JP2010535103A5 - - Google Patents
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Description
本出願は、2007年7月31日出願の米国仮特許出願第60/953,088号の優先権を主張し、利益を主張する同時継続中の2008年4月10日出願の米国特許出願第12/100,699号の優先権を主張し、利益を主張するものであり、その内容を本明細書に引用したものとする。
本発明は、ヘッダーから延びたポケット形状のフィルターバッグを有するエアーまたはガスフィルター装置に関する。
ヘッダーの開口部の周囲に取り付けられている開口端部を有するポケットまたは袋状の長尺管状の弾性フィルターバッグを複数有するエアーおよびガス清浄フィルターは、よく知られている。ポケットの構造によってポケットは、使用時に空気圧によって膨らみ、空気の流れる方向にヘッダーから下流に広がる。このように膨張し、広がることによって所定のヘッダー領域においてろ過領域を拡大することができる。
従来技術においてはこれらのフィルターエレメントは、通常スチール製またはプラスチック製のヘッダーの開口部の周囲にクリップ、クランプ、ファスナー、接着剤などによって機械的に取り付けられたり、あるいは2つの部分からなるヘッダーの間にスナップ留めされる。このような構造的な技法は、高価であり、労力を要する。さらにろ過された空気、ガスまたは水がフィルターポケットとヘッダーとの境目で漏れることがよくあり、ろ過効率が著しく減少するという問題がある。
本発明は、フィルターエレメントの入り口周囲が一体となった少なくとも1つの開口部を含むヘッダーを有するポケットフィルター装置の製造方法を提供する。このヘッダーは、矩形のヘッダーを形成する一組の対向する側部エレメントおよび一組の端部エレメントを有し、このヘッダーは、その下流側にポケットフィルター媒体の上流縁部を受けるための連続したチャネルを有しているので有利である。内部にフィルター媒体が配置されたチャネルは、固化してフィルター媒体とヘッダーを一体化させる液体高分子材料、好ましくはポリウレタンで満たされる。これによりヘッダーとフィルターエレメントをしっかりと固定することができ、フィルター媒体を気密および水密に取り付けることができる。本発明は、個々のポケットフィルターエレメントがヘッダーに固定されたフィルターに適用可能であり、または外方縁部で継ぎ目によって形成された隣接するポケットフィルターエレメントを有するフィルター媒体の連続したシートに適用すると有利である。本発明の方法は、長尺の弾性ポケットエレメントの開口端部がヘッダーと一体になっている拡張領域型のフィルター装置を提供する。
当然のことながら本発明の用途は、以下の説明に記載された、あるいは図面に例示された構造および部材構成の詳細に限定されるものではない。本発明は、他の態様も可能であり、種々の方法で実行または実施することができる。また当然のことながら、本明細書中で使用している表現および用語は、説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。また本明細書中で使用している「含む」、「〜からなる」または「有する」およびこれらが変化したものは、記載した事項、それと同等のもの並びに追加の事項も網羅することを意図して使用している。特に限定しない限り、本明細書中の「接続されている」、「連結されている」、「連通している」、「取り付けられている」なる用語およびこれらが変化したものは、広い意味で使用され、直接および間接的な接続、連結および取り付けを網羅するものである。さらに「接続されている」、「連結されている」なる用語およびこれらが変化したものは、物理的または機械的な接続または連結に限定されない。
さらにそして以下の段落に記載されているような図面に例示されている特定の機械的構造は、本発明の態様の例示を意図したものであり、他の別の機械的構造も可能である。
図1は本発明の方法により組み立てられたフィルターパネル装置100を示す。フィルターパネル装置100は、内部に複数のポケットが形成されたフィルター媒体102を有する。フィルター媒体102は、頂縁部と底縁部が接合されたシート状の多孔性のフィルター材料から形成された複数のポケットを有し、これらのポケットは、その間にヘッダーと同じ面で頂部を有するように形成されるので有利である。このような構成は、隣接するポケットエレメントの側部に対して連続したシート状のフィルター材を曲げる、または折りたたみ、縁部をポケットエレメントにスポット溶接または当業界で知られている他の手段によって固定することによって得られる。これとは別にフィルター媒体102の個々のポケット部材をヘッダーに取り付ける前に個別に作製してもよい。これはフィルター材シートを所定の大きさに切断して製造することができる。この切断されたフィルター材シートを半分に折りたたみ、重なり合う側縁部を縫い合わせる、または溶接する。フィルター媒体102は、バックラム、スクリム、グラスファイバーなどの多孔性材料またはその他高分子材料で構成されると有利である。フィルターパネル装置100が海洋環境において使用される態様では、フィルター媒体102は、高濃度の水滴を凝集し、粒状物を除去するように設計されている。当然のことながら、本発明の製造工程によって提供されるフィルターパネル装置は、空気および水に限定されず、あらゆる気体または液体をろ過するために使用することができる。
対向する側部ヘッダーエレメント104および対向する端部ヘッダーエレメント105は、角で接合され、連続した外面を有する矩形のヘッダーを形成している。側部ヘッダーエレメント104および端部ヘッダーエレメント105は、あらゆる所望の寸法を有する矩形または方形のヘッダーとなるように同じまたは異なる長さであってもよい。媒体カバーストリップ106が対向する端部ヘッダーエレメント105の間を媒体102のフィルターポケットの頂点の周囲で橋渡ししてヘッダーエレメント104および105によって形成されたヘッダーの面内で隣接するポケット間の上流縁部を保持するので有利である。フィルター媒体102の周辺部は、ヘッダーエレメント104および105と一体になっている。ヘッダーエレメント104および105は、高分子材料で構成されると有利であり、単一の押し出し片から所定の長さに切断されたものであるとより有利である。望ましい態様ではフィルターパネル装置100は、全て可燃性の材料で構成され、装置が焼却に適するようになる。
図2は、海洋環境での使用に適するように直列に配置された複数のフィルターパネル装置200および300を示す。この多段階システムは、複数の第1ミスト分離器108を含む。ミスト分離器108は、吸気から水滴を取り除くために大容量排水能を有する慣性装置である。吸気はミスト分離器108からプレフィルター300へと移動する。プレフィルター300は、内部に形成された複数のポケットを有するフィルター媒体302を有する。フィルター媒体302は、高透過性で低圧力降下の材料で構成され、高濃度の水滴を凝集するように設計されると有利である。対向する側部ヘッダーエレメント104と対向する端部エレメント105は、角で接合され、フィルター媒体302の入り口と一体となった矩形のヘッダーを形成する。媒体カバーストリップ106が対向する端部ヘッダーエレメント105の間を媒体302のフィルターポケットの頂点の周囲で橋渡ししてヘッダーエレメント104および105によって形成されたヘッダーの面内で隣接するポケット間の上流縁部を保持すると有利である。プリフィルター300の後には内部に複数のポケットが形成されたフィルター媒体202を有する高仕様のフィルター200が位置している。フィルター媒体202は、フィルター媒体302より高効率であると有利であり、同様に高濃度の水滴を凝集するように設計されていると有利である。対向する側部ヘッダーエレメント104と対向する端部エレメント105は、角で接合され、フィルター媒体202の入り口と一体となった矩形のヘッダーを形成している。媒体カバーストリップ106が対向する端部ヘッダーエレメント105の間を媒体202のフィルターポケットの頂点の周囲で橋渡ししてヘッダーエレメント104および105によって形成されたヘッダーの面内で隣接するポケット間の上流縁部を保持すると有利である。ミスト分離器110は、高仕様フィルター200を出る空気から水滴を取り除くために大容量排水能を有する慣性装置である。エアーろ過システムにおいては様々な大きさに関する要件があるので、平行ろ過を供する列にいくつかのパネルを並べて配置してもよい。これは2つ以上のフィルターパネル装置200または300を横に並べて行ってもよい。側部ヘッダーエレメント104および/または対向する端部ヘッダーエレメント105の隣接する縁部は、好適な封止化合物で封止して、平行ろ過を供するフィルターエレメント列間での空気の漏れを防いでもよい。
図3はヘッダーの組み立て方法を示している。対向する側部ヘッダーエレメント104および対向する端部ヘッダーエレメント105は、角で接合され、連続した外面を有する矩形のヘッダーを形成する。ヘッダーエレメント104および105は、高分子材料で構成されると有利であり、単独の押し出し成形された片から所定の長さに約45度の角度で留め継ぎできるように切断されるとより有利である。各ヘッダーエレメント104および105がL字型のクリップ112の端部を密接に受けるために好適な長手方向に延びた矩形の凹部(図5Aおよび5Bに示すように横材115で形成された)を有するとより有利である。ヘッダーの製造方法は、最初に連続した長さのヘッダー材を押し出し成形することを含む。押し出し成形されたヘッダー材料は、留め継ぎ用に側部エレメント104および端部エレメント105の所望の長さに約45度の角度で切断される。その後L字型クリップ112が用いられ、その第一端部が側部エレメント104または端部エレメント105のいずれかの矩形凹部内に入れられ、固定され、L字クリップ112の他端がもう一方の側部エレメント104または端部エレメント105の凹部に入れられ、固定される。この構成によりヘッダーの角度を90度に保ちやすくなり、強度が向上する。
図4はフィルター媒体102を収容する前の組み立てられたヘッダーを示す。対向する側部ヘッダー104および対向する端部ヘッダーエレメント105は、図3に示すように角で接合され、連続した外面を有する矩形のヘッダーを形成する。この連続した外面は、内壁119と外壁121とを有し、フィルター媒体を取り付けるためのヘッダーの下流側を囲むチャネル116を形成している。端部ヘッダーエレメント105の内壁119は、強化ロッド、媒体カバーストリップおよび/またはフィルター媒体の一部を受けるための実質的に等間隔に位置する複数の凹部114を有すると有利である。
図5Aは、ポケットフィルター装置100の製造方法を示す。2つの対向する側部ヘッダーエレメント104と2つの対向する端部ヘッダーエレメント105は、図3に示した方法によって角で接合され、ヘッダーの下流側を囲む連続したチャネル116を有する矩形のヘッダーを形成している。チャネル116は、内壁119と、外壁121と横材115からなる底壁を有する。横材115は、各対の長手方向に延びた内外壁119および121の間を長手方向に延びた底部壁113と実質的に平行に長手方向に延び、チャネル116の下方に長手方向に延びた凹部を形成する。L字状のブラケット112が隣接する側部および端部ヘッダーエレメント104および105の矩形の凹部に挿入され、固定される。ポケットフィルター媒体102の上流周辺部は、ヘッダーの内外壁119および121の間のチャネル116内の横材115の近くまで挿入される。ポケットフィルター媒体102の頂点の外方の角は、実質的に等間隔に位置する凹部114の近くに置かれる。媒体カバーストリップ106がポケットフィルター媒体102の頂点の周囲に設置され、ヘッダー端部エレメント105の対向する内側の壁119の対向する凹部114の間を延びていると有利である。媒体カバーストリップ106の設置は、任意であり、空気流の抵抗を小さくすることによってフィルター装置全域の圧力降下を減少させるために滑らかな丸みを帯びた上流表面を有するように設計されている。さらに媒体カバーストリップ106を強化ロッド118と共に使用することによってヘッダーのポケット保持機構の強度を増すことができる。強化ロッド118は、各頂点および各媒体カバーストリップ106に隣接するフィルター媒体102の下流表面に隣接して凹部114内に設置される。強化ロッド118は、凹部114を介してチャネル116内に延びていると有利である。強化ロッド118は、金属材料で構成してもよいが、高分子材料で構成されると有利である。その後液体高分子材料120がチャネル116内に入れられ、固化される。高分子材料120は、ポリウレタンであると有利であるが、固化した際にフィルター媒体102、側部ヘッダーエレメント104および端部ヘッダーエレメント105と一体になるあらゆる材料で構成してもよい。例えば高分子材料120は、熱硬化性液体樹脂または2液型樹脂であってもよい。液状の可塑剤に分散したポリ塩化ビニル樹脂を使用してもよい。
図5Bは本発明の方法によって完全に組み立てられたフィルターパネル装置の断面を示している。2つの対向する側部ヘッダーエレメント104および対向する端部ヘッダーエレメント105は、L字型のブラケット112によって角で接合され、矩形のヘッダーを形成している。ヘッダーの下流側を囲む連続したチャネル116は、既に高分子材料120が充填されており、そして硬化しており、側部ヘッダーエレメント104、対向する端部ヘッダーエレメント105およびポケットフィルター媒体102の上流周辺部を一体化している。横材115は、各対の長手方向に延びた内外壁119および121の間を長手方向にそして矩形の凹部を形成する長手方向に延びた底壁113と実質的に平行に延びている。L字型のブラケット112は、隣接する側部および端部ヘッダーエレメント104および105の矩形の凹部内に固定される。ポケットフィルター媒体102の上流周辺部は、内方および外方側壁119、121の間でヘッダーと一体になっている。本発明のこの一体設計により媒体でのヘッダー界面への空気の漏れおよび水の迂回を防ぐことができる。ポケットフィルター媒体102の頂点の外方の角は、各凹部114に隣接している。媒体カバーストリップ106は、ポケットフィルター媒体102の頂点の上流側にあり、対向する凹部114の間を延びている。強化ロッド118は、各媒体カバーストリップ106に隣接しているフィルター媒体102の下流表面に隣接して凹部114内に延びている。図中の矢印は、ろ過される空気または他の気体が流れる方向を示し、かつ、フィルター装置の上流側を示している。この空気の流れによってポケットは、図に示すようにフィルター媒体の下流側の方に広がる。
支持されていないフィルター媒体102は、実質的に平坦なパッケージになるようにヘッダーに対して潰して、折りたためるので、貯蔵、取り扱いおよび輸送を容易にする。使用時において、ヘッダーから離れる空気流の方向に延びたフィルター媒体のポケットの自由端を有する好適な換気またはエアーコンディショニングシステムにフィルターを設置する際には、空気流の力が図に示すようにポケットをその全長に亘って実質的に真っ直ぐな水平の位置に広げる。
本発明をその好ましい態様と思われるものにおいて本明細書中に示し、説明してきたが、本発明はこれらの特定の態様に限定されるものではない。従って、本明細書中で示し、説明した本発明の形態は、あくまで例示を意図したものであり、その他の態様も添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲を逸脱することなく選択することが可能である。
Claims (12)
- ポケットフィルター装置を製造する方法であって、この方法は、
ヘッダーエレメント材を一組の長手方向に延びた側壁、これら側壁の間を延び、これら側壁と実質的に垂直に長手方向に延びた横材、この横材の下方で実質的にこれと平行な側壁の下方縁部を接合する長手方向に延びた底壁を有する長さに押し出し成形する工程と、
前記長さのヘッダーエレメント材をヘッダー端部とヘッダー側部を形成するために約45度の角度で留め継ぎできるように切断する工程と、
L字型のクリップの一端を前記側壁、前記底壁および前記横材によって形成された前記ヘッダー端部または前記ヘッダー側部の各端部の凹部に挿入する工程と、
前記L字クリップの他端をもう一方の前記ヘッダー端部または前記ヘッダー側部の凹部に挿入し、前記横材と前記側壁によって形成された連続したチャネルを下流側に有する矩形のヘッダーを形成する工程と、
複数のポケットを有するフィルターエレメントの上流周辺部を前記チャネルに挿入する工程と、
液体高分子材料を前記チャネルに入れる工程と、
前記液体高分子材料を固化して前記フィルターエレメントの上流周辺部と一体になったヘッダーを形成する工程とを含むポケットフィルター装置の製造方法。 - 前記液体高分子材料がポリウレタンであることを特徴とする請求項1記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 前記ヘッダー端部の前記チャネルの側壁から複数の部分を取り除いて実質的に等間隔に位置し、ヘッダー端部に対向して位置合わせされた凹部を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 前記フィルターエレメントの上流周辺部を前記チャネルに挿入する工程の後に強化ロッドの各端部を前記対向して位置合わせされた凹部の各組に挿入する工程を含み、前記強化ロッドが前記ポケットそれぞれの頂点で前記フィルター媒体の下流面に隣接することを特徴とする請求項3記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 強化ロッドの各端部を前記対向して位置合わせされた凹部の各組に挿入する工程の後に前記強化ロッドが前記ポケットそれぞれの頂点で前記フィルター媒体の上流面の周囲に媒体カバーストリップを設置する工程を含み、前記媒体カバーストリップは、対向する側壁の対向する凹部間を延びていることを特徴とする請求項4記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- ポケットフィルター装置の製造方法であって、この方法は、
それぞれ長手方向に延びた側壁と、これら側壁の間を実質的にこれら側壁と垂直に長手方向に延びて上方にチャネルを形成する横材と、下方で前記側壁の下縁部と接合し、前記横材と実質的に平行に長手方向に延びて上方に凹部を形成する底壁とを有し、端部が約45度の角度を有する一組のヘッダー端部エレメントと一組のヘッダー側部エレメントを供する工程と、
L字型のクリップの一端を前記ヘッダー端部エレメントまたは前記ヘッダー側部エレメントの端部に挿入し、固定する工程と、
前記L字型のクリップの他端を前記ヘッダー端部エレメントまたは前記ヘッダー側部エレメントとは別のエレメントの端部に挿入し、固定して矩形のヘッダーを形成する工程と、
複数のポケットを有するフィルターエレメントの上流周辺部を前記チャネルに挿入する工程と、
前記チャネルに液体高分子材料を入れる工程と、
前記液体高分子材料を固化して前記フィルターエレメントの上流周辺部と一体化したヘッダーを形成する工程とを含むポケットフィルター装置の製造方法。 - 前記液体高分子材料がポリウレタンであることを特徴とする請求項6記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 前記ヘッダー端部エレメントが内方側壁に実質的に等間隔に位置した複数の凹部を有し、前記フィルターエレメントの上流周辺部を前記ヘッダーの前記内方および外方側壁の間に挿入する工程の後に前記フィルター媒体の下流面に隣接して前記各ポケット間の頂点近傍で前記凹部内に強化ロッドを設置する工程が行われることを特徴とする請求項6記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 前記強化ロッドの両端が前記チャネル内に延び、前記ヘッダーと一体になっていることを特徴とする請求項8記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 前記フィルターエレメントのポケットの頂点をカバーストリップ内の前記各強化ロッドに隣接したカバーストリップの下流面に隣接するように配置することを特徴とする請求項8記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 前記カバーストリップが丸みを帯びた下流面を有することを特徴とする請求項10記載のポケットフィルター装置の製造方法。
- 請求項8記載のポケットフィルター装置の製造方法における前記工程によって製造されるポケットフィルター媒体。
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