JP2009514677A - バグ型フィルター組立体内で使用するための、周辺ひだを有するフィルタースリーブを形成するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるためのシステムが提供され、これは、略水平の接触面と、予め定められたひだの連続して立ち上がったひだパックを前記水平接触面に供給するための、前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された切削構造体を有するプリーツ加工機と、前記プリーツ加工機から受け取った、前記立ち上がったひだパックを平坦化状態に導くための案内構造部と、前記ひだパックを平坦化状態に固定するための固定構造部と、周辺ひだのスリーブに引き続いて形成するために、前記平坦化されたひだパックを予め定められた長さに形成するための形成構造部、とを含むシステムである。周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるための方法も提供される。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、同一所有者の米国特許仮出願番号６０／７３６０７１（アーロンスペアリン（Aaron Spearin）ら、２００５年１１月９日出願）、名称「バグ型フィルター組立体中で使用するための、周辺ひだを有するフィルタースリーブを形成するための装置及び方法（Apparatus and Methods for Forming Filter Sleeves Having Circumferential Pleats For Use in a Bag-Type Filter Assembly）」の一部継続であって、その優先権を請求するものであり、本開示と矛盾しない範囲において、その開示を参考として本明細書に組み入れる。

本開示は、流体の濾過を対象とし、特に、周囲方向にひだが付いた媒質の２つの同心スリーブを有して、それらの間に濾過のための流体を受け入れる環状通路を画定する、バグ型フィルター組立体を対象とし、更に特に、周辺ひだを有するフィルタースリーブを形成するための装置及び方法を対象とする。

流体を濾過するためのバグ型フィルターシステムは、当該技術分野において周知である。これらのシステムには通常、一端が閉止されて反対側端部に取り外し可能なカバーを有する、円筒形のハウジングが含まれる。入口導管が、濾過されるべき流体をハウジング中へ送達し、出口導管が、濾過された流体をハウジングから取り出す。

送達された流体を濾過するために、交換可能なバグフィルターが、ハウジング内に配置される。バグフィルターには通常、開放された上端部と閉止された底を有する、フィルタが含まれる。フィルターバグは、通常はハウジング中に吊られている、オープンメッシュのバスケット又はケージの中に支えられる。バスケットは、フィルターバグの媒質を支えて、バグが液体で充満された時に、その破裂を防ぐように意図されている。

ひだ付きフィルター及びそれを組み立てるための機械を設計する数多くの努力がなされてきた。例えば、ストイエル（Stoyell）らに対する米国特許第５，５４３，０４７号（以降では、ストイエル（Stoyell）らに）は、上伏せひだ又は角度付きひだの媒質形状を使用するフィルター要素及び前記形状を製造する方法を記載している。ストイエル（Stoyell）らは、「上伏せ状態に形成される前には各ひだの２つの脚部が異なる高さを有する」傾斜ひだを作り出す、押しバーひだ付け方法を記載する。ストイエル（Stoyell）らのプロセス中では、可撓性の媒質が水平面上で平らに置かれ、一方、押しバーが、前方向にも移動しながら、媒質に垂直圧力を及ぼす。可撓性の媒質が予測可能に水平面から「膨らみ」、一方、押しバーが、媒質を静止圧力プレートの下に押し続け、そこの熱と圧力がひだを固定する。追加ブレードが各ひだの後ろに係合して、ひだパックの逆戻りを防ぐ。任意機構が説明されており、第三のナイフが、水平面の下に配置されて、媒質の下で上向きに進み、押しバーの前向き移動の間に、媒質の「膨らみ」を更に加勢する。それぞれの新しいひだは、圧力プレートの下で押しバーの面と以前にひだを付けられた材料との間で新しいひだが押される時に、予測可能に折り目を付けられる。

ひだパック全体は、圧力プレートの下で、押しバーの前向き移動毎に１度に１ひだずつ前進する。ひだは、押しバーの面角度、押しバーの移動距離、並びに他の工具及び機構の相対位置及び角度により規定される。結果として得られるひだパターンは、カートリッジコア周囲の接線に対して１５度〜７５度の間の角度で密接に接触する、弓状の又は傾斜するひだとして記述される。一実施形態では、ひだの向きが、要素の周囲周りにらせん状に巻き付けられてその全長を延びる及び接着された、帯紐ストリップによって保持される。らせん巻き付けは、流れを妨げないように間隔があいている。

ストイエル（Stoyell）らの特許に従って製造されるフィルターが、ニューヨーク州イーストヒルズ（East Hills, New York）のポール社（Pall Corporation）により製造され、商標名アルティプリーツ（Ultipleat）（登録商標）で販売されている。この製品の１つのバージョンは、アルティプリーツ（Ultipleat）（登録商標）ハイフロー（High Flow）フィルターであり、幾つかの異なるサイズで製造されている。例えば、そのフィルターは、１５．２ｃｍ（６インチ）で単一開放端部構成のものが、高さ５０．８ｃｍ（２０インチ）、１０１．６ｃｍ（４０インチ）、又は１５２．４ｃｍ（６０インチ）で製造されている。ポール・アルティプリーツ（Pall Ultipleat）（登録商標）フィルターは、標準型の６．３５ｃｍ（２．５インチ）直径の２５．４ｃｍ（１０インチ）カートリッジとしても入手可能である。この形式では、ある用途に対して、幾つかの２５．４ｃｍ（１０インチ）カートリッジが共に積み重ねられてもよい。

別の例については、ハームス二世（Harms, II）に対する米国特許第５，１７４，８９６号（以降では、ハームス（Harms）二世に）が、傾斜ひだパターンを形成する方法を記載しており、これはストイエル（Stoyell）らに記載されるものに類似のひだスタイルという結果になる。しかしながら、ハームス（Harms）二世は、被駆動のローラーと刻み目付け手段を有する１つのローラーとを利用する。平らな媒質が、被駆動のゴム製衝撃ローラーと刻み目付けワイヤが取り付けられたひだ付けローラーとの間を、制御された圧力下で引張られる。刻み目付けワイヤは、衝撃ローラーと協働で、より集中した力を媒質上の制御された場所に及ぼす。結果は、媒質ロールの幅を横断する弱化された又は圧縮された領域である。第二の組のローラーが、刻み目が付いた媒質を前進バリアと記載されるものに向けて前向きに押し、このことが加勢して、媒質が刻み目付き圧縮領域に沿って座屈して折り曲げられる。ひだは、ひだ付けローラー上の刻み目付けワイヤの間隔によって支配される。刻み目付けワイヤ間の交互する長・短の距離パターンは、傾斜ひだ配向を生成し、１つの脚部が他方より長くなる。

更に別の例については、ブリッグス（Briggs）に対する米国特許第２，３９５，４４９号（以降では、ブリッグス（Briggs）に）が、密に接触する及び結合ストリップによって保持された本来的に弓状又は角度付きのひだを有するフィルター要素を記載している。ブリッグス（Briggs）は、フィルター要素のひだを密に接触して及び傾いて保持する方法を記載する。網状の裏打ち又は結合材料のストリップが、ひだパックの片側上の圧縮されたひだパックの先端に付着される。ひだパックが円筒に形成される時に、この束縛表面が、ひだ付き要素の内径になる。この点において、フィルター要素は、放射状にひだが付いた要素に類似する。フィルター要素の追加加工は、要素の外径に沿う回転摩擦が含まれていて、らせん状ひだパターンを作り出し、次にこれが、網状の裏打ち又は結合材料の追加ストリップによって束縛されてもよい。

更に別の例では、ポウル（Paul）らに対する米国特許第５，８８２，２８８号及び第６，０４８，２９８号（以降では、ポウル（Paul）らに）が、らせん状のひだが付いたフィルターカートリッジを形成する装置を記載している。ポウル（Paul）らが記載する装置は、当初はある外径の放射状にひだが付いたフィルターを、より小さい最終直径のらせん状にひだが付いたフィルターに変形するように設計されている。ブリッグス（Briggs）に記載されるものに類似して、その装置は、外径に沿って回転摩擦と圧縮を付与し、らせん状のひだパターンを作り出す。ひだパターンは、装置の中で圧縮されている間に円筒形ひだパックの上に挿入された、ぴったり合う嵌め合いの外側網目又はプラスチックケージとの摩擦のために維持される。

種々の特に有用な機械装置が、既に上伏せ状態であるひだを生産することができる。共通の技法は、押しバー又は一組の押しブレードと一組の掴みローラー又は掴みベルトとを利用する。ストイエル（Stoyell）らに非常に類似して、押しバーが、媒質の「膨らみ」を作り出し、次に、「膨らんだ」媒質の端部を掴みローラーの掴みの中へ押し込む。掴みローラーが進んで、圧力及びある場合には熱の下で、「膨らんだ」媒質に折り目を付ける。作り出されたひだパターンは、周囲方向にひだが付いたフィルター要素を形成するのに望ましいものに類似している。ひだは、押しバーが前進する距離及び掴みローラーの相対的な駆動速度により支配される。ひだ付け機の駆動はラチェット動作又は断続駆動として記述されることが多く、駆動の道具立ては、押しバーの前進毎に掴みローラーが１回転の設定された分割を進むように設計される。幾つかの実施形態には、ストイエル（Stoyell）らと同じように媒質の「膨らみ」を助ける、及びまたこの平坦化されたひだパターンに微小変化を作り出す、追加ナイフブレードも含まれる。

大体において、これらの従来技術の努力は、従来技術のひだ付け機構が非常に特殊化されているという点で、不足している。具体的には、機械のハードウエアは、特定の高さ、角度、及びオーバーラップの程度のひだを生成するように指摘されている。例えば、ハームス（Harms）二世で標準的な放射状ひだを作り出すためには、オペレータは、刻み目付けワイヤがひだ付けローラーの周囲周りで等間隔であるように刻み目付けワイヤの位置を変えるか、又は完全に異なるローラーに全て変更しなければならない。加えて、このひだ付け方法は、刻み目が付く傾向が少ないポリマー又はメルトブローン媒質にひだを付ける時に、成功が少ないことが実証されている。所望の効果を作り出すために、過剰の圧力が必要であり、このことは、刻み目付けワイヤの緩み又は伸びなど、道具立てを直ぐにすり減らしてしまうことに繋がる。そのような運転からの騒音も耐えがたいと記述されている。

更に、リーベスカインド（Liebeskind）に対する米国特許第２９７，２４０号（以降では、リーベスカインド（Liebeskind）に）が、接着テープをひだパターンの上に貼付する方法を記載している。ひだ付け機の押しナイフが、掴みローラーの上流で、媒質に「膨らみ」を作り出す。押しナイフの直後かつ掴みローラーの直前で、接着テープの狭いストリップが、媒質に貼付されてこれを固定する。接着テープは、横方向ひだに局所的に接着してその進行を遅らせる、及び先端（cusp）と呼ばれる反ひだ（counter-pleat）を作り出すように機能する。ひだ付き／反ひだ付きの材料及び接着したテープは、熱サイクルを受けてひだパターンを永久的に固定する。接着テープは、次に除去される。リーベスカインド（Liebeskind）は、より密接に衣類産業に関係しており、衣類産業では、美的魅力のために、反ひだが作り出される。テープは、この効果を作り出すための一時的な媒体に過ぎない。濾過の範囲内では、反ひだ付けの効果は、現状では認められていない。

ルボシェツ（Luboshez）に対する米国特許第３，３４９，１５９号（以降では、ルボシェツ（Luboshez）に）は、ひだパックの各側に剥離紙を貼付する方法を記載しており、これにより挟み込まれたひだパックになる。剥離紙は、ひだ付き媒質がひだを固定するための熱サイクルを受ける時に、これを保持及び保護する。次に、剥離紙は除去される。結果として得られるひだパターンは、媒質の幅を横方向に延びる、一連の上伏せひだである。リーベスカインド（Liebeskind）と同じく、ルボシェツ（Luboshez）は衣類産業分野において、衣類産業では、ひだ付き媒質が織られており、加工中に経験する温度における焼けに敏感である。

ペインター（Painter）らに対する米国特許第３，３９０，２１８号（以降では、ペインター（Painter）らに）が、複数組のローラーを利用して媒質にひだを付ける方法を記載している。縦に積み重ねられたダブルローラーの組が、圧縮領域と記載されるところへ材料を押し込むための供給ニップを作り出す。この領域は、可動圧力プレート又は他の固定体と最初の組のローラーより遅い速度で回転するウェブ流下抑制ロールとによって縦に制限されており、圧縮領域において媒質のくしゃくしゃ化（crumpling）を作り出す。くしゃくしゃ（crumple）にされた媒質は、やがては、出口ニップを作り出す抑制ロールと供給ニップの下ローラーとの間を通過する。ひだは、所望される場合、上流で積み重ねられた上ローラー上の周辺溝に依存してウェブ横方向に変化されてもよいパターンで、上伏せにされる、又は微細ひだとして記載されるものに圧縮される。ひだの高さ及び向きは、相互に相対的なローラー速度、周辺の溝パターン、及び圧縮領域内の圧力プレートの位置によって決まる。この発明の一実施形態では、小さなひだと大きなひだがウェブ流下方向及びウェブ幅方向でパターン的に交互する、パッカードひだパターンが作り出される。しかしながら、断面においては、このパッカードひだは、部分的に上伏せ姿勢の「Ｗ」ひだに似ている。ペインター（Painter）らでは、オーバーラップの制御は不規則である。オーバーラップは、圧縮領域における刻み目の無い媒質のくしゃくしゃ化（crumpling）特性にもっぱら依存する。縦に積み重ねられたローラー及び圧縮領域は、抑制ローラーからの媒質の掴みに影響することができない。更に、ペインター（Painter）らの機械も、非常に特殊化されたひだを生産するものであり、本質的な機械変更無しでは、標準的な放射状ひだを生産することはできない。以上に見られるように、既存のプリーツ加工機に関連する幾つかの不利点が存在する。

本開示の対象は、周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるためのシステムであって、そのシステムが略水平の接触を含むものであるシステムと、周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるための方法である。

本開示の１つの代表的な実施形態では、周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるためのシステムであって、そのシステムは、略水平の接触面と、予め定められたひだの連続して立ち上がったひだパックを前記略水平接触面に供給するための、前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された切削構造体を有するプリーツ加工機と、前記プリーツ加工機から受け取った、立ち上がったひだ前記パックを平坦化状態に導くための案内構造部と、前記ひだパックを前記平坦化状態に固定するための固定構造部と、周辺ひだのスリーブに引き続いて形成するために、前記平坦化されたひだパックを予め定められた長さに形成するための形成構造部、とを含むシステムである。

本開示の別の代表的な実施形態に従えば、周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるための方法であって、その方法は、略水平の接触面を提供することと；予め定められたひだの連続して立ち上がったひだパックを前記略水平接触面に供給するための、前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された切削構造体を有するプリーツ加工機を提供することと；前記プリーツ加工機から受け取った、前記立ち上がったひだパックを平坦化状態に導くための案内構造部を提供することと；前記ひだパックを前記平坦化状態に固定するための固定構造部を提供することと；周辺ひだのスリーブに引き続いて形成するために、前記平坦化されたひだパックを予め定められた長さに形成するための形成構造部を提供すること、とを含む方法である。

本開示のバグ型フィルター組立体のこれら及び他の態様は、以下に記述される図面と併せて検討される次に続く本開示の発明を実施するための最良の形態から、当業者にはより容易に明白になるであろう。

ここから図面を参照していくが、図面中では類似参照番号が本開示の類似構造要素及び／又は機構を識別しており、図１に示されているのは、本開示の目下好ましい実施形態に従って構成された及び参照番号１０により全体的に表されるフィルター組立体である。フィルター組立体１０は、使用の後で好ましくは押しつぶし可能及び容易に廃棄可能な、通常バグ型フィルターと呼ばれるタイプのフィルター組立体である。

図１を参照して、フィルター組立体１０には、概ね円筒形の内側フィルタースリーブ１２と、概ね円筒形の外側フィルタースリーブ１４とが含まれる。内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４はそれぞれ、周囲方向に配置されて長手方向に延びる複数の弓状ひだ１６で少なくとも部分的に形成されており、これについては以下で更に詳細に説明される。ひだ１６を使用すると、従来技術のバグ型フィルターと比較して、フィルター組立体内の有効濾過面積値が増加する。有効表面積とは、使用中、流体にアクセス可能なフィルタの値である。濾過前の流体を受け入れるための細長い環状通路１８が、内側と外側のひだスリーブ１２、１４の間に画定されており、及び内側フィルタースリーブ１２が、フィルター組立体１０の流体移送用の中央穴２０を画定する。

入口キャップ２２が、図６を参照して以下で更に詳細に説明される方法で、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の上部又は第一の端部に固定されている。入口キャップ２２は、図２にてもっとも良く見られ、複数の周囲方向に配置された弓状の入口ポート２４と中央アクセスポート２３が含まれる。入口ポート２４は、内側と外側のフィルタースリーブ１２、１４の間に画定された環状通路１８に連通して、未濾過流体が通路に進入するのを助長するようになっている。入口キャップ２２の中央アクセスポート２３は、入口導管（図８参照）を取り付ける、ないしは別の方法で封止して収容するように適合及び構成されており、入口導管が、フィルター組立体１０の中央穴２０を貫通して、未濾過流体を入口キャップ２２の入口ポート２４へ送達する。

図２を参照して、入口キャップ２２は、好ましくは、ポリプロピレンのような高強度で軽量のプラスチック材料で形成される。組立の容易性のために、入口キャップ２２は、内側本体部分２２ａ及び外側フランジ部分２２ｂが含まれる、２つの異なる構造要素で形成される。入口キャップ２２の内側本体部分２２ａは、中央アクセスポート２３を画定する、不透過性の環状端部表面２５を画定する。アクセスポート２３は、入口導管を収容するように寸法決め及び構成されており、これが未濾過又はあるいは未処理の流体を入口キャップ２２により形成されるトラフの中へ送達する。入口キャップ２２の外側フランジ部分２２ａは、環状通路１８に連通する入口ポート２４を画定する。

図２ａに示される本開示の別の実施形態では、入口キャップ１２２は、閉止されている、すなわち開口部無しであるので、その端部表面に中央アクセスポートが形成されていない。そのような場合、未濾過流体を入口キャップ１２２の入口ポート１２４へ送達する入口導管は、フィルター組立体を支持するハウジングの頂部又はカバーを通してフィルター組立体に連通する。

入口キャップ２２の２つの構成部品は、好ましくは、幾つかの固定機構の相互作用により機械的に共に固定されており、これらには入口キャップ２２の内側本体部分２２ａ上に形成された複数の周囲方向に間隔が離れた係合タブ２７と、入口キャップ２２の外側フランジ部分２２ｂ上に形成された複数の対応する窪み（図示せず）とが含まれる。更に、図示されていないが、一連の弓状タブが、外側本体部分２２ｂから半径方向内向きに突き出て、内側本体部分２２ａの表面上に形成された対応する環状リップに係合する。入口キャップの２つの構成要素を共に固定する、又は別の方法で留める、又は結合する代わりの手段が使用されてもよい。入口キャップ２２が、単一の一体部材として形成可能であることも考えられている。

入口キャップ２２の外側フランジ部分２２ｂは又、半径方向外側の肩部２２ｃを有しており、図６にて最も良く見える上成型されたエラストマーの封止面２９がこれに含まれてもよい。上成型された封止面２９は、例えば図８に示されるように、フィルター組立体１０の入口キャップ２２と使用中にフィルター組立体１０を支持するハウジングとの間の封止境界面を改善する。このタイプの上成型された封止が、（本発明の譲受人に）共に譲渡された米国特許仮出願６０／４０４，１１１、名称「押しつぶし可能なフィルター要素のための封止（Seal For Collapsible Filter Element）」（２００２年８月１５日出願）にて開示されており、この特許を参考として本明細書に組み入れる。

図１を再び参照して、端部キャップ２６が、図７を参照して以下で更に詳細に説明される方法で、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の下部又は第二の端部に固定されている。端部キャップ２６は、図３にて最も良く見られるように、内側と外側のフィルタースリーブ１２、１４の間の環状通路１８を閉止する、不透過性の環状端部表面２８を有する。端部表面２８は、フィルター組立体１０から未濾過流体の退出を阻止する。加えて、端部キャップ２６は、内側フィルタースリーブ１２により形成される中央穴２０に連通する相対的に大きい中央出口ポート３２を有して、フィルター組立体１０からの濾過流体の退出を助長し、及び図８に示される入口導管の通過を可能にしている。端部キャップ２６が２つの別個の構成要素で形成可能であることも、本開示により考慮されており、及びこれに包含される。これらの構成要素は、入口キャップ２２の２つの構成部品に類似の方法で構成及び組み立てられることになろう。

図１を続けて参照して、シース３０が、外側フィルタースリーブ１４を包囲しており、及び相対的にオープンな多孔性を有する材料で、例えばポリマーのメッシュ又は網で形成される。シース３０は、バスケットの側面上にひだが引っ掛かることを減少することによって、フィルター組立体１０をバスケット（図示せず）中に取付けることを容易にする助けをするのに役立つ。これと同じタイプのシースが、フィルター組立体１０の中央穴２０内で、内側フィルタースリーブ１２の半径方向内面に関連付けられて、内側フィルタースリーブ１２を取付けの間のバスケットから保護し、及び取出しを容易にしてもよいと考えられている。

ここで図１ａを参照して、フィルター組立体１０の内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４はそれぞれ、多層のひだ付き複合物により形成される。ひだ付き複合物構造は、押しバーひだ付け機、ブレード型ひだ付け機、若しくは歯車型ひだ付け機などの、従来型のプリーツ加工機で生産されてもよく、又は従来の折り曲げ技法により形成されてもよい。或いは、ひだ付き複合物は、往復動又は類似方法で繰り返してスライドされた（indexd）マンドレルの周りに媒質が巻き付けられる、ないしは別の方法で形成される装置を使用して、生産することもできると考えられている。

複合物には、好ましくは、１層以上のフィルタ３４、上流支持／水切れ層３８、及び下流支持／水切れ層３６が含まれる。外側フィルタースリーブ１４の場合は、上流支持／水切れ層３８が、スリーブの半径方向内側に関連付けられ、一方、下流支持／水切れ層３６が、スリーブの半径方向外側に関連付けられる。内側フィルタースリーブ１２の場合は逆に、上流支持／水切れ層３８が、スリーブの半径方向外側に関連付けられ、一方、下流支持／水切れ層３６が、スリーブの半径方向内側に関連付けられる。

内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４が形成される多層複合物の上流及び下流の水切れ／支持層３６、３８は、好適な水切れ特性を有するいずれかの材料で作成することができる。例えば、水切れ／支持層３６、３８は、メッシュ若しくは網又は多孔質の織り若しくは不織シートの形態にすることができる。メッシュ及び網は、高温濾過用途に使用されることが多い金属メッシュ及び通常はより低い温度の用途に使用されるポリマーメッシュを含めて、様々な形態で入手される。ポリマーメッシュは、織りメッシュ及び押出しメッシュの形態で入手される。いずれのタイプが使用されてもよい。内側及び外側のスリーブ１２、１４の上流及び下流の水切れ／支持層３６、３８は、フィルター組立体１０が使用される濾過用途次第で、同一又は異なる材料で作成することができると考えられている。

内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４が形成される多層複合物のフィルタ層３４は、濾過されるべき流体及び所望の濾過特性に従って選択することができる。濾材は、多孔質フィルムすなわちミクロ孔質膜、又は繊維性のシート又は塊（mass）すなわちニードル・フェルト、メルトブローン、ガラス繊維などを含むことができる。均一の又は段階的な穴構造及びいずれか適切で有効な孔径を有してもよく、並びに天然材料又は合成ポリマーなどのいずれか好適な材料で形成されてもよい。従来の放射状にひだ付きのフィルター又はらせん状にひだ付きのフィルターと比較して、本開示のフィルター組立体は、フィルター組立体の有効濾過面積を減少することなく、相対的に厚いフィルタ及び支持／水切れ材料を使用することができる。

異なる濾過特性を有する２つ以上の媒質層がフィルタに含まれて、１層が他層のためのプレフィルターとして働くことができるとも考えられている。開示の一実施形態では、内側及び外側のスリーブ１２、１４が形成される多層複合物には、それぞれが同一の多孔性を有するフィルタ３４の複数層が含まれる。開示の別の実施形態では、内側及び外側のスリーブ１２、１４が形成される多層複合物には、それぞれが異なる多孔性を有するフィルタ３４の複数層が含まれる。そのような場合、よりオープンすなわち保持力がより少ない等級の媒質の層が、複合物の上流側に配置され、より詰まったすなわち保持力がより多い等級の媒質の層が、複合物の下流側に配置される。最もオープンなひだ付き媒質層よりもオープンなひだ無し媒質層（単数又は複数）が、両方のひだ付きフィルタースリーブ１２、１４の上流側に配置可能であることも考えられている。これらの層は、下流のひだ付き媒質への負荷を低減する働きをして、長寿命化を促進する。

フィルタースリーブ１２、１４が形成される複合物は、支持／水切れ材料の１つ以上の層に積層された１つ以上の媒質層からなることができるとも考えられており、十分に本開示の範囲内である。例えば、フルオロポリマー媒質が、スパンボンドされたポリプロピレン支持／水切れ材料に積層されてもよい。或いは、フルオロポリマー媒質層が、ポリプロピレンの対称又は非対称メッシュ又は網目に積層されてもよい。そのように積層された材料を使用することには、在庫、製造、及び組立の改善を含めて、著しい利点が有る。

本開示の代表的な実施形態では、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４のフィルタ層３４を画定する材料は、メルトブローンされたポリプロピレン媒質である。内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の上流支持層３８を画定する材料は、ポリマーの網目であり、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の下流水切れ層３６を画定する材料は、不織布のスパンボンド材料である。本開示のこの代表的な実施形態では、内側ひだ付きフィルタースリーブ１２は、約１２．０７ｃｍ（４．７５０”）の内径を有し、外側ひだ付きフィルタースリーブ１４は、約１６．９８５ｃｍ（６．６８７”）の外径を有する。これらの寸法は、使用のためにフィルター組立体が配置されるバスケットの寸法によって決まる。

内側フィルタースリーブ１２、外側フィルタースリーブ１４、又は内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の両方の周囲方向に配置されて長手方向に延びる弓状ひだ１６は、等しい弧長さを有することが考えられている。それぞれの弓状ひだ１６は、例えば図１ａに示されるように、半径方向内側の脚部１６ａ及び半径方向外側の脚部１６ｂが含まれる、一対の脚部を有する。各ひだ１６の２つの脚部１６ａ、１６ｂは、異なる弧長さ又は弓状高さを有する。半径方向内側のひだ脚部１６ａの弧長さは通常、半径方向外側のひだ脚部１６ｂの弧長さより短い又は未満である。本開示の目的のために、各ひだ１６の全弓状高さは、その内側ひだ脚部１６ａに関して測定される。

本開示の１つの代表的な実施形態では、各ひだ１６の半径方向内側の脚部１６ａの弧長さ又は弓状高さｈ_ｉは、約２．５４ｃｍ（１．０インチ）であり、各ひだ１６の半径方向外側の脚部１６ｂの弧長さ又は弓状高さｈ_ｏは、約３．８１ｃｍ（１．５インチ）である。本開示の別の代表的な実施形態では、各ひだ１６の半径方向内側の脚部１６ａの弧長さ又は弓状高さｈ_ｉは、約１．９１ｃｍ（０．７５インチ）であり、各ひだ１６の半径方向外側の脚部１６ｂの弧長さ又は弓状高さｈ_ｏは、約２．８５８ｃｍ（１．１２５インチ）である。

内側フィルタースリーブ１２、外側フィルタースリーブ１４、又は内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の両方の隣接又はそうでなければ近隣して周囲方向に配置される弓状ひだ１６は、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の周囲周りで均一な分布にすることが考えられている。すなわち、ひだは、例えば図４に示される如くに、ひだのオーバーラップが無いように、相互から均一な間隔にされる。換言すれば、ひだの根元と冠部が相互から半径方向に間隔がある従来の放射状にひだ付きのカートリッジと異なって、各ひだ１６の冠部又は頂部は、隣接ひだ１６の根元又は基部に又はその近辺に存在する。したがって、フィルター組立体１０の内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４は、各フィルタースリーブの略全周囲周りで、ひだ脚部の厚さの３倍に等しい略連続する半径厚さｔ_Ｒを有する。この場合、各フィルタースリーブ１２、１４の周囲「Ｃ」は、次の式により定義される：
Ｃ＝ｈ_ｉ×Ｎ
上式において、Ｎは、フィルタースリーブを形成するひだの数である。

内側フィルタースリーブ１２、外側フィルタースリーブ１４、又は内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の両方の隣接又はそうでなければ近隣して周囲方向に配置された弓状ひだ１６が、部分的に相互にオーバーラップすることも考えられている。本開示に従えば、内側フィルタースリーブ１２、外側フィルタースリーブ１４、又は内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の両方の隣接又はそうでなければ近隣して周囲方向に配置された弓状ひだ１６は、１つのひだの内側ひだ脚部１６ａが隣接ひだの内側ひだ脚部１６ａにオーバーラップする量に関して測定して、ひだの弧長さの約５０％〜８０％にわたって相互にオーバーラップすることができる。

図５に示される一例では、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の両方のひだ１６は、ひだの弧長さの約５０％にわたって相互にオーバーラップする。したがって、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４は、各フィルタースリーブの略全周囲周りで、ひだ脚部の厚さの５倍に等しい略連続する半径厚さｔ_Ｒを有する。この場合、各フィルタースリーブ１２、１４の周囲「Ｃ」は、次の式により定義される：
Ｃ＝ｈ_ｉ×Ｎ×Ｏ_ｐ
上式において、Ｎは、フィルタースリーブを形成するひだの数であり、Ｏ_ｐは、フィルタースリーブの２つの隣接ひだ間に存在するオーバーラップの割合である。

したがって、各ひだ１６の半径方向内側の脚部１６ａの弧長さ又は弓状高さｈ_ｉが約２．５４ｃｍ（１．０インチ）であり、及び各ひだ１６の半径方向外側の脚部１６ｂの弧長さ又は弓状高さｈ_ｏが約３．８１ｃｍ（１．５インチ）である場合、各ひだ１６の外側ひだ脚部１６ｂの上流及び下流表面の弓状ひだ高さの１／３すなわち１．２７ｃｍ（０．５インチ）は、露出されるか、又はそうでなければ隣接ひだ脚部の表面に接触しない。同様に、各ひだ１６の半径方向内側の脚部１６ａの弧長さ又は弓状高さｈ_ｉが約１．９１ｃｍ（０．７５インチ）であり、及び各ひだ１６の半径方向外側の脚部１６ｂの弧長さ又は弓状ひだ高さｈ_ｏが約２．８５８ｃｍ（１．１２５インチ）である場合、各ひだ１６の外側ひだ脚部１６ｂの上流及び下流表面の弓状ひだ高さの１／３すなわち０．９５３ｃｍ（０．３７５インチ）は、露出されるか、又はそうでなければ隣接ひだ脚部の表面に接触しない。

本開示に従えば、フィルタースリーブ１２、１４の隣接ひだ１６間に存在するオーバーラップの総量Ｏ_Ｔは、次の式により定義される。

Ｏ_Ｔ＝ｈ_ｉ×Ｏ_ｐ
図６を参照して、上述のように、入口キャップ２２が、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の上端部に固定される。具体的には、フィルタースリーブ１２、１４の多層複合物構造体は、普通に知られるいずれかの取付け方法を使用して、入口キャップ２２に超音波溶接、熱接着、ないしは別の方法で固定される。内側のひだ付きフィルタースリーブ１２の上部が、入口キャップ２２の内側本体部分２２ａの壁４２の外周面に直接固定される。同様に、外側のひだ付きフィルタースリーブ１４の上部が、入口キャップ２２の外側フランジ部分２２ｂの外周壁４４に直接固定される。

図７を参照して、上述のように、端部キャップ２６が、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４の下端部に固定される。具体的には、フィルタースリーブ１２、１４の多層複合物構造体は、既知のいずれかの取付け方法を使用して、端部キャップ２６に超音波溶接、熱接着、ないしは別の方法で固定される。内側のひだ付きフィルタースリーブ１２の下部が、端部キャップ２６の立ち上がったフランジ壁４６の外周面に直接固定される。同様に、外側のひだ付きフィルタースリーブ１４の下部が、端部キャップ２６の壁４８の外周面に直接固定される。

上の説明のように、入口キャップ２２及び端部キャップ２６の外部又は外周面にフィルタースリーブ１２、１４を固定すると、組立の間のより大きな柔軟性及びコスト低減が可能になることを、当業者は容易に理解するであろう。上で説明された並びに図６及び７に示される方法で、フィルター組立体１０の両端部において媒質と支持層を相互に溶接、接着、ないしは別の方法で封止することによって、未濾過流体が、フィルタースリーブ１２、１４の媒質層の全てを貫流しなければならなくなることも、当業者は理解するであろう。これにより、バイパス及び最終濾過層の時期尚早な目詰まり汚れのいずれかの可能性が排除され、並びにユーザーが、本開示のフィルター組立体１０から最大限の耐用期間を得ることが可能になる。このことは、典型的なひだ付きカートリッジフィルターとは対照的であり、これはひだの対向する端部に対して通常はめ込まれた又はそうでなければ接着された端部キャップと共に組み立てられていて、ひだ端部が完全に包まれていない場合、バイパスが可能である。

ここで図８を参照して、使用中、本開示の押しつぶし可能なバグ型フィルター組立体１０は、好ましくは金属の、穿孔されたバスケット又は容器５０の中に配置される。そのような時、外側フィルタースリーブ１４の周辺ひだ１６は、バスケット５０の外側部分５０ａ及び相互によって完全に支持されているので、使用中に移動することはない。更に、内側フィルタースリーブ１２の周辺ひだ１６は、バスケット５０の内側部分５０ｂ及び相互によって完全に支持される。したがって、使用中に移動することはない。これにより、一定の圧力低下とフィルターのより長い耐用期間とが可能になる。バスケット５０は、取外し可能な頂部又はカバー５４を有する、ハウジング又は圧力容器５２で支持される。バスケット５０がハウジング５２の中に配置される時、入口キャップ２２の外側肩部２２ｃに上成型されたエラストマーの封止面２９が、ハウジングカバー５４の表面に当たって封止する。加えて、圧力容器５２の入口導管５６の上端部周りに配置された一対のＯリング５５ａ、５５ｂが、入口キャップ２２の中央アクセスポート２３の周辺壁に封止するように係合してする。

運転中には、入口導管５６が、流れ方向線により表示されるように、未濾過流体を入口キャップ２２により形成されるトラフの中へ送達する。未濾過流体は、次に、入口キャップ２２内の複数の入口開口２４を通って、フィルター組立体１０の内側と外側のフィルタースリーブ１２、１４の間に形成された内部通路１８へ流入する。流体は、圧力下で、内側及び外側のフィルタースリーブ１２、１４のひだ付き媒質層を通して引き込まれて、濾過及び調質が行われる。濾過された流体は、その後で、流れ方向線により表示されるように、ハウジング下部にある出口導管５８を通ってフィルターハウジング５２を出る。

図８に示されるバスケット５０及びハウジング５２の配置は、フィルター組立体１０が採用されてもよいシステムの非限定的な例であることを、当業者は容易に理解するであろう。本開示のフィルター組立体１０は、本開示の精神及び範囲から逸脱せずに他のタイプの配置及びシステムと共に使用されてもよいと考えられている。

本開示のバグ型フィルター組立体１０は、その有用な耐用年数を超えた時、容易にハウジング５２から取り出されてもよい。フィルター組立体１０は、取り出されると、押しつぶされてもよい。このことは、入口キャップ２２を端部キャップ２６に向けて近づけることにより達成される。押しつぶされたフィルター組立体は、次に廃棄されてもよい。１つのフィルタスリーブしか有さない標準的なバグ型フィルターと比べて、フィルター組立体１０の内部通路１８の寸法が相対的に小さいことを、当業者は理解すべきである。したがって、フィルター組立体１０に関する残留体積（hold-up volume）は、典型的なバグ型フィルターと比較する時、かなり減少している。ホールドアップ体積が少ないので、ハウジング５２からフィルター組立体１０を容易に取出すことが助長され、及びハウジング周囲の領域を汚染させることになりかねない、流体損失が最小限になる。

ここで図９及び１０を参照すると、参照番号２００により表されるひだが示されており、これが本開示のフィルター組立体の内側及び外側のフィルタースリーブの周辺ひだを形成するのに使用される。ひだ２００には、等高さの第一及び第二のひだ脚部２１６ａ及び２１６ｂをそれぞれが有する、立ち上がったひだ２１６が含まれる。ひだ２００では、１つのひだ２１６の第一のひだ脚部２１６ａが、平らな中間ひだ区分２１６ｃにより、前のひだ２１６の第二のひだ脚部２１６ｂに結合されている。

本開示の周辺ひだが形成される時、ひだ２００の立ち上がったひだ２１６は、図１１に示されるオーバーラップ状態に移行される。このオーバーラップ状態では、各中間ひだ区分２１６ｃは、前のひだ２１６’の第二の脚部２１６ｂの一部になる。例として、各ひだ脚部の高さ２１６ａ、２１６ｂが２．５４ｃｍ（１．０インチ）であって、中間ひだ区分２１６ｃの長さが０．１２７ｃｍ（０．０５０インチ）である場合、図１８に示される、結果として生じる周辺ひだ２１６’はそれぞれ、弧長さが２．５４ｃｍ（１．０インチ）の半径方向内側のひだ脚部と、弧長さが３．８１ｃｍ（１．５０インチ）の半径方向外側のひだ脚部とを有する。

図１２及び１３を参照すると、参照番号３００により表される別のひだが示されており、これが本開示のフィルター組立体の内側及び外側のフィルタースリーブの周辺ひだを形成するのに使用される。ひだ３００には、等高さの第一及び第二のひだ脚部３１６ａ及び３１６ｂをそれぞれが有する、立ち上がったひだ３１６が含まれる。ひだ３００では、１つのひだ３１６の第一のひだ脚部３１６ａは、等しい長さ「ｌ」の２つの中間ひだセグメント３１６ｃ及び３１６ｄが含まれる中間ひだ区分により、前のひだ３１６の第二のひだ脚部３１６ｂに結合されている。したがって、ひだ３００は、本質的に交互する高・低ひだからなる、Ｗ形構成の形体をとる。

本開示の周辺ひだが形成される時、２つの中間ひだセグメント３１６ｃ及び３１６ｄが、矢印「ｘ」により表示される方向に移動することによって、広げられる、つぶされる、ないしは別の方法で平坦化される。ひだ３１６は、次に、オーバーラップ状態に移行される。図１４及び１５に示されるこの状態では、２つの中間ひだセグメント３１６ｃ及び３１６ｄが、前のひだ３１６の第二の脚部３１６ｂの一部になる。例として、各ひだ脚部の高さ３１６ａ、３１６ｂが２．５４ｃｍ（１．０インチ）であって、各中間ひだセグメント３１６ｃ、３１６ｄの長さが０．６４ｃｍ（０．２５インチ）である場合、結果として生じる周辺ひだ３１６’は、弧長さが２．５４ｃｍ（１．０インチ）の半径方向内側のひだ脚部と、弧長さが３．８１ｃｍ（１．５０インチ）の半径方向外側のひだ脚部とを有する。

ひだ３００のＷ形状構成を使用すると、フィルタースリーブの隣接ひだ表面が、間隔が離れた関係に維持可能となり、その結果、フィルタースリーブの軸長さの大部分にわたって相互に接触しないので、スリーブを貫流するのに制限がより少ないと考えられている。この場合、表面対表面のひだ接触は、主として、スリーブが端部キャップに対して封止されるないしは別の方法で固定される、２つのフィルタースリーブの対向端部において生じる。或いは、Ｗ形状複合物により形成された周辺ひだを、中間ひだが平坦化状態に維持されるように、スポット溶接又は類似技法を使用して適所に固定することもできると考えられている。

図１６及び１７を参照すると、参照番号４００により表される別のひだが示されており、これが本開示のフィルター組立体の内側及び外側のフィルタースリーブの周辺ひだを形成するのに使用される。ひだ４００には、第一及び第二のひだ脚部４１６ａ及び４１６ｂをそれぞれが有する、立ち上がったひだ４１６が含まれる。ひだ４００では、各ひだ４１６の第一のひだ脚部４１６ａは、各ひだ４１６の第二のひだ脚部４１６ｂより長い。加えて、１つのひだ４１６の第一のひだ脚部４１６ａが、異なる長さの２つの中間ひだセグメント４１６ｃ及び４１６ｄが含まれる中間ひだ区分により、前のひだ４１６の第二のひだ脚部４１６ｂに結合されている。好ましくは、先導中間ひだセグメント４１６ｃの長さは、後続中間ひだセグメント４１６ｄの長さより短い。

中間ひだセグメント４１６ｃ、４１６ｄが非対称であるので、優先的なつぶれ領域は、より長い後続セグメント４１６ｄの長さに沿って画定される。周辺ひだ４１６’が形成される時、２つの中間ひだセグメント４１６ｃ及び４１６ｄは、矢印「ｘ」により表示される方向に移動することによって、つぶれるないしは別の方法で平坦化されて、図１８に示されるように、前のひだ４１６’の第二の脚部４１６ｂの一部になる。

本明細書にて開示される周囲方向にひだが付いたバグ型フィルター組立体は、そのようなフィルターにより普通は支えられている様々な濾過用途に使用可能であることを、当業者は容易に理解するであろう。しかしながら、本明細書にて開示される周囲方向にひだが付いたバグ型フィルターは、積み重ねられた２５．４ｃｍ（１０インチ）カートリッジフィルターにより又はポール・アルティプリーツ（Pall Ultipleat）（登録商標）ハイフロー（High Flow）フィルターのような大直径のひだ付きフィルターにより普通は支えられている、高流量濾過用途で使用可能であることも考えられている。

ここで図１９を参照すると、本発明の周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブ１２、１４の形成に使用されるひだパックを組み立てるための装置が示されており、全体的に参照番号５００により表される。端的には、装置５００は、特定のひだの立ち上がったひだの連続パックを水平接触面に沿って装置５００まで送達する、ないしは別の方法で供給する、ひだ付け機と組み合わせて使用するように適合されている。装置５００は、ひだ付け機から受け入れたひだを平坦化状態に導いて、ひだを平坦化状態に固定し、及び次に、引き続いて周辺ひだのスリーブに形成するために、ひだを予め定められた長さのパックに横切断するように、構成されている。

装置５００には、ほぼ水平の接触平面又は表面５０２が含まれ、これに沿って、多層複合物のフィルタ５０８で形成された立ち上がったひだ５１４が、ひだ付け機又はプリーツ加工機５１２から導かれる、又はそうでなければ搬送される。装置５００には更に、立ち上がったひだを接触面５０２に沿って移動させるための、一対の対向ローラー５０４、５０６が含まれる。装置の１つの実施形態では、接触面５０２は、静止面である。装置の別の実施形態では、接触面５０２は、コンベヤーベルトなどの移動面である。相対的に大きいローラー又は駆動ローラー５０４は、主として、立ち上がったひだをひだ付け機５１２から遠くへ下流方向に移動させるように働く。相対的に小さいローラー又はニップローラー５０６は、なおその上、ひだが下流方向に移動するのを手助けする。２つの対向ローラー５０４、５０６の間には、調節可能な圧縮隙間５１０が設けられ、その間を通過する立ち上がったひだ５１４のフィルタ５０８が、図２１に関して以下で更に詳細に説明されるように、有利に圧縮されるような具合になっている。

好ましいひだ付け機５１２は、ＣＮＣ機によりプログラム可能な運転が可能な、垂直ナイフ（図示せず）を有する。結果として、ひだ付け機５１２は、ナイフが延びるシーケンス及び高さの簡単な再プログラムによって、様々なひだスタイルを形成することができる。例えば、各ひだ脚部が同一長さである標準的な放射状ひだを作り出すためには、ナイフひだ付け機は、下及び上ナイフ用の新しい移動座標を受け入れることだけが必要である。標準的な直線ひだの場合、これらの座標は大きさが同じである。その他の好ましいひだスタイル又は形体には、各ひだが垂直ひだ脚部と隣接する角度付きひだ脚部とを有する鋸刃ひだ形体（図２０ａ）、等長さの脚部を有する隣接ひだが平らなひだ区分により結合されている平底ひだ（図２０ｂ）、各ひだがブリッジ区分により結合された一対の脚部を有する方形ひだ（図２０ｃ）、対称Ｗひだ形体（図２０ｄ）、並びに非対称Ｗひだ形体（図２０ｅ）などが挙げられる。本明細書で説明される非限定的で代表的な説明では、立ち上がったひだ５１４は、非対称Ｗ形状ひだとして示されている。

図１９を再び参照して、装置５００には更に案内バー５１６が含まれ、これは、対向ローラー５０４、５０６の作用により又はこれと協働でフィルタ５０８が水平接触面５０２に沿って引張られる又はそうでなければ搬送される時に、立ち上がったひだ５１４を平坦化状態に移行させるように適合及び構成されている。装置のこの実施形態では、案内バー５１６は、接触面５０２にほぼ平行に延びる。立ち上がったひだ５１４は連続的に移動して、フィルタ５０８が案内バー５１６の下方へ及び下を通過することにより及ぼされる、摩擦及び圧縮力を利用する。

図２１を参照して、案内バー５１６は、水平接触面５０２に関して減少する隙間を形成するような方法で構成されてもよい。立ち上がったひだ５１４が矢印５１８の方向へ案内バー５１６のそばを通り過ぎて移動する時に、案内バー５１６により引き起こされる摩擦のために、矢印５１８の反対方向へひだを後ろ向きに傾ける自然親和力が存在して、平坦化プロセスを促進する。

図２２を参照すると、装置５００の案内バー組立体の代替構成が示されており、これは減少隙間の案内バー６１６に加えて、回転するピニオン工具６１７が含まれる。工具６１７は、立ち上がったひだ５１４を前向き方向に加勢する又はそうでなければ押すように適合及び構成されており、ひだ５１４が案内バー６１６に沿って移動する時に、ひだ５１４が後ろ向きよりもむしろ前向きに傾くような具合になっている。回転工具６１７には、好ましくは、立ち上がったひだ５１４の冠部を捕捉するような寸法及び構成のノッチ６１９が含まれる。案内バー６１６とひだ５１４の間の摩擦が、部分的に、ひだ５１４に沿って圧縮力として働く。結果として、中間ひだ５１４ｂと接触面５０２の間の接触が増大し、同様に、移動する接触面５０２の駆動能力が増加する。

ここで図２３を参照すると、立ち上がったひだ５１４を平坦化するための別の機構が示されており、これは全体的に参照番号７１７により表される。平坦化機構７１７は、接触面５０２に対してほぼ垂直の方向に往復運動する、ないしは別の方法で直線経路移動するように適合及び構成されている。機構７１７は、運動の各上下サイクルの間に、単一のひだ５１４を平坦化するような寸法及び構成になっている。機構７１７は、空気シリンダー、ソレノイド、カムで作動されるピストン、ロッド、又はシャフトの端部に取り付けられた、矩形構造体であってもよいと考えられている。

図２４を参照すると、別のひだ平坦化機構が示されており、全体的に参照番号８１７により表される。機構８１７は、機構８１７の各サイクルの間に、立ち上がったひだ５１４の複数個を平坦化するように適合及び構成されている点を除いて、機構７１７に類似である。

図２５を参照すると、連続的に移動する駆動ベルト８５７が含まれる、別のひだ平坦化機構が示されている。駆動ベルト８５７は、水平接触面５０２と同一又は異なる速度で移動可能な、第二の接触面を形成する。駆動ベルト８５７は、接触面５０２に関して減少する隙間を形成して、ひだの平坦化を促進する。駆動ベルト８５７は、好ましくは、移動する接触面５０２と同一方向に、又は反対方向に移動するように構成することができる。後ろ向きのひだ平坦化を達成するためには、駆動ベルト８５７は、接触面５０２の移動方向に対してほぼ反対である、表示矢印８５８の方向に走行する。ベルト８５７は、このようにして、圧縮力を有利にひだ５１４の上に及ぼして、中間ひだ５１４ｂが接触面５０２に係合するように、及びひだ５１４が接触面５０２に沿って駆動されるように加勢する。

図２６を参照すると、矢印８６０により表示される方向に移動する駆動ベルト機構８５７が示されており、これは水平接触面５０２が並進するのとほぼ同一方向である。その結果、ひだ５１４は、前向きに傾く方向に平坦化される。ベルト機構８５７は、ここでは、ひだ５１４に沿って圧縮力を及ぼして、中間ひだ区分５１４ｂが接触面５０２に係合することを可能にする。加えて、ベルト機構８５７の動きが、装置５００を通じてフィルタ５０８の駆動を助ける。

図１９を再び参照して、立ち上がったひだ５１４は、一旦平坦化されると、隙間５１０を参照して上で説明されたように、対向ローラー５０４、５０６を通りぬけて、圧縮及び更なる平坦化が行われる。そのような時、好ましくは、タイパー（TYPAR）（登録商標）などのスパンボンドされたポリプロピレン繊維布地５３０が、フィルタ５０８の片側又は両側に追加される。布地５３０は、ローラー５３２に蓄えられていて、皺寄りを防ぐ張力ローラー５３４を過ぎて、ローラー５０４、５０６の間の隙間５１０に供給される。平坦化及び圧縮されたひだ５１４は、その後で、圧縮されたフィルタ５０８を平坦化状態に固定する機能をする、１つ以上の音波溶接ホイール５２２又は類似音波装置を通る。音波溶接ホイール（単数又は複数）５２２は、好ましくは、フィルタ５０８の対向する両側上に配置されるが、簡単化のために１つだけが示されている。好ましくは、各音波溶接ホイール５２２が、平坦化されたひだの縁部に沿って、一連のスポット溶接を形成する。熱溶接ホイールなどにより実施される連続的なタック溶接を経て、ひだが平坦化状態に固定可能であることも考えられている。

図２７を参照すると、本開示の好ましい実施形態に従うひだ平坦化のための別の装置が示されており、全体的に参照番号６００により表される。装置６００には、減少隙間を有する折り下げプレート又は案内バー６１６と、移動する第二の接触面又はベルト駆動機構６５７とが含まれる。ベルト駆動機構６５７は、立ち上がったひだが案内バー６１６の下流端を離れる時に、立ち上がったひだを平坦化状態に移行させる助けをする。装置６００には更に、一対の対向する加熱コイル６０９ａ、６０９ｂが含まれる。加熱コイル６０９ａは、駆動ベルト６５７に隣接して配置されており、加熱コイル６０９ｂは、平坦化されたひだが沿って移動する水平面を画定する駆動ベルト６０２に隣接して配置されている。加熱コイル６０９ａ、６０９ｂは、平坦化されたひだに沿って熱と圧力を付加して、そこに更なる圧縮及び強化をもたらす。加熱コイル６０９ａ、６０９ｂが、ひだを平坦化状態に固定する、又はそうでなければ積層するように機能することも考えられている。

一実施形態では、ひだが形成されるフィルタの一部として、低融解点の網目が含まれる。平坦化されたひだが装置６００の加熱コイル６０９ａ、６０９ｂを通りぬけて移動する時に、低融解点の網目が、制御された方法で融解して、一致する又は隣接するひだの網目層間に溶接を形成する。別の実施形態では、低融解点の熱可塑性フラックスがフィルタ５０８中に提供されて、装置６００内で熱及び圧力に曝された時に、一致するひだの間の凝集性界面として作用する。さらに別の実施形態では、ひだが形成されるフィルタに、少なくとも１つの積層体が含まれる。その積層体は、好ましくは、平坦化されたひだの片側に積層された低融解熱可塑性テープであって、ひだの平面性を維持する助けをする。積層体は、フィルタの両面に使用されてもよく、並びに低融解不織布媒質、押出し網目、及び穿孔フィルムのような材料から選択されてもよい。積層体を追加すると、挿入及び抜出し中のフィルターバスケットとの摩擦が低減されることによって、製品性能も助けられ、並びに不織又は織り積層体が使用される場合、前濾過効率が追加され、及び装置に対するフィルターの耐用期間が伸びる。

本明細書で説明された装置及び方法を使用する際には、フィルタが、平坦化されたひだに固定され、ひだのオーバーラップ量が、適切に設定されて保持される。結果として得られる平坦化されたひだのパックは、堅固に組み立てられており、取扱い及び貯蔵の過酷さに耐える。ひだパックは、平坦化状態で貯蔵されてもよく、これによって、従来の矩形又は円筒形のひだパック形状よりも必要とする空間が少なく、及び平坦化されていないひだパックよりも損傷を受けにくい。

図１９を再び参照して、平坦化されて固定されたひだが装置５００の音波溶接ホイール５２２を通過した後で、切断機５２４が、フィルタ５０８を横切断して、予め定められた長さ及び幅のひだパックを形成する。切断機５２４は、回転ブレード、圧縮ブレード、熱ナイフ、超音波カッター、又はレーザーなどを有してもよい。切断機５２４により実施される横切断操作は、ひだが平坦化されて固定される前を含めて、ひだプロセスの種々の段階で行われることが考えられている。

平坦化されたひだ５１４からフィルタースリーブを形成するのに必要とされる技法は、一般に、フィルタ５０８が何時横切断されるかによって決まる。例えば、切断機５２４がひだ付け機５１２の直ぐ下流に配置される場合には、横切断は、フィルタ５０８を平坦化する前に行われる。そのような場合、ひだは、自由なひだ脚部を各端部に有して平坦化及び固定され、自由なひだ脚部が、図２８ａ〜２８ｃに示されるように、相互に連結又はそうでなければ結合されて、周辺ひだのフィルタースリーブを形成することができる。２つの自由なひだ脚部は、好ましくは、熱溶接、インパルス溶接、超音波溶接などにより、共に継ぎ合わされる。

図２８ｃに示されるフィルタースリーブ５５０は、その周囲を通して略均一の厚さを有する。結果として、スリーブをフィルターバスケットに用いる又はこれから引き出す時に、均一な隙間がある。更に、最終組立中の溶接の改善のために一定の厚さがある。

図１９を再び参照して、切断機５２４は、好ましくは、装置５００のひだ平坦化区分から下流に配置される。それ故に、横切断操作中に、切断機５２４が、ひだの中心を貫いて切断し勝ちであるので、完全なフィルタースリーブを形成するために、幾分のオーバーラップが必要である。好ましくは、自動機械が使用されて、オーバーラップを作り出し、及び図２９ａ〜２９ｂに概略的に示されるように、スリーブを連続又は半連続的なやり方で形成する。自動機械は、スリーブを一定寸法で形成する傾向がある。別の実施形態では、スリーブが、図３０ａ〜３０ｃに概略的に示されるように、手で形成される。

図３１を参照すると、本開示に従って構成された別の装置が示されており、全体的に参照番号７００により表される。装置７００には、立ち上がったひだ５１４を平坦化状態に固定するように構成されたタック溶接機７０２が含まれる。平坦化されたひだ５１４は、その後で、対向する積層ローラー７０６ａ、７０６ｂの間に供給され、ロール７３２の支持体の積層物がそれと組み合わされる。積層され平坦化されたひだは、次に、対向するカレンダーローラー７０８ａ、７０８ｂの間に供給され、これらが積層されたひだを一体的な複合構造物に形成する。その後、ひだは、横切断されて、円筒形スリーブに形成されてもよい。別の実施形態では、テープ付け手段が使用されて、ひだパックを平坦化姿勢に永久固定してもよい。更に別の代表的な実施形態では、平坦化されたひだ付き媒質が切断されないままで、長期間貯蔵及びその後の使用のために、巻き取りロールに巻き上げられる。

本開示の装置及び方法が、幾つかの目下好ましい実施形態に関して説明されたが、その修正又は変更が、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく成されてもよいことを、当業者は容易に理解するであろう。

本開示のフィルター組立体をどのように作成及び使用するか、本開示が関連する当業者がより容易に理解するように、目下好ましい実施形態が、図面を参照して本明細書の以降で詳細に説明されており、図面について以下で簡単に説明する。

本開示の目下好ましい実施形態に従って構成されたフィルター組立体の斜視図であり、フィルター要素を形成する内側及び外側の周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブを露呈するために、フィルター要素を包囲する外側シースの一部が切り欠かれており、並びにひだ付きフィルタースリーブが部分的に切断されて、そのひだ形状及びそれらの間に画定された流路を露呈している。 図１に示されるひだ付きフィルタースリーブの局所的な拡大斜視図であり、ひだ付き複合物を形成する上流水切れ／支持層、下流水切れ／支持層、及び複数の媒質層を示すために、各スリーブのひだ区分が分割されている。 フィルター組立体の上端部に配置される入口キャップの構造的特徴を示す、図１のフィルター組立体の上端面図であり、入口キャップには、ひだ付きフィルタースリーブの間に画定された流路に流体が入ることを可能にするために、周囲方向に間隔が離れた複数の弓状入口ポートが含まれる。 本開示のフィルター組立体の部分的な斜視図であり、図２に示されるオープンな入口キャップと比較して、閉止された入口キャップが含まれる。 フィルター組立体の下端部に配置される端部キャップの構造的特徴を示す、図１のフィルター組立体の下端面図であり、端部キャップは、ひだ付きフィルタースリーブの間に画定される通路を閉止する環状端部表面を有する。 内側フィルタースリーブのひだ形状を露呈するために端部キャップの一部が破断されたフィルター組立体の局所的な拡大端面図であり、内側及び外側のフィルタースリーブの周囲方向に配置された隣接弓状ひだが相互に当接しており、１つのひだの頭部が隣接ひだの基部に続いている。 内側フィルタースリーブのひだ形状を露呈するために端部キャップの一部が破断されたフィルター組立体の局所的な拡大端面図であり、内側及び外側のフィルタースリーブの周囲方向に配置された隣接弓状ひだが部分的に相互にオーバーラップしている。 フィルター要素の内側及び外側のスリーブが入口キャップに固定される方法を示す、図２に示される入口キャップの一部の、線６〜６に沿って見る断面図。 フィルター要素の内側及び外側のスリーブが端部キャップに固定される方法を示す、図３に示される端部キャップの一部の、線７〜７に沿って見る断面図。 圧力容器と共に配置された本開示のフィルター組立体の断面図であり、一連の矢印がフィルター組立体を貫く流体の流路方向を表示している。 本開示の周辺ひだを形成するのに使用されるひだの斜視図であり、これには等高さの第一及び第二のひだ脚部を有する立ち上がったひだが含まれ、１つのひだの第一のひだ脚部が平らな中間ひだ区分により前のひだの第二のひだ脚部に結合されている。 図９に示されるひだの平面図。 図９及び１０のひだをオーバーラップ状態に移行することによって形成された周辺ひだの斜視図であり、各中間ひだ区分が前のひだの第二の脚部の一部になっている。 本開示の周辺ひだを形成するのに使用される別のひだの斜視図であり、これには等高さの第一及び第二のひだ脚部を有する立ち上がったひだが含まれ、１つのひだの第一のひだ脚部が、２つの等長さの中間ひだセグメントが含まれる中間ひだ区分によって、前のひだの第二のひだ脚部に結合されている。 図１３に示されるひだの平面図。 図１２及び１３のひだをオーバーラップ状態に移行することによって形成された周辺ひだの斜視図であり、２つの等長さの中間ひだセグメントが平坦化されて前のひだの第二の脚部の一部になっている。 図１４に示される周辺ひだの平面図。 本開示の周辺ひだを形成するのに使用される別のひだの斜視図であり、これには異なる高さの第一及び第二のひだ脚部を有する立ち上がったひだが含まれ、１つのひだの第一のひだ脚部が、２つの異なる長さの中間ひだセグメントが含まれる中間ひだ区分によって、前のひだの第二のひだ脚部に結合されている。 図１６に示されるひだの平面図。 図１６及び１７のひだをオーバーラップ状態に移行することによって形成された周辺ひだの斜視図であり、２つの異なる長さの中間ひだセグメントが平坦化されて前のひだの第二の脚部の一部になっている。 本発明の周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用されるひだパックを組み立てるための、本開示に従って構成された装置の概略図。 本発明の周辺ひだを形成するのに組み合わせて使用するための、複数の異なるひだを示す。 本発明の周辺ひだを形成するのに組み合わせて使用するための、複数の異なるひだを示す。 本発明の周辺ひだを形成するのに組み合わせて使用するための、複数の異なるひだを示す。 本発明の周辺ひだを形成するのに組み合わせて使用するための、複数の異なるひだを示す。 本発明の周辺ひだを形成するのに組み合わせて使用するための、複数の異なるひだを示す。 図１９の装置と組み合わせて使用するための、減少する隙間を有する案内バーが含まれる、ひだ平坦化装置の概略図。 図１９の装置と組み合わせて使用するための、減少する隙間を有する案内バーと回転する工具とが含まれる、ひだ平坦化装置の概略図。 図１９の装置と組み合わせて使用するための、線状動作をする個別ひだ平坦化装置の概略図。 図１９の装置と組み合わせて使用するための、線状動作をする複数ひだ平坦化装置の概略図。 図１９の装置と組み合わせて使用するための、減少する隙間を有して移動する連続ベルトが含まれるひだ平坦化装置の概略図であって、ベルトは、ひだの水平接触面の移動方向に対して反対方向に移動する。 図１９の装置と組み合わせて使用するための、減少する隙間を有して移動する連続ベルトが含まれるひだ平坦化装置の概略図であって、ベルトは、ひだの水平接触面の移動方向と同一方向に移動する。 本発明の周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用されるひだパックを組み立てるための、本開示に従って構成された別の装置の概略図。 本開示に従って組み立てられる、複数の周辺ひだを有するフィルタースリーブを手で形成する工程を示す組図。 本開示に従って組み立てられる、複数の周辺ひだを有するフィルタースリーブを手で形成する工程を示す組図。 本開示に従って組み立てられる、複数の周辺ひだを有するフィルタースリーブを手で形成する工程を示す組図。 本発明のひだパックが熱音波溶接設備に自動的に巻き取られてスリーブに形成される方法を示す組図。 本発明のひだパックが熱音波溶接設備に自動的に巻き取られてスリーブに形成される方法を示す組図。 本発明のひだパックが熱音波溶接設備に手で巻き取られてスリーブに形成される方法を示す組図。 本発明のひだパックが熱音波溶接設備に手で巻き取られてスリーブに形成される方法を示す組図。 本発明のひだパックが熱音波溶接設備に手で巻き取られてスリーブに形成される方法を示す組図。 本発明の周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用されるひだパックを組み立てるための、本開示に従って構成された更に別の装置。

Claims (20)

1. 周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるためのシステムであって、
   略水平の接触面と、
   予め定められたひだの連続して立ち上がったひだパックを前記略水平の接触面に供給するための、前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された切削構造体を有するプリーツ加工機と、
   前記プリーツ加工機から受け取った、前記立ち上がったひだパックを平坦化状態に導くための案内構造部と、
   前記ひだパックを前記平坦化状態に固定するための固定構造部と、
   周辺ひだのスリーブに引き続いて形成するために、前記平坦化されたひだパックを予め定められた長さに形成するための形成構造部、とを含むシステム。
2. 前記ひだパックが多層複合フィルタを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記立ち上がったひだを前記プリーツ加工機から前記形成構造部まで移動させるための、前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された構造部を更に含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記接触面が静止している、請求項１に記載のシステム。
5. 前記接触面が移動表面である、請求項１に記載のシステム。
6. 前記移動させる構造部が、
   前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された一対の対向ローラーを更に含む、請求項５に記載のシステム。
7. 前記一対の対向ローラーが、
   前記立ち上がったひだを前記プリーツ加工機から遠い下流方向へ移動させるための相対的に大きいローラーを更に含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記一対の対向ローラーが、
   前記プリーツ加工機から遠い前記下流方向への移動を助長するための、前記より大きいローラーに相対的に作動可能に配置された、相対的に小さいローラーを更に含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記一対の対向ローラーが、
   前記一対の対向ローラーの間に作動可能に位置する調節可能な圧縮隙間を更に含み、それらの間を通過する前記立ち上がったひだの前記フィルタが有利に圧縮されるようになっている、請求項６に記載のシステム。
10. 前記複数のひだが、
    標準的な真直ひだ、鋸刃ひだ、平底ひだ、矩形ひだ、対称Ｗひだ及び非対称Ｗひだを含む群から選択される、請求項１に記載のシステム。
11. 前記プリーツ加工機が、
    ＣＮＣ機を含み、前記ＣＮＣ機は、プログラム操作が可能であり、並びに複数の可能なひだパックのいずれか１つを組み立てるために、前記切削構造体の延びるシーケンス及び高さを再プログラムすることによって、複数のひだを形成する性能を有する、請求項１に記載のシステム。
12. 周囲方向にひだが付いたフィルタースリーブの形成に使用される複数の可能なひだパックを組み立てるための方法であって、
    水平の接触面を提供する操作と、
    予め定められたひだの連続で立ち上がったひだパックを前記水平接触面に引き渡すための、前記水平の接触面に近接して作動可能に配置された切削構造体を有するプリーツ加工機を提供する操作と、
    前記プリーツ加工機から受け取った、前記立ち上がったひだパックを平坦化状態に導くための構造部を提供する操作と、
    前記ひだパックを前記平坦化状態に固定するための構造部を提供する操作と、
    引き続いて周辺ひだのスリーブに形成するために、前記平坦化されたひだパックを予め定められた長さに形成するための構造部を提供する操作、とを含む方法。
13. 前記立ち上がったひだを前記プリーツ加工機から前記形成構造部まで移動させるための、前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された構造部を提供することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記提供された接触面が静止接触面である、請求項１２に記載の方法。
15. 前記提供された接触面が移動する接触面である、請求項１２に記載の方法。
16. 前記略水平の接触面に近接して作動可能に配置された、一対の対向するローラーを提供する操作を更に含む、請求項１２に記載の方法。
17. 前記一対の対向ローラーの間に作動可能に位置する調節可能な圧縮隙間を提供することを更に含み、それらの間を通過する前記立ち上がったひだの前記フィルタ材が有利に圧縮されるようになっている、請求項１６に記載の方法。
18. 標準的な真直ひだ、鋸刃ひだ、平底ひだ、矩形ひだ、対称Ｗひだ及び非対称Ｗひだを含む群から選択される複数のひだを提供することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
19. ＣＮＣ機を提供する行為であって、前記ＣＮＣ機が、プログラム操作が可能であり、及び複数の可能なひだパックのいずれか１つを組み立てるために、前記切削構造体の延びるシーケンス及び高さを再プログラムすることによって、複数のひだを形成する性能を有する、ＣＮＣ機を提供することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
20. 連続又は半連続的な様式でスリーブを形成するための形成構造部を提供することと、
    前記立ち上がったひだを平坦化状態に固定するための固定構造部を提供することと、
    対向した積層構造部を提供することと、
    平坦化された前記ひだを前記対向した積層構造部の間に供給して、積層が生じるようにすることと、
    積層された前記ひだを一体複合構造に変換するためのカレンダー構造部を提供することと、
    積層され、平坦化された前記ひだを前記対向するカレンダー構造部の間に供給して、積層された前記ひだを一体複合構造に形成する操作、とを含む、請求項１２に記載の方法。

Images