられる枠構造を含み、
(b)前記可撓性の紐を引く工程は、前記枠構造に固定される可撓性の紐を引く工程を含むことを特徴とする請求項21に記載の点検整備方法。 - (a)前記接近用カバーを配置する工程は、前記フィルタエレメントの外側環状の部分の凹部に入りまた出るように延設された前記接近用カバーの突起部を配置する工程を含むことを特徴とする請求項17に記載の点検整備方法。
- 請求項1に記載のエアクリーナで使用されるフィルタエレメントにおいて、
(a)第1の流れ面とこれに対向する第2の流れ面とを有する媒体梱包体であって、前記媒体梱包体は複数の縦溝流路を含み、
(i)それぞれの前記縦溝流路は前記第1の流れ面に隣接する上流の部分と、前記第2の流れ面に隣接する下流の部分を有し、
(A)一方の前記縦溝流路は上流の部分で開いており、下流の部分で閉じており、他方の前記縦溝流路は上流の部分で閉じており、下流の部分で開いており、
(b)前記媒体梱包体に固定されるシール部材と、
(c)前記フィルタエレメントの一部に固定される可撓性の紐と、を備えることを特徴とするフィルタエレメント。 - (a)前記媒体梱包体の上に取り付けられる枠構造であって、
(i)前記枠構造は前記シール部材を支持し、
(ii)前記枠構造に固定される可撓性の紐と、をさらに備えることを特徴とする請求項24に記載のフィルタエレメント。 - (a)前記枠構造はその端部に取付けられるリップ部と、前記第2の流れ面から軸方向に突出される延設部とを有し、前記シール部材は前記枠構造の前記延設部で支持され、 (b)前記可撓性の紐は、前記枠構造の前記リップ部に固定されることを特徴とする請求項25に記載のフィルタエレメント。
- (a)前記リップ部は貫通孔を区画し、
(b)前記可撓性の紐は前記貫通孔を通過するように設けられることを特徴とする請求項26に記載のフィルタエレメント。
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