JP2011530402A - 縦溝流路の閉鎖物を含むz型媒体、方法、および装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の単一フェーサ媒体を提供する。単一フェーサ媒体は、対面シートに貼り付けられ、第1端部及び第2端部を有する縦溝流路付きシートを有し、単一フェーサ媒体が媒体パック中に形成されるとき、第1端部または第2端部が媒体パックの第1面を形成し、第1端部または第2端部の他の端部が媒体パックの第2面を形成する。第1端部または第2端部で縦溝流路付きシートと対面シートとの間に接着剤を提供し、縦溝流路付きシートと対面シートとを一緒に押して接着剤に沿って一緒に接着して、縦溝流路付きシートと対面シートの間でシールを提供する。縦溝流路付きシートの縦溝流路の少なくとも25%は、隣接するピーク間で縦溝流路の長さの少なくとも50%に沿って延びている少なくとも1つのリッジを有する。単一フェーサ媒体を形成するろ過媒体パック、フィルタエレメント、および形成方法が提供される。

Description

本発明は、閉じている縦溝流路を有するZ型媒体に関する。ここで、流体をろ過するためのフィルタエレメントを形成するために使用することができる。本発明は、さらに、ろ過媒体の縦溝流路を閉じるためのろ過媒体パック、フィルタエレメント、方法に向けられる。
本出願は、米国以外の全ての国を指定国とする出願人である米国国内企業のドナルドソン会社と、米国のみを指定国とする出願人である全て米国人であるテッド・アンソニー・モー、ベニー・ケビン・ネルソン、ブラッドリー・アレン・グロスの名において、国際特許出願として2009年8月6日に出願されたものである。
関連出願の対応特許出願
本出願は、2008年8月6日に米国特許商標庁に出願された米国仮特許出願第61/188,670号の開示を含む。適切な範囲に対して、米国仮特許出願第61/188,670号の優先権を主張する。米国仮特許出願第61/188,670号の全ての開示は、引用により本明細書に合体される。
背景技術
空気や液体などの流体の流れは、その中に汚染物を運んでいる。多くの例において、流体の流れから汚染物のいくらかまたは全てをろ過することは好ましい。例えば、自動車用あるいは電力発生装置用エンジンへの空気流の流れ、ガスタービンシステムへのガス流れ、および各種燃焼炉への空気流は、その中にろ過すべき微粒子汚染物を運んでいる。また、エンジン潤滑油システム、水力式システム、冷却システムまたは燃料システムへの液体の流れは、ろ過すべき汚染物を運んでいる場合がある。そのようなシステムに対して、選択される汚染物を流体から除去する(または流体中のレベルを下げる)ことは好ましい。汚染物を低減するために様々な流体(空気または液体)フィルタ構造物が開発されてきた。しかしながら、一般に、絶え間ない改良が求められている。
Z型媒体は、一般に、縦溝流路付きろ過媒体エレメントの1つのタイプであり、流体は、媒体エレメントの第1面を入り、媒体エレメントの第2面を出る。一般に、Z型媒体の面は、媒体の対向する面に提供される。流体は、1つの面の開いた縦溝流路を入って通過し、他の面の開いた縦溝流路から出る。第1面と第2面との間にあるいくつかのポイントで、流体は、1つの縦溝流路から別の縦溝流路を通過して流れてろ過される。
Z型媒体の初期形態は、媒体の特徴が波形の段ボール箱工業で採用されていたので、しばしば波形媒体(corrugated media)と呼ばれていた。しかしながら、段ボール箱は、一般に積載物を運ぶように設計されたものであり、ろ過効率のためではない。縦溝流路の設計は、改善されたろ過媒体の性能を提供するように段ボール箱工業の規格と大きさとから離れる方向に変更することができる。
Z型媒体の縦溝流路の形態を変更するために様々な開示がなされてきた。例えば、米国特許第5,562,825号は、波形パターンを記載する。狭いV字形(波形側部を持つ)の出口縦溝流路に隣接する、いくぶん半円形状(断面の)入口縦溝流路を利用する波形パターンが示されている(米国特許第5,562,825号の図1と図3参照)。松本他の米国特許第5,049,326号では、(断面が)円状のまたは管状の縦溝流路が示されており、縦溝流路は、半管を有する別シートに取付けられた半管を有するシートによって画定され、得られる平行でまっすぐな縦溝流路の間の平らな領域を有する。米国特許第5,049,326号の図2が参照される。石井他の米国特許第4,925,561号(図1)は、矩形断面を持つように折り曲げられた縦溝流路を示し、その縦溝流路は、長さ方向に沿ってテーパ状となっている。国際特許出願公開第97/40918号の(図1)には、(隣接するカーブした凸状と凹状のトラフから)カーブした波形パターンを持つが、長手方向にテーパ状となっていて、(従って真っ直ぐでない)縦溝流路または平行な波形物が示されている。また、国際特許出願公開第97/40918号には、カーブした波形パターンを持つが異なる大きさのリッジとトラフとを持つ縦溝流路が示されている。
米国特許番号5,562,825号明細書 米国特許番号5,049,326号明細書 米国特許番号4,925,561号明細書 国際特許出願第97/40918号パンフレット
Z型媒体の場合において、一貫して信頼できる縦溝流路の閉鎖物を提供する縦溝流路を閉鎖する技術は、好ましいものである。さらに、縦溝流路の閉鎖物を提供する接着剤の使用の場合、接着剤の量を最小にするか、または減らす縦溝流路の閉鎖技術は、好ましいものである。
発明の概要
単一フェーサ媒体(単一面構造媒体:single facer media)が提供される。単一フェーサ媒体は、対面シートに貼り付けられ、かつ第1端部及び第2端部を有する縦溝流路付きシートを有し、単一フェーサ媒体が媒体パックに形成されるとき、第1端部または第2端部が、媒体パックの第1面を形成し、第1端部または第2端部の他の端部が、媒体パックの第2面を形成する。接着剤は、第1端部または第2端部で、縦溝流路付きシートと対面シートとの間に提供される。縦溝流路付きシートと対面シートとは、一緒に押され接着剤に沿って一緒に接着されて、縦溝流路付きシートと対面シートの間でシールを提供する。縦溝流路付きシート中の縦溝流路の少なくとも25%は、隣接するピーク間で縦溝流路の長さの少なくとも50%に沿って延びている少なくとも1つのリッジ(尾根)を有する。
ろ過媒体パックが提供される。ろ過媒体パックは、汚れた流体を受け入れるための入口縦溝流路と、ろ過された流体を排出するための出口縦溝流路とを有するろ過媒体パックを形成するために、接着剤ビーズで組み立てられた単一フェーサ媒体を含む。汚れた流体が縦溝流路付きシートまたは対面シートを通過して汚れた流体のろ過を提供する。例示の液体流体は、エンジン潤滑油システム、液圧システム、クーラントシステム、および燃料システムで使用される流体を含んでいる。例示のガス流は、自動車または発電装置への空気流、ガスタービンシステムへの空気流れ、様々な燃焼炉への空気流れなどの空気流れを含んでいる。
フィルタエレメントが供給される。フィルタエレメントは、媒体パックと、媒体パックを取り巻くシールとを含む。ハウジングに係合するための媒体パックを取り巻くシールは、半径方向シールである。また、ハウジングに係合するための媒体パックを取り巻くシールは、軸方向のピンチシールなどの軸方向シールである。
単一フェーサ媒体を形成するための方法が提供される。この方法は、(a)縦溝流路付きシートと対面シートとの間に接着剤を適用して対面シートに縦溝流路付きシートを接着する工程と、(b)接着剤の位置で対面シートに向かって縦溝流路付きシートを押し付けて接着剤シールを形成する工程とを有し、縦溝流路付きシート中の縦溝流路の少なくとも25%は、隣接するピーク間で縦溝流路の長さの50%に沿って延びている少なくとも1つのリッジ(尾根)を有する。本方法は、さらに、接着剤シールの位置で縦溝流路付きシートと対面シートとを細長く切って第1単一フェーサ媒体と第2単一フェーサ媒体とを形成する工程をさらに有する。ここで、第1単一フェーサ媒体と第2単一フェーサ媒体とは、そこを通過するろ過されていない流体の流れに対して閉じている比較的平らな端部を含む。また、本方法は、接着剤の位置で対面シートに向かって縦溝流路付きシートを押し付けて接着剤シールを形成する工程の前に、縦溝流路に刻みを付ける工程を持たずに、一定の縦溝流路の閉鎖物を提供する工程を有する。
先行技術の例示のZ型ろ過媒体の部分概略斜視図である。 図1で示された先行技術の媒体の一部の部分拡大概要断面図である。 様々な波形媒体の定義を示す概略図である。 本発明の媒体の一部の部分拡大概略断面図である。 図4の巻かれたろ過媒体の端面を示す写真である。 ろ過媒体に充填されたダストの斜視図を示す写真であり、図6では、ダストケーキを見せるために縦溝流路付きシートの一部が剥がされている写真である。 図4bの媒体のテーパ状縦溝流路付きシートの斜視図である。 図4bと図4cのテーパ状媒体の断面図である。 Z型媒体の縦溝流路を閉じる工程を示す概略図である。 図9の折り目付け(creaser wheel)ホイールの端面図である。 図9の頂冠ホイール(crowning wheel)の側面図である。 図11の頂冠ホイールの一部の部分拡大端部図である。 図9の平面加工ホイール(flattening wheel)の側面図である。 図13の平面加工ホイールの一部の部分拡大端部図である。 本発明のろ過媒体パックを収容するフィルタエレメントを含むことができる例示のエアクリーナの断面図である。 本発明のろ過媒体パックを含むフィルタエレメントの部分断面図である。 本発明のろ過媒体パックを含むフィルタエレメントの斜視図である。 本発明のろ過媒体パックを含むフィルタエレメントの斜視図である。 図18のフィルタエレメントの底部からの斜視図である。 図22と図23のフィルタエレメントの中央板の側面図である。 本発明のろ過媒体パックを含むフィルタ構造物の部分断面図である。 本発明のろ過媒体パックを含むフィルタエレメントを有するエアクリーナの部分断面図である。 本発明のろ過媒体パックを含む例示のフィルタエレメントの斜視図である。 本発明のろ過媒体パックを含む例示のフィルタエレメントの斜視図である。
縦溝流路付きろ過媒体
縦溝流路(ひだ)付きろ過媒体(fluted filtration media)は、さまざまな方法で流体フィルタ構造物を提供するために使用することができる。1つのよく知られた形態は、Z型フィルタ構造物である。本明細書で使用されるような用語「Z型フィルタ構造物(z-filter construction)」または「Z型フィルタ媒体(Z型-filter media)」は、フィルタエレメント構造物を指すことを意味する。この構造物では、波形加工された、折り曲げられた、縦溝流路付きの、または、別の方法で形成されたフィルタ縦溝流路は、媒体を通過する流体流れの長手方向のフィルタ縦溝流路を画定するために使用される。この流体は、フィルタエレメント流入端部と流出端部(または、流れ面)との間にある縦溝流路に沿って流れる。Z型フィルタ媒体のフィルタエレメントのいくつかの実施例は、米国特許第5,820,646号、米国特許第5,772,883号、米国特許第5,902,364号、米国特許第5,792,247号、米国特許第5,895,574号、米国特許第6,210,469号、米国特許第6,190,432、米国特許第6,350,296号、米国特許第6,179,890号、米国特許第6,235,195号、意匠第399,944号、意匠第428,128号、意匠第396,098号、意匠第398,046号、意匠第437,401号で提供される。これら15の引用文献は、引用により本明細書に合体される。
ろ過媒体パックによってろ過されることができる流体は、ガス状物質と液体物質とを含む。ろ過することができる例示のガス状物質は、空気を含む。ろ過することができる例示の液体物質は、水、オイル、燃料、および加圧流体を含む。ろ過媒体パックによってろ過される好ましい流体は、空気を含む。一般に、説明の多くは、空気をろ過することに向けられる。しかしながら、ろ過媒体パックが他のガス状物質と他の液体物質をろ過するために使用できることを理解すべきである。
ある種類のZ型フィルタ媒体は、媒体構造物を形成するために互いに結合された2つの媒体コンポーネントを使用する。2つのコンポーネントは、(1)縦溝流路(例えば、波形)付き媒体シート(fluted media sheet)と(2)対面媒体シート(facing media sheet)である。対面媒体シートは、通常は、波形でない。しかしながら、対面媒体シートは、波形とすることができる。例えば、2005年8月25日に発行され、引用により本明細書に合体される国際特許出願公開第2005/077487号に記載されたように、縦溝流路方向に対して垂直な波形であり得る。あるいはまた、対面媒体シートは、縦溝流路(例えば、波形)付き媒体シートであり得る。縦溝流路または波形物は、縦溝流路付き媒体シートと整列するか、ある角度で整列してもよい。対面媒体シートは、縦溝流路付きかまたは波形であり得えるが、縦溝流路付きや波形でない形態で提供することもできる。そのような形態は、平らなシートを含むことができる。対面媒体シートが縦溝流路付でない場合、縦溝流路付き媒体でない、あるいは非縦溝流路付きシートと呼ばれる。
縦溝流路付き媒体シートと対面媒体シートの2つの媒体コンポーネントを使用するZ型フィルタ媒体のタイプは、媒体構造物を形成するために互いに結合され、「単一フェーサ(片面構造)媒体(single facer media)」または「片面構造媒体(single faced media)」と呼ぶことができる。あるZ型フィルタ媒体構造物では、単一フェーサ(片面構造)媒体(縦溝流路付き媒体シートと対面媒体シート)は、平行な入口と出口の縦溝流路を有する媒体を画定するために使用することができる。他の構成では、テーパ形状の縦溝流路を持つ媒体エレメントの一部の選択に依存しながら、入口と出口の縦溝流路は平行とすることができる。ある例では、縦溝流路付きシートと非縦溝流路付でシートとは、互い固定され、次に、渦巻状に巻かれてZ型フィルタ媒体構造物を形成する。このような構造物は、例えば、引用により本明細書に合体される米国特許第6,235,195号と同6,179,890号に記述されている。その他の構造物では、平らな媒体に固定された縦溝流路付き媒体の非渦巻状部分を互いに積層して、フィルタ構造物を形成する。この例は、引用により本明細書に合体される米国特許第5,820,646号の図11に記述されている。一般に、Z型フィルタ媒体を渦巻状に巻いた構造物は、渦巻状構造物と呼ばれ、Z型フィルタ媒体を積層した構造物は、積層構造物と呼ばれる。渦巻状に巻いた構造物または積層した構造物を有するフィルタエレメントを供給することができる。
通常は、渦巻状に巻いた媒体パック(梱包体)を形成するために、縦溝流路付きシート/対面シートの組み合わせ(例えば、単一フェーサ(片面構造)媒体)をその周りで渦巻にするのは、対面シートを外に向けた状態でなされる。渦巻状に巻く技術は、その内容が引用により本明細書に合体される2004年9月30日に出願された国際特許出願第2004/082795号に記載されている。得られる渦巻状構造物は、結果として、通常は、媒体パックの外部表面として対面シートの一部を持つ。
媒体の構造を示すために本明細書で使用される用語「波形に加工された(corrugated)」は、2本の波形ローラの間で、すなわち、2つのローラの間にあるニップまたは食込み間隙(bite)中に媒体を通過させて得られる縦溝流路付き構造(flute structure)を言うことを意味する。各波形ロールは、得られる媒体中に波形効果を引き起こすのに適した表面特性を有する。用語「波形(corrugation)」は、波形ローラ間の食込み間隙中に媒体を通過させない技術によって形成された縦溝流路については言わない。しかしながら、用語「波形に加工された」は、波形を形成した後に、例えば、2004年1月22日に国際公開され、本明細書に引用により合体される国際出願公開第2004/007054号に記述されるような折り曲げ技術によって、媒体が更に修正または変形される場合にも適用されることを意味する。
波形加工された媒体は、縦溝流路付き媒体の特別な形態である。縦溝流路付き媒体(fluted media)は、媒体を横切って延びている(例えば、波形加工、折り曲げ加工、または縦溝流路形成された)各縦溝流路を持つ媒体である。縦溝流路付き媒体は、所望の縦溝流路形状を提供する技術によって調整されることができる。波形加工は、特定の大きさを持つ縦溝流路を形成するために有用な技術であり得る。縦溝流路高さ(高さは、ピーク(peak)間の高度)を増加させることが好ましい場合には、波形加工技術は、実用的でないかもしれず、媒体を折り曲げるかまたはひだをつけることが好ましいかもしれない。一般に、媒体にひだを付けることは、媒体を折り曲げた結果として得られる。ひだを付けるために媒体を折り曲げる例示の技術は、折り曲げるのために刻み目を入れるまたは圧力を用いることを含む。
Z型フィルタ媒体を使用するフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジ構造物は、ときどき「真っ直ぐに通過する流れ構造物(straight through flow configuration)」またはこの変形と呼ばれる。一般に、この文脈において意味することは、点検整備可能なフィルタエレメンが、流れがほぼ同じまっすぐに通過する方向でフィルタカートリッジに流入しかつ流出する状態の流入端部(または面)と流出端部(または面)とを一般的に持つことである。用語「真っ直ぐに通過する流れの構造物」は、この定義に対して、対面媒体の最も外側の巻き付けを通過する媒体パック(梱包体)の空気流を無視する。いくつかの例では、各流入端部と各流出端部は、一般に平らまたは平面であり、2つは互いに平行である。しかしながら、これからの変形、例えば、非平面は、いくつかの応用において使用可能である。また、対向する流入面と流出面の特徴は、流入面と流出面が平行であることを必要としない。所望であれば、流入面と流出面は、互いに平行なものとして提供することができる。あるいはまた、流入面と流出面は、流入面と流出面とが平行でないように互いにある角度で提供することができる。さらに、平らでない面は、非平行面と考えられることができる。
真っ直ぐに通過する流れ構造物は、例えば、米国特許第6,039,778号に示されるタイプの筒状縦溝流路付きフィルタカートリッジとは対照的なものである。筒状縦溝流路付きフィルタカートリッジでは、流れは、一般的に、点検整備可能なフィルタカートリッジを通過するときに実質的に回転する。すなわち、米国特許第6,039,778号のフィルタでは、流れは、前進する流れのシステムでは、円筒状フィルタカートリッジに入り円筒状の側面を通過し、次に、回転して端面を通過して外に流れる。逆流れのシステムでは、流れは、点検可能な筒状カートリッジに入り、端面を通過し、次に、回転して、筒状フィルタカートリッジの側部を通過して外に出る。そのような逆流れのシステムの実施例は、米国特許第5,613,992号に示されている。
フィルタエレメントあるいはフィルタカートリッジは、点検可能なフィルタエレメントあるいはフィルタカートリッジと呼ぶことができる。この文脈において用語「点検可能」は、対応するエアクリーナから定期的に取り外して取り替えるフィルタカートリッジを含む媒体を言うことを意味する。点検可能なフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジを含むエアクリーナは、フィルタエレメントまたはフィルタカートリッジの取り外しと交換ができるように構成されている。一般に、エアクリーナは、ハウジングとアクセスカバーを含み、アクセスカバーは、使用したフィルタエレメントの取り外しと、新しいまたは洗浄された(再生された)フィルタエレメントの挿入を提供する。
本明細書で使用するとき、用語「Z型フィルタ媒体構造物(Z-filter media construction)」とその変形は、縦溝流路付き媒体シートと対面シートと、フィルタ媒体を通過するろ過する流路無しに空気流が1つの流れ面から別の流れ面に流れないようにする適切な閉鎖物(closure)とを持つ単一フェーサ(片面構造)の媒体、および/または、渦巻き、積層、または他の方法で縦溝流路の三次元的ネットワークに形成された単一フェーサ(片面構造)の媒体、および/または、単一フェーサ(片面構造)の媒体を含むフィルタ構造物、および/または、三次元の縦溝流路のネットワークが(例えば、折り曲げまたは縦溝流路形成で)構成または形成された縦溝流路付き媒体のうちのいずれか、または、全てを言うことを意味する。一般に、適切な縦溝流路の閉鎖物構造物を提供して、媒体の一方の側部(側面)に流入するろ過されていない空気が、媒体を出るろ過された空気流の一部として、媒体の他方の側部(側面)から流出しないようにすることは好ましい。多くの構造物において、Z型媒体構造物は、入口および出口の縦溝流路ネットワークを形成するように構成されており、入口縦溝流路は、入口面に隣接する領域で開いていて出口面に隣接する領域で閉じており、出口縦溝流路は、入口面に隣接して閉じていて出口面に隣接して開いている。しかしながら、代替のZ型媒体構造物は、可能であり、例えば、2006年5月4日に公開されたバルドウィンフィルタ会社の米国特許出願第2006/0091084号が参照される。この構造物は、対向する流れ面の間に延びている縦溝流路と、ろ過されていない空気の流れが媒体パック(梱包体)を通過するのを妨ぐシール構造物とを有する。本発明の多くのZ型フィルタ媒体構造物では、接着剤または密封剤は、ろ過されていない空気が媒体の1つの側部から媒体の他の側部に流れるないように、縦溝流路を閉じて適切なシール構造物を提供するために使用することができる。栓(プラグ)、媒体の折り曲げ、または媒体の押しつぶしは、ろ過されていない空気の流れが、媒体の一方の側部(側面)から媒体の他方の側部(側面)に流れるのを防ぐように、縦溝流路の閉鎖物を提供するための技術として使用することができる。
図1を参照すると、Z型フィルタ媒体として使用可能な例示の媒体1が示される。媒体1は先行技術の媒体を代表しているが、媒体1を記載するために用いられる用語の多くは、本発明の媒体の部分を記載することもできる。媒体1は、縦溝流路(実施例では波形)付シート3と対面シート4とから形成される。一般に、縦溝流路付波形シート3は、一般に、通常の、カーブした、波形パターンの縦溝流路または波形7を持つものとして、本明細書で特徴付けられる。この文脈で用語「波形パターン(wave pattern)」は、トラフ(谷)7bとヒル(山)7aとが交互にくる縦溝流路あるいは波形パターンを指すことを意味する。この文脈で用語「一定(regular)」は、トラフ(谷)とヒル(山)(7b,7a)の組が、ほぼ同じ繰り返しの波形(または、縦溝流路)形状と大きさで交互に形成されることを指すことを意味する。(また、一般的に、一定な構造において、各トラフ7bは、実質的に各ヒル7aの逆形状である。)従って、用語「一定」は、波形(または縦溝流路)パターンが、縦溝流路長さの少なくとも70%に沿って、実質的に変わらない波形の大きさと形状で、繰り返す組(隣接するトラフとヒルを含む)を持つトラフとヒルを持つことを意味する。この文脈で用語「実質的(substantial)」は、波形加工あるいは縦溝流路付きシートを形成するために使用されるプロセスまたは型の違いからもたらされる変更を言うのであり、縦溝シート3を形成する媒体シートが可撓性であることによるわずかな変動とは異なる。繰り返しパターンの特徴に関して、与えられたフィルタ構造物中に、等しい数のトラフとヒルとが必ず存在することが必要であることを意味するものではない。例えば、媒体1は、トラフとヒルとを含む1組の間で、あるいは、トラフとヒルを含む1組に部分的にそって、終端とすることができる。(例えば、図1では、断片的に図示される媒体1は、8つの完全なヒル7aと7つの完全なトラフ7bとを備える。)また、対向する縦溝流路の端部(トラフとヒルの端部)は、互いに異なってもよい。このような端部における変動は、特に述べない限り、これらの定義において無視される。すなわち、縦溝流路の端部における変動は、上記の定義によって保護されることを意味する。
縦溝流路付フィルタ媒体の文脈において、特に、例示の媒体1において、ヒル7aとトラフ7bとは、ピークとして特徴付けることができる。すなわち、ヒル7aの最高点は、ピークとして特徴付けられ、トラフ7bの最低点は、ピークとして特徴付けられる。縦溝流路付きシート(fluted sheet)3と対面シート(facing sheet)4の組合せを単一フェーサ(片面構造)の媒体(single facer media)5という。トラフ7bに形成されたピークは、単一フェーサ媒体5の対面シート4に向かって面しているので、内部ピーク(internal peak)と呼ぶ。ヒル7aに形成されるピークは、単一フェーサ媒体5を形成する対面シート4から離れる方向に面しているので、外部ピーク(external peak)として特徴付けられる。単一フェーサ媒体5に対して、縦溝流路付きシート3は、対面シート4に向かって面している内部ピーク7bの繰り返しと、対面シート4から離れる方向に面している外部ピーク7aの繰り返しとを含む。
用語「一定(regular)」が縦溝流路パターンを特徴付けるために使用される場合、「テーパ状」と考えることができる媒体を特徴付けることを意図しない。一般に、テーパ状は、縦溝流路長さに沿って縦溝流路の大きさの減少あるいは増加をいう。一般に、テーパ状のろ過媒体は、媒体の第1端部から媒体の第2端部まで大きさが減少する第1の縦溝流路セットと、媒体の第1端部から媒体の第2端部まで大きさが増加する第2の縦溝流路セットとを示すことができる。一般に、テーパ状パターンは、一定パターンであるとは考えられない。しかしながら、Z型媒体は、縦溝流路の長さに沿って一定と考えられる領域と一定でないと考えられる領域とを含むことができることを理解すべきである。例えば、縦溝流路の第1セットが、例えば、距離の1/4から距離の3/4だけ縦溝流路の長さの距離に沿って一定であり、縦溝流路の残りの長さに対してテーパの存在の結果として一定でないと考えることができる。別の可能な縦溝流路の構成は、テーパ状−一定−テーパ状の構成を持つものである。この構成では、例えば、縦溝流路が第1面から予め選択された位置までテーパ状になっていて、次に、縦溝流路が第2の予め決められた位置まで一定であり、次に、縦溝流路は、第2面までテーパ状になっていている。別の代替の構造物は、一定−テーパ状−一定の構成として、あるいは、一定−テーパ状として提供することができる。様々な代替の構造物は、所望に応じて構成することができる。
Z型媒体の文脈において、一般に、2つのタイプの「非対称」がある。1つのタイプの非対称は、面積非対称と言い、別のタイプの非対称は、体積非対称と言う。一般に、面積非対称は、縦溝流路の断面積の非対称を言い、テーパ状縦溝流路によって示すことができる。例えば、面積非対称は、縦溝流路長さに沿ってある位置の縦溝流路の面積が、縦溝流路長さに沿った別の位置の縦溝流路の面積と異なる場合に存在する。テーパ状縦溝流路は、媒体パック(梱包体)の第1位置(例えば、端部)から第2位置(例えば、端部)まで大きさが減少するか、または、媒体パックの第1位置(例えば、端部)から第2位置(例えば、端部)まで大きさが増加するので、面積非対称である。この非対称(例えば、面積非対称)は、テーパーから生じる一種の非対称であり、その結果、このタイプの非対称を有する媒体は、一定でないと言うことができる。別のタイプの非対称は、体積非対称と言い、さらに詳細に説明する。体積非対称は、媒体パック(梱包体)中の汚れた側部空間と清浄な側部空間との差をいう。体積非対称を示す媒体は、波形パターンが一定であるなら一定として特徴付けることができ、波形パターンが一定でないなら一定でないとして特徴付けられる。
縦溝流路の少なくとも一部がろ過されていない空気の通路に対して閉じているZ型媒体は、接着剤または密封剤の栓(プラグ)を提供する以外の技術によって、提供することができる。例えば、縦溝流路の端部は、閉鎖物(closure)を提供するために、折り曲げるかまたは押しつぶすことができる。縦溝流路を閉じるための一定でかつ一貫した折り目パターンを提供する1つの技術は、「ダーツ付け(darting)」と呼ぶことができる。ダーツ付けした縦溝流路またはダーツ付けは、一般に、縦溝流路の閉鎖物を言い、閉鎖物は、押しつぶしによってよりはむしろ閉鎖物を提供するために、対面シートの方向に縦溝流路を折りたたむために一定の折り目パターンを生成するために縦溝流路を折り曲げることによって生じる。ダーツ付けは、縦溝流路の閉鎖物がほぼ変わらずかつ制御されるような縦溝流路の部分を折りたたむ結果として、縦溝流路の端部を閉じる秩序立てたアプローチを一般に含む。例えば、米国特許出願第2006/0163150号は、縦溝流路端部にダーツ付け構造物を持つ縦溝流路を開示する。特に、閉鎖物は、縦溝流路の先端を凹ませ、次に、凹ませた縦溝流路を対面シートに向かう方向に折り曲げる結果として、提供される。ダーツ付け構造物は、例えば、シールするのに必要な密封材の量を低減する、シール効果に対する安全性を増加する、および、縦溝流路のダーツ付け端部上で好ましい流れパターンを提供することを含む利点を提供することができる。Z型媒体は、ダーツ付け端部を含む縦溝流路を含むことができ、米国特許出願第2006/0163150号の全ての開示は、引用により本明細書に合体される。縦溝流路の端部にダーツまたは縦溝流路閉鎖物が存在することは、媒体が一定でないことを意味しないことが理解される。
「カーブした(curved)」波形パターンを特徴付ける文脈において、用語「カーブした」は、媒体に提供される折りたたまれた、あるいは、折り目を付けられた結果のパターンではなく、むしろ各ヒル7aのピークと各トラフ7bの底部とが半曲カーブに沿って形成されるパターンを言うことを意味する。代替手段は可能であるが、そのようなZ型フィルタ媒体の典型的な半径は、少なくとも0.25mmであり、通常は、3mmを超えない。上の定義において、カーブしていない媒体もまた使用可能である。例えば、「カーブした」と考えられないような十分に鋭い半径を持つピークを提供することは好ましい。半径は、0.25mm未満、または0.20mm未満であり得る。マスキングを抑えるために、ナイフの刃を持つピークを提供することは好ましい。ピークにナイフの刃を提供する能力は、媒体を形成するために使用される装置、媒体自身、および媒体がさらされる条件によって制限することができる。例えば、媒体を切ったり裂いたりしないようにすることは好ましい。従って、ピークを形成するためにナイフの刃を使用することは、ナイフの刃が媒体中に切り傷あるいは裂け目を引き起こす場合には好ましくない。また、媒体を切ったり裂いたりしないで、十分なカーブでないピークを提供するには、軽過ぎるまたは重過ぎる場合がある。また、処理中の空気湿度は、ピークを形成するとき、急な半径を形成するのを補助するのを高めることができる。
図1に示す、波形シート3の特別に一定で、カーブした、波形パターンの更なる特徴は、曲率が反転する遷移領域が、各トラフ7bと隣接する各ヒル7aとの間のほぼ中点30で、縦溝流路7の長さの大部分に沿って配置されることである。たとえば、図1の裏側または裏面3aを見ると、トラフ7bは、凹形領域にあり、ヒル7aは凸形領域にある。もちろん、前側または前面3bに向かって見ると、裏側3aのトラフ7bは、ヒルを形成し、裏側3aのヒル7aは、トラフを形成する。いくつかの例では、遷移領域30は、点の代わりに、セグメント30の端部で曲率が反転する真っ直ぐなセグメント30であってもよい。遷移領域30が真っ直ぐなセグメントとして提供される場合、例えば、図1で示される波形パターンは、ヒル7aでのカーブと、遷移領域30での直線セグメントと、トラフ7bでのカーブと、の繰り返しパターンにより「弓形−真っ直ぐ−弓形」として特徴付けることができる。
図1に示される、特別に一定で、カーブした、波形パターンの縦溝流路付き波形シート3の特徴は、各波形が概ね真っ直ぐであることである。この文脈で、「真っ直ぐ」によって、端部8と端部9と間の長さの少なくとも50%、好ましくは70%(通常は、少なくとも80%)を通して、ヒル7aとトラフ7bは、実質的に断面が変化しないことを意味する。図1で示される波形パターンについて言う用語「真っ直ぐ」は、引用により本明細書に合体される国際特許出願公開第03/47722号および2003年6月12日に公開された国際特許出願公開第97/40918号の図1に記載された波形加工された媒体のテーパ状縦溝流路と部分的にパターンが異なっている。例えば、国際特許出願公開第97/40918号の図1のテーパ状縦溝流路は、カーブした波形パターンではあるが、本明細書で使用されている用語のような「一定な」パターンあるいは真っ直ぐな縦溝流路のパターンではない。
図1を参照すると、上記参照したように、媒体1は、対向する第1端部8と第2端部9とを持つ。図示された例示に対して、媒体1は、渦巻にまかれて媒体パック(梱包体)に形成されると、通常は、第2端部9が媒体パックの入口端部を形成し、第1端部8が媒体パックの出口端部を形成するが、ある応用では逆の配置もまた可能である。
図示された例において、端部8に隣接して密封材が供給される。この例では、密封材ビード10の形態で、縦溝流路付きシート3と対面シート4とを一緒にシールする。密封材ビード10は、波形シート3と対面シート4との間のビードであり、単一フェーサ1を形成するので、「単一フェーサビード」と呼ばれる場合がある。密封材ビード10は、そこからの空気通路に対して、端部8に隣接する各閉じた縦溝流路11をシールする。
図示された例において、端部9に隣接して密封材が供給される。この例では、密封材ビード14の形態で供給される。密封材ビード14は、通常は、端部9に隣接して、そこを通過するろ過されていない流体の通路に対して縦溝流路15を閉じる。密封材ビード14は、通常は、波形シート3を内側に向けた状態で、媒体1がそれ自身のまわりに渦巻状に巻かれる場合に適用される。したがって、密封材ビード14は、対面シート4の裏面17と、縦溝流路付きシート3の側面18との間でシールを形成する。密封材ビード14は、細長片1が渦巻きに巻かれて渦巻状媒体パックにするときに密封材ビード14が通常適用されるので、「渦巻ビード」と言われる場合がある。渦巻きの代わりに、媒体1を細長片に切断して積層される場合、密封材ビード14は、「積層ビード」と呼ばれる。
図1を参照すると、媒体1が、例えば、渦巻きまたは積層によって、媒体パック中に組み込まれると、以下のように作動することができる。最初に、空気は矢印12の方向に、端部9に隣接して開いている縦溝流路11に入る。端部8は密封剤ビード10によって閉じているので、空気は、矢印13で示される方向に媒体を通過する。次に、空気は、媒体パックの端部8に隣接する縦溝流路15の開いた端部15aを通過する通路から媒体パックの外に出ることができる。もちろん、反対の方向に空気流れを導くことができる。
より一般的な用語において、Z型フィルタ媒体パック(梱包体)は、対面フィルタ媒体に固定された縦溝流路付フィルタ媒体を含み、かつ第1流れ面と第2流れ面との間で延びている縦溝流路の媒体パック中で構成されるものとして特徴付けることができる。密封材またはシール構造物は、媒体パック内に提供され、第1の上流流れ面または端部で縦溝流路に入ってくる空気が、媒体を通過するろ過する通路無しに、下流の流れ面または端部から媒体パックを出ることができないようにする。言い換えると、Z型フィルタ媒体は、流入面と流出面との間で、通常は、密封材構造物または他の構造物によって、そこを通過するろ過されていない空気通路を閉じている。この追加の代替の特徴は、空気が流れ面の一方から入り、媒体を通って流れ面の他方からからでて空気をろ過するように、縦溝流路の第1部分が、ろ過されていない空気が縦溝流路の第1部分の中に流れ込むのを防ぎ、かつ、縦溝流路の第2部分が、ろ過されていない空気が媒体パックから外に流れ出るのを防ぐために、閉じられているかまたはシールされていることである。
本明細書の図1に示された特別の構造物に対し、平行な波形7a、7bは、端部8から端部9まで、媒体をほぼ真っ直ぐに完全に横切る。真っ直ぐな縦溝流路または波形構造物は、選択された位置で、特に端部で、変形または折り曲げることができる。閉鎖物に対する縦溝流路の端部での変形は、通常は、上記の「一定な」「カーブした」および「波形パターン」の定義から外れる。
一般に、フィルタ媒体は、比較的柔軟な材料であり、通常は、(セルロースファイバ、合成ファイバまたは両方の)不織布の繊維状物質であり、その中に樹脂をしばしば含み、追加物質で処理されている場合がある。したがって、フィルタ媒体は、例えば、波形加工されたパターンなどの種々の縦溝流路に、容認できないような媒体損傷無しに、加工するまたは形成することができる。また、フィルタ媒体は、使用のために、容認できないような媒体損傷無しに、渦巻状にあるいは他の構成に容易にすることができる。もちろん、フィルタ媒体は、使用中に、所望の縦溝流路(例えば、波形)構造物を維持するような性質を持たなければならない。
波形または縦溝流路付け工程では、非弾性変形が媒体中に引き起こされる。これによって、フィルタ媒体が元の形状に戻ることを防ぐ。しかしながら、張力が解放されると、縦溝流路あるいは波形は、スプリングバックを起こやすく、伸びと曲がり部分の一部だけの回復が起こる。対面シートは、縦溝流路付(または、波形)シートのスプリングバックを禁じるために、縦溝流路付きシートをびょうで留める場合がある。
また、媒体は樹脂を含むことができる。波形形成の工程の間に、媒体は、樹脂のガラス転移点以上の温度まで加熱することができる。樹脂を冷却すると、樹脂は、縦溝流路の形状を維持するのを補助する。
波形シート3、対面シート4またはその両方の媒体は、その一側部または両側部上にファインファイバ物質を提供することができる。このファインファイバは、例えば、参照として本明細書に合体される、米国特許第6,955,755号、米国特許第6,673,136号、米国特許第7,270,693に記載されている。一般に、ファインファイバは、ポリマーファインファイバ(マイクロファイバとナノファイバ)と呼ぶことができ、ろ過性能を向上するために媒体に提供することができる。媒体にファインファイバが存在すると、所望のろ過性を獲得することができ、重さや厚みを低減した媒体を提供することできるので好ましい。従って、媒体にファインファイバが存在すると、ろ過特性を高めたり軽い媒体を提供したり、またはその両方を提供することができる。ファインファイバとして特徴付けられるファイバは、約0.001μm〜約10μm、約0.005μm〜約5μm、または、約0.01μm〜約0.5μmの直径を持つことができる。ナノファイバは、200nmまたは0.2μm未満の直径を有するファイバをいう。マイクロファイバは、0.2μmより大きいが、10μmを超えない直径を有するファイバをいう。ファインファイバを形成するために使用することができる例示の物質は、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール重合体、ナイロン6、ナイロン4,6、ナイロン6,6、ナイロン6,10などの様々なナイロンを含む共重合体、それらの共重合体、ポリ塩化ビニル、PVDC(ポリ二塩化ビニル)、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、PVDF、ポリアミド、およびそれらの混合物を含む。
更に、図1を参照すると、縦溝流路付シート3と対面シート4との間に配置され、2つを一緒に固定するタックビードが20で示されている。タックビード20は、例えば、接着剤の不連続な線であり得る。また、タックビード20は、媒体シートが一緒に溶接されるポイントでもあり得る。
上記から、図示された例示の縦溝流路付シート3は、通常は、2つが接するピークに沿って、対面シートに連続的に固定されていない。従って、空気は、隣接する入口縦溝流路の間で、その代わりに隣接する出口縦溝流路の間を、媒体を通過する通路無しに流れることができる。しかしながら、入口面を通過して縦溝流路に入った空気は、ろ過する少なくとも1つの媒体シートを通過せずに出口流れ面を通過して縦溝流路から外に出ることができない。
ここで、図2に着目すると、縦溝流路付(この例では、一定で、カーブした、波形パターン)シート43と、波形でない平らな対面シート44とを利用するZ型フィルタ媒体構造体40が示されている。点50と点51との間の距離D1は、与えられた縦溝流路53の下にある領域52中の平らな媒体(対面シート)44の範囲を画定する。点50と点51は、縦溝流路付きシート43の内部ピーク46,48の中央点として提供される。さらに、点45は、縦溝流路付きシート43の外部ピーク49の中央点として特徴付けられる。距離D1は、媒体構造物40の周期長さまたはインターバルを画定する。長さD2は、同じ距離D1上で、縦溝流路53に対する弓形の媒体長さを画定し、縦溝流路53の形状によりD1より当然長い。先行技術による縦溝流路付きフィルタの応用で使用される通常の一定な形状の媒体に対し、D2のD1に対する長さの比は、1.2〜2.0の範囲内である。エアーフィルタの共通の例示構造物は、D2がD1の約1.25〜1.35倍の構造物を有する。そのような媒体は、例えば、一定でカーブした波形パターンを持つドナルドソン社のPowercore(登録商標)Zフィルタ構造物で商業的に使用されている。ここでD2/D1比は、時として媒体に対する縦溝流路/平ら部比(flute/flat ratio)、または媒体しぼり(media draw)として特徴付けられる。
縦溝流路高さJは、対面シート44から縦溝流路付きシート43の最高点までの距離である。言い換えると、縦溝流路高さJは、縦溝流路付きシート43の隣接するピーク57とピーク58との間にある外側の高度差である。縦溝流路高さJは、縦溝シート厚さを考慮に入れる。ピーク57を内部ピーク(internal peak)と呼び、ピーク58を外部ピーク(external peak)と呼ぶ。距離D1、D2およびJは、図2に示される特別の縦溝流路付き媒体構造物に適用されるが、これらの距離は、縦溝流路付き媒体の他の構造物にも適用することができ、そこでは、D1は、縦溝流路の周期長さまたは所定の縦溝流路の下方の平らな媒体の距離を言い、D2は、下方ピークから下方ピークまでの縦溝流路付き媒体の長さを言い、Jは縦溝流路高さをいう。
別の計測は、うねり長さ(cord length CL)と呼ばれる。うねり長さは、下方ピーク57の中点50から上方ピーク58の中点45までの直線距離をいう。うねり長さ(CL)は、さらに、隣接するピークの中点の間の直線距離として表すことができる。媒体厚さが距離値に影響を与えるので、媒体厚さおよび特別な距離測定の始点または終点の決定は距離値に影響を与えることを理解することができる。例えば、うねり長さ(CL)は、距離が、内部ピークの底部から外部ピークの底部まで測定されるか否かに依存して、または、距離が内部ピークの底部から外部ピークの頂部まで測定されるか否かに依存して、異なる値を持ち得る。距離におけるこの差は、媒体厚さが距離測定にどのように影響を与えるかの例である。媒体厚さの影響を最小にするために、うねり長さの計測は、媒体内の中点で決定される。うねり長さCLと媒体長さD2との間の関係は、媒体うねり率(media cord percentage)として特徴付けられる。媒体うねり率は、
媒体うねり率=((1/2)D2−CL)×100/CL
の式によって決定することができる。
段ボール業界では、様々な規格の縦溝流路が定められている。例えば、規格Eの縦溝流路、規格Xの縦溝流路、規格Bの縦溝流路、規格Cの縦溝流路、および規格Aの縦溝流路などを含む。図3は、以下の表Aとの組み合わせて、これらの縦溝流路の定義を提供する。
本特許の譲受人であるドナルドソン株式会社(DCI)社は、様々なZフィルタ構造物内における規格Aと規格Bの縦溝流路の変形を使用してきた。ドナルドソン株式会社の規格Bの縦溝流路は、約3.6%の媒体うねり率を有する。ドナルドソン株式会社の規格Aの縦溝流路は、約6.3%の媒体うねり率を有する。さまざまな縦溝流路は、また、表1および図3で画定される。図2は、縦溝流路付きシート43として規格Bの縦溝流路を使用するZ型フィルタ媒体構造物40を示している。
一般に、段ボール箱業界からの規格の縦溝流路の構造物は、波形媒体に対する波形形状または略波形形状を画定するために使用されてきた。ろ過性能を高める縦溝流路構造物または構造物を提供することによって、フィルタ媒体の性能を改善することがきる。段ボール業界では、縦溝流路の大きさまたは波形の幾何形状は、荷重を処理するために適した構造を提供するように選択される。段ボール業界における縦溝流路の幾何学的形状は、規格Aまたは規格Bの縦溝流路構造物を発展させた。そのような縦溝流路の構造物は、荷重を取り扱うのに好ましいが、ろ過性能は、縦溝流路の幾何学形状を変更することによって高めることができる。ろ過性能を改良する技術は、一般に、ろ過性能を改良し、かつ選択されたろ過条件下でろ過性能を改良するための幾何学形状と構造物とを選択することを含む。ろ過性能を改良するために変更することができる例示の縦溝流路の幾何学形状と構造物とは、縦溝流路のマスキング、縦溝流路の形状、縦溝流路の幅対高さの比、および縦溝流路の非対称性を含む。縦溝流路の幾何学形状と構造物の広い選択により、フィルタエレメントは、ろ過性能を改良するために、様々な縦溝流路の幾何学形状と構造物の点から、所望のフィルタエレメントの幾何学形状と構造物とを持って構成することができる。
マスキング
Z型媒体の文脈において、マスキングは、縦溝流路付きシートと対面シートとの間の近接領域を言い、その位置では、フィルタ媒体を使用するとき、実質的に圧力差が不足し、有用なフィルタ媒体の不足をもたらす。一般に、マスキングは、媒体を通過する流れるに対する抵抗があるような別の媒体シートに近い媒体の位置によって、しばしば特徴付けられる。結果として、マスキングされた媒体は、フィルタ媒体のろ過性能を実質的に高めるためには有用ではない。従って、マスキングを低減して、それによりろ過に利用できるフィルタ媒体量を増加し、それにより、フィルタ媒体の容量を増加し、フィルタ媒体のスループットを増加し、フィルタ媒体の圧力損失を低減する、うちのいくつかまたは全部を行うことは、好ましい。
図2に示されるようなピークで広い円弧を有するパターンに配置された縦溝流路付きシートの場合に、縦溝流路付きシートと対面シートとの接触領域の近くに、一般的にろ過に有用でないフィルタ媒体のかなり大きな領域が存在する。縦溝流路付きシートと対面シートとの間の接触点またはピークの円弧を(例えば、より鋭角の接触ポイントを提供して)減少させることによって、マスキングを抑えることができる。マスキングは、一般に、媒体が(例えば、空気ろ過の間に)加圧下にあるときの媒体のゆがみを考慮する。かなり大きい半径は、縦溝流路付き媒体の多くが対面シートに向かう方向へのゆがみをもたらし、それにより、マスキングの増加をもたらす。より鋭角なピーク(例えば、小さい半径)を提供することによって、マスキングを抑えることができる。
縦溝流路付きシートと対面シートとの間で接触する円弧を減少する試みがなされた。例えば、Winter他の米国特許第6,953,124号が参照される。半径を低減する例が図4aに示される。図4aでは、縦溝流路シート70が、縦溝流路付きシート70中の比較的鋭いピークまたは接触ポイント74と75で対面シート72と73で接触する。図1に示されるカーブした波形パターンなどのカーブした波形パターンは、一般的に、少なくとも0.25mmのピーク半径、通常は、3mmを超えないピーク半径を有する縦溝流路付きシートを提供する。比較的鋭いピークまたは接触ポイントは、0.25mm未満の半径を有するピークとして特徴付けられる。好ましくは、約0.20mm未満の半径を有する比較的鋭い接触ポイントを提供することができる。さらに、約0.15mm未満、および好ましくは約0.10mm未満の半径を有するピークを提供することによって、マスキングを抑えることができる。半径を持たないまたは約0mmの半径を本質的に有するピークを提供することができる。比較的鋭いピークまたは接触ポイントを示す縦溝流路付き媒体を提供するための例示の技術は、比較的急なエッジを提供するのに充分な方法で縦溝流路付き媒体を圧印加工する、曲げる、折り曲げる、または折り目を付ける技術を含む。鋭いエッジを提供する能力は、媒体自身の組成、および、曲げ、折り曲げ、または折り目を付けるために使用される処理装置を含む多くの因子に依存することが理解される。一般に、比較的急な接触ポイントを提供する能力は、媒体の重さ、および、引き裂きまたは切断に抵抗するファイバを含むかどうかに依存する。一般に、圧印加工、曲げ、折り曲げ、または縦溝流路付きの間にろ過媒体を切断しないとが好ましい。
マスキングを抑えるために頂点(内部頂点または外部頂点)の半径を減少させることが好ましいが、頂点のすべてが、マスキングを減少させるために減少した半径を持つ必要はない。マスキングを低減することとろ過性能を高めることは、比較的鋭い頂点または接触ポイントを持つ(例えば、少なくとも頂点の約20%)少なくともいくつかの頂点を提供することによって成し遂げることができる。さらに、媒体の設計に依存するが、低減した半径を持つ外部頂点を提供するか、または低減した半径を持つ内部頂点を提供するか、または低減した半径を持つ外部頂点と内部頂点の両方を提供することにより、十分にマスキングを減少させることができる。
媒体の表面積の増加
ろ過のために利用できるろ過媒体媒の量を増加させることによってろ過性能を高めることができる。マスキングを低減するために、ろ過のために利用できる媒体表面積を増加させる技術を考慮すべきである。
縦溝流路付き媒体の形状は、縦溝流路の幅対高さの比によって特徴付けられる。縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路の周期長さD1の縦溝流路高さJに対する比である。縦溝流路の幅対高さの比(flute width height ratio)は、
縦溝流路の幅対高さの比=D1/J
の式によって表される。縦溝流路の周期長さD1と縦溝流路高さJなどの測定された距離は、各端部で縦溝流路長さの20%を除外した縦溝流路長さに沿ったろ過媒体の平均値として特徴付けることができる。距離は、縦溝流路の端部から離れて測定することができる。縦溝流路の端部は、通常は、シール物または閉鎖物がある。縦溝流路の閉鎖物の位置で計算される幅対高さの比は、ろ過が起こっている縦溝流路の幅対高さの比を示す必要はないだろう。従って、縦溝流路の幅対高さの比の測定は、縦溝流路が各端部または各端部の近くで閉じているとき、縦溝流路の閉鎖物の影響を取り除くために、縦溝流路の各端部の近くの縦溝流路の最後の20%を除いた縦溝流路長さに対する平均値として提供することができる。「一定な」媒体に対して、縦溝流路の周期長さD1と縦溝流路高さJは、縦溝流路長さに沿って比較的一定となることが想定される。比較的一定によって、縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路の閉鎖物の設計が幅対高さの比に影響を与えるかもしれない各端部で20%の長さを除外した、縦溝流路長さの約10%以内で変動することができることを意味する。さらに、テーパ状の縦溝流路を有する媒体などの一定な媒体の場合、縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路長さにわたって変動するかほぼ同じままで残り得る。理論的な正三角形状から離れた縦溝流路形状を調整することによって、ろ過にために利用可能な所定体積中の媒体量を増加することができる。従って、少なくとも約2.2、少なくとも約2.5、少なくとも2.7、または少なくとも3.0の縦溝流路の幅対高さの比を有する縦溝流路は、ろ過に利用可能な媒体の表面積を増加させることができる。さらに、約0.45未満、約0.40未満、約0.37未満、または約0.33未満の縦溝流路の幅対高さの比を有する縦溝流路の設計を提供することにより、ろ過に利用可能な媒体面積の増加を提供することができる。一般に、正三角形形状を有する理論上の縦溝流路は、約1.6の縦溝流路の幅対高さの比を示す。
ろ過のために利用可能なろ過媒体の量を増加させる別の技術は、媒体パックの縦溝流路密度を増加させる技術を含む。縦溝流路密度は、ろ過媒体パック中のろ過媒体の単位断面積当たりの縦溝流路数を言う。縦溝流路密度は、縦溝流路高さJ、縦溝流路の周期D1、および媒体厚さTを含む多くの因子に依存する。縦溝流路密度は、媒体パックの縦溝流路密度としてまたは単一フェーサ(片面構造)の媒体の縦溝流路密度として特徴付けることができる。フィルタエレメントのための媒体パックの縦溝流路密度(ρ)を計算する式は、
ρ=チェンネル数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パックの横断面積)
である。フィルタエレメントの縦溝流路密度は、フィルタエレメント横断面中で開いているチャンネルと閉じているチャンネルとを含むチェンネル数を計数することによって、かつチェンネル数が決定される位置でのフィルタエレメントの横断面積の2倍の値でチェンネル数を割ることによって、計算することができる。一般に、縦溝流路密度は、流入面から流出面まで、または、逆も同様に、フィルタエレメントの長さを横切って比較的一定であると想定される。Z型媒体の断面積は、(渦巻または積層)媒体の断面積を言い、フィルタエレメントの断面積をかならずしも言うわけではないことが理解されるべきである。フィルタエレメントは、媒体の断面積より大きい断面積を有するフィルタエレメントを提供するハウジングに係合するためのさや(sheath)あるいはシールを備えるかもしれない。また、媒体の横断面積は、有効面積と言う。すなわち、媒体がコアまたはマンドレルの周囲に巻かれる場合、コアまたはマンドレルの断面積は、Z型媒体パックの断面積の部分ではない。また、媒体の断面積は、有効面積を言う。すなわち、媒体がコアまたはマンドレルの周りで巻き上げされるなら、コアまたはマンドレルの断面積は、Z型媒体パック断面積の一部ではない。また、チェンネル数は、有効面積中のチェンネル数を言う。
単一フェーサ(片面構造)媒体の縦溝流路密度(ρ)を計算するための代替式は、
ρ=1/((J+T)×D1)
である。縦溝流路密度の計算式において、Jは縦溝流路高さ、D1は縦溝流路周期の長さ、Tは縦溝流路付きシート厚さである。この代替式は、単一フェーサ媒体の縦溝流路密度を計算するための方程式と呼ぶことができる。単一フェーサ媒体の縦溝流路密度は、単一フェーサ媒体の構造物に基づいて決定される。対照的に、媒体パックの縦溝流路密度は、組み立てられた媒体パックに基づいて決定される。
理論的に、媒体パックの縦溝流路密度と単一フェーサ(片面構造)の媒体の縦溝流路密度は、同様の結果を提供するであろう。しかしながら、媒体パックを媒体パック縦溝流路密度と単一フェーサ媒体の縦溝流路密度が異なる結果を提供するように構成することは可能である。
図2と図3に示されかつ表1で特徴付けられる規格Bの縦溝流路は、約34縦溝流路/インチ2の縦溝流路密度(媒体パックの縦溝流路密度と単一フェーサ(片面構造)の媒体の縦溝流路密度)を有する渦巻状ろ過媒体を提供する。規格Bの縦溝流路から形成される媒体パックは、約34縦溝流路/インチ2の平均縦溝流路密度を有するものとして特徴付けることができる。別の方法で述べられないならば、縦溝流路密度(媒体パックの縦溝流路密度または単一フェーサ媒体の縦溝流路密度として表現されるか否かに関わらず)は、媒体パックの平均縦溝流路密度と考えることができる。したがって、縦溝流路密度は、時には、縦溝流路密度として、時には、平均縦溝流路密度と呼ばれる。一般に、平均縦溝流路密度を増加させることは、規格Bの縦溝流路付き媒体パックに対する縦溝流路密度よりも大きな縦溝流路密度を有する媒体パックを提供することを言う。例えば、増加した縦溝流路密度は、35.0縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度を有する媒体パックに対して言うことができる。約36縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、約38縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、約40縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、45縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度、または約50縦溝流路/インチ2より大きい縦溝流路密度を有する媒体パックを提供することができる。縦溝流路を通過して流れる圧力損失あるいは圧力抵抗を低減するために、(規格Bの媒体と比較して)減少した縦溝流路密度を有する媒体パックを提供することができる。例えば、34.0縦溝流路/インチ2未満の縦溝流路密度、約30縦溝流路/インチ2未満の縦溝流路密度、または約25縦溝流路/インチ2未満の縦溝流路密度を有する媒体パックを提供することができる。
一般に、増加した縦溝流路密度を有する媒体を提供することは、媒体の体積内の媒体表面積を増加させる傾向があり、したがって、ろ過媒体の充填容量を高める傾向を持つ。従って、媒体の縦溝流路密度を増加させることは、媒体の充填容量を高める効果を持つことができる。しかしながら、媒体の縦溝流路密度を増加させることは、他の因子が一定であると仮定すると、媒体を通過する圧力損失を増加させるという影響をもたらし得る。また、ろ過媒体の縦溝流路を低減することは、初期の圧力低下を低減する効果を持ち得る。
ろ過媒体の縦溝流路密度を増加させることは、縦溝流路高さ(J)、縦溝流路周期の長さ(D1)、または両方を下げるという効果を持つことができる。その結果として、縦溝流路の大きさ(縦溝流路の大きさは、縦溝流路の横断面積を言う)は、縦溝流路密度の増加とともに減少する傾向がある。その結果として、縦溝流路の大きさを小さくすると、ろ過媒体を横切る圧力損失を増加させる影響を持つ。一般に、媒体を横切る圧力損失について言うとき、媒体の第2面で測定される圧力に対する媒体の第1面で決定される圧力差を言うが、ここで、第1面と第2面とは、一般に対向する縦溝流路の各端部に提供される。所望の圧力損失を保持しながら、比較的高い縦溝流路密度を有するろ過媒体を供給するために、縦溝流路長さを減らすことができる。縦溝流路長さは、ろ過媒体の第1面からろ過媒体の第2面までの距離を言う。燃焼機関用空気をろ過するために使用可能なろ過媒体の場合、短い長さの縦溝流路は、約5インチ未満の縦溝流路長さ(例えば、約1インチ〜約5インチ、または約2インチ〜約4インチ)を有する縦溝流路として特徴付けられることができる。中程度の長さの縦溝流路は、約5インチ〜約8インチの長さを有する縦溝流路として特徴付けられることができる。長い長さの縦溝流路は、約8インチより長い長さの縦溝流路(例えば、約8インチ〜約12インチ)を有するものとしてを特徴付けられることができる。
縦溝流路形状
媒体パック内でろ過用に利用可能なろ過媒体の量を増加させる別の技術は、表1に記載されるような規格の縦溝流路の設計と比較して、ろ過に利用可能なろ過媒体の量を増加した縦溝流路構造物を選択する技術を含む。ろ過用に利用可能なろ過媒体の量を増加させる縦溝流路構造物の設計を提供するための1つの技術は、隣接する頂点間でリッジ(尾根)を形成することである。上記記載されたように、縦溝流路付き媒体頂点は、縦溝流路が対面シートに接着されて単一フェーサ(片面構造)媒体を形成するような場合に、頂点が対面シートに向かって面しているか対面シートから離れる方向に面しているかに依存して、内部頂点と外部頂点として特徴づけられる。図4a〜図4cにろ過性能を高めるために例示の縦溝流路形状を有する媒体の部分を示す。図4aで示される縦溝流路形状は、「低接触(low contact)」縦溝流路形状と呼ぶことができる。図4bと図4cに示される縦溝流路形状は、「ゼロ歪(zero strain)」と呼ぶことができる。一般に、「低接触」の名前は、規格Aと規格Bの縦溝流路付き媒体と比較される縦溝流路付きシートと対面シートとの間で接触する量(例えば、マスキング)を低減するが、対面シート間の縦溝流路の量を増やすための縦溝流路形状の能力についていう。「ゼロ歪み」の名前は、媒体上に好ましくないレベルの歪みを導入しないで、縦溝流路長さに沿ってテーパを提供する縦溝流路形状の能力をいう。一般に、媒体中の好ましくないレベルの歪み(または、伸び)は、媒体中に亀裂や裂け目を生じるひずみ量を言うか、または、より高いレベルの歪みに耐えることができるより高価な媒体の使用を要求するひずみ量を言うことができる。一般に、約12%以上の歪みに耐えることができる媒体は、高いレベルの歪みに耐えることができる特別な媒体と考えられるし、約12%まで歪みを取り扱うように備えられた媒体より高価であることができる。ゼロ歪みの縦溝流路付きシートは、さらに、縦溝流路付きシートと対面シートの間で低減した接触(例えば、低減したマスキング)を提供することができる。
ここで、図4a〜4cを参照すると、媒体110は、対面シート111と対面シート113の間に縦溝流路付きシート112を含み、媒体120は、対面シート121と対面シート123との間に縦溝流路付きシート122を含み、媒体140は、対面シート141と対面シート143との間に縦溝流路付きシート142を含む。縦溝流路付きシート112と対面シート113との組合せを単一フェーサ(片面構造)媒体117と呼ぶことができ、縦溝流路付きシート122と対面シート123との組合せを単一フェーサ媒体137と呼ぶことができ、縦溝流路付きシート142と対面シート143の組合せを単一フェーサ媒体147と呼ぶことができる。単一フェーサ媒体117、137、または147を渦巻くかまたは積層にする場合、対面シート111、121、または141は、積層した媒体の場合には別の単一フェーサ媒体から、また、渦巻いた媒体の場合には同じ単一フェーサ媒体から提供することができる。
媒体110、120、および140は、空気などの流体を浄化するためのフィルタエレメントを提供するように構成することができる。フィルタエレメントは、渦巻いたエレメントまたは積層したエレメントとして構成することができる。一般に、渦巻いたエレメントは、渦巻状構造物を提供するために渦巻いた縦溝流路付き媒体シートと対面媒体シートとを含む。丸い形状、ほぼ丸い形状、または競馬場の形状によって特徴付けられる形状を有する渦巻状構造物を提供することができる。一般に、積層した構造物は、対面媒体シートに接着された縦溝流路付き媒体シートを含む媒体の交互層を含む。一般に、対面シートに接着された縦溝流路付き媒体シートは、単一フェーサ(片面構造)媒体と呼ばれる。図4aで示される媒体110は、「低接触」と「ゼロ歪み」形状のために縦溝流路シートの断面形状を示すために媒体を横切って得られる断面図である。縦溝流路長さに沿って延びている横断面形状を提供できることを理解できる。また、縦溝流路は、媒体がZ型媒体として機能するようにシールすることができる。所望であれば、シールは、接着物質又はシール物質として提供することができる。
図4aで、距離D1は、内部頂点(internal peak)114の中点から外部頂点(external peak)116の中点まで測定される。その代わりに、距離D1は、外部頂点(external peak)115の中点から外部頂点119の中点まで測定される。各周期長さD1に対してまたは媒体の長さD2に沿って2つのリッジ(尾根)118を有する縦溝流路付き媒体110が示される。縦溝流路長さの少なくとも一部に沿って伸びるリッジ118が提供される。一般に、各リッジ118は、縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分118aが、縦溝流路付き媒体の比較的急な部分118bと結合する一般領域として特徴付ることができる。リッジ(例えば、頂点でないリッジ(尾根))は、異なる傾斜の媒体部分の間の交点と考えることができる。リッジは、その位置で媒体が変形した結果として形成されることができる。媒体は、媒体に圧力をかける結果としてリッジで変形されることができる。リッジを形成する技術は、圧印、折り目付け、曲げ、折りたたみを含む。好ましくは、リッジは、波形ロールがリッジを形成するために媒体に圧力をかける波形工程の間の圧印の結果として提供することができる。縦溝流路付きシートと単一スペーサ媒体を形成するための例示の技術は、2008年2月4日に米国特許庁に出願された米国出願第61/025,999号に記載されている。米国出願第61/025,999号の全体の開示は、本明細書中に参考として合体される。ピークはリッジとして呼ぶことができることが認められる。しかしながら、本開示の文脈では、「リッジ(尾根)」への言及は、リッジがピーク間に明確に提供されるとき、文脈から、「ピークでないリッジ(尾根)」について言うことを理解することができる。
例示の縦溝流路付きシート112に対して、縦溝流路付き媒体118aの比較的平らな部分は、外部頂点115とリッジ(尾根)118との間で伸びている縦溝流路付き媒体の一部として図4aで見ることができる。外部頂点115からリッジ118までの縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分118aの平均角度は、対面シート113に対して45°未満として特徴付けることができ、および対面シート113に対して約30°未満で提供されることができる。縦溝流路付き媒体の比較的急な部分118bは、内部頂点116からリッジ(尾根)118に伸びている媒体の一部として特徴付けることができる。一般に、内部頂点116からリッジ(尾根)118まで伸びている媒体の一部として特徴付けられる縦溝流路付き媒体の比較的急な部分118bの角度は、対面シート113に対して45°より大きくなることができ、対面シート113に対して約60°より大きくなることができる。縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分118aと縦溝流路付き媒体の比較的急な部分118bとの間の角度差が、リッジ(尾根)118の存在のために提供される。縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分118aの角度と縦溝流路付き媒体118bの比較的急な部分118bの角度とが、媒体の部分の端部ポイントを形成するポイント間の平均角度として決定することができ、この角度は、対面シートから測定することができることを理解することができる。
リッジ(尾根)118は、縦溝流路付き媒体12を形成する間に、縦溝流路付きシート112の長さに沿って圧印加工、折り目付け、曲げ、または折り曲げの結果として提供することができる。縦溝流路付き媒体112を形成する工程の間に、リッジ118を付ける工程を設けることは好ましいが、必ずしも必要ではない。例えば、リッジ118は、熱処理、湿気処理またはその組合せによって付けることができる。さらに、リッジ118は、リッジ(尾根)を付ける追加の工程無しに、リッジ(尾根)を形成するために圧印加工、曲げ、または折りまげの結果として存在することができる。また、リッジ118の特徴付けは、縦溝流路付きシートの外部頂点115または119と、縦溝流路付きシートの内部頂点116、114と混同されないことである。リッジ(尾根)の存在を特徴付ける方法として、一般により平らな部分118aと一般により急な部分118bの特徴をあげることができる。一般に、より平らな部分118aとより急な部分118bとは、曲線を示すことが予想される。すなわち、より平らな部分118aと、より急な部分118bとは、特に、空気流などの流体がろ過の間に媒体を通過するときに、完全に平らではないと予想される。それにもかかわらず、媒体のその部分の平均角度を提供するために、媒体の角度は、リッジ(尾根)から対応する隣接するピークまで測定することができる。
図4aで示される媒体の形状は、低接触形状(low contact shape)と言うことができる。一般に、低接触形状は、縦溝流路付きシート112と対面シート111との間の比較的低い接触領域を言う。リッジ118の存在は、頂点115、119でマスキングを低減するのを補助する。リッジ118は、縦溝流路付きシート112を変形した結果として存在し、その結果、頂点115、119で媒体上の内部応力が減少する。リッジ118が存在しないと、縦溝流路付きシート112中にあるレベルの内部張力が存在し、内部張力は、頂点115、119でより大きい半径を形成して、それによりマスキングを増加させる。その結果として、リッジ(尾根)118の存在は、隣接する頂点間(例えば、頂点115、114)に存在する媒体の量を増加させるのを助けるとともに、リッジ(尾根)がないときに頂点で媒体を伸ばさせるか、または平らにする、縦溝流路付きシート112内の張力をある程度まで軽減するため、頂点(例えば、頂点115)半径を減少させるのを助ける。
リッジ(尾根)118の存在は、目視観察によって検出することができる。図6は、低接触形状を有するものとして特徴付けることができる縦溝流路付き媒体パックのフィルタエレメントの端部の写真を示す。低接触形状の存在が、縦溝流路付き媒体の端部を見るのから特に明らかでないかもしれないが、縦溝流路の長さに沿って延びているリッジ(尾根)の存在を見ることができる。さらに、リッジの存在は、フィルタエレメントがダストで充填された図6の写真によって示された技術によって確認することができる。そして、縦溝流路付き媒体上のリッジに対応するリッジを有するダストケーキを明らかにするために、縦溝流路付きシートは対面シートから剥き取ることができる。一般に、ダストケーキ上のリッジは、異なる平均角度を持つダスト表面の別の部分と交差する平均角度を有するダスト表面の一部を反映している。ダスト表面ケーキの2つの部分の交点は、リッジ(尾根)を形成する。縦溝流路内でダストケーキを提供するように、縦溝流路を満たすために媒体を充填するのに使用することができるダストは、ISOのファインテストダストとして特徴付けることができる。
ここで図4aを参照すると、縦溝流路付きシート112は、長さD2間に2つのリッジ(尾根)118を含む。ここで、長さD2は、ピーク(頂点)の中点114から頂点116の中点までの縦溝流路付きシート112の長さをいい、ここでリッジ118は、ピーク(頂点)114、115、116、または119ではない。ピーク114、116は、内部ピーク(頂点)ということができるが、ピーク(頂点)115と119は、外部ピーク(頂点)ということができるが、ピーク(頂点)は、対面シートピーク(頂点)として特徴づけられることができる。一般に、媒体は、巻き付け、または積層などの異なる構成で配置され、かつ対面シートピークとしてピークの特徴の使用を支持して、内部と外部の特徴付けを無視することができるように、空間的に配置されると信じられている。用語内部と外部の使用は、図で示されているようなかつ単一フェーサ媒体の一部として提供されるような縦溝流路について説明するのに都合がよい。
各長さD2に沿って2つのリッジ(尾根)118を持つ縦溝流路付きシート112が提供されるが、各周期長さD2に沿って単一リッジ(尾根)を持つ縦溝流路付きシート112を提供することができるし、所望であれば、周期のいくつかが少なくとも1つのリッジ(尾根)を示し、周期のいくつかが2つのリッジ(尾根)を示し、周期のいくつかがリッジ(尾根)がなく、またはそれらの組み合わせの構成を持つ縦溝流路付きシート提供することができる。縦溝流路付きシートは、リッジの繰り返しパターンを有するものとして提供することができる。リッジの繰り返しパターンは、波状パターンがリッジのパターンを示すことを意味する。リッジの繰り返しパターンは、隣接するピーク間で、1つおきの隣接するピーク間で、3つおきの隣接するピーク間で、またはリッジの繰り返しパターンを示すような媒体の波状パターンに対して知覚できる何らかの変動の間にある。
リッジ(尾根)の存在の特徴は、リッジが縦溝流路長さ方向に沿って存在することを意味すると理解すべきである。一般に、リッジは、所望の性能を有する媒体を提供するために、縦溝流路長さ方向に沿って充分な長さで提供することができる。リッジ(尾根)が縦溝流路の全長に伸びているかもしれない場合に、例えば、縦溝流路の端部の影響の結果として、リッジが縦溝流路の全長に伸びていない可能性がある。例示の影響は、縦溝流路の端部で、縦溝流路中の閉鎖物(例えば、ダーツ)とプラグ(栓)の存在を含む。好ましくは、リッジは、縦溝流路長さの少なくとも20%の長さだけ伸びている。例示の方法によって、リッジは、縦溝流路長さの少なくとも30%の長さ、縦溝流路長さの少なくとも40%の長さ、縦溝流路長さの少なくとも50%の長さ、縦溝流路長さの少なくとも60%の長さ、または縦溝流路長さの少なくとも80%の長さだけ伸びている。縦溝流路の端部は、何らかの方法で閉じていてもよく、閉鎖物の結果として、媒体パックを1面から見ると、リッジの存在を検出できるか、または検出できないかもしれない。従って、縦溝流路長さに沿って伸びているようなリッジの存在の特徴は、リッジが縦溝流路の全長に沿って伸びていなければならないことを意味するものではない。また、リッジは、縦溝流路の端部で検出されないかもしれない。
ここで図4bを参照すると、縦溝流路付き媒体120は、対面シート121と123との間に提供される縦溝流路付きシート122を含む。縦溝流路付きシート122は、隣接するピーク(頂点)124とピーク(頂点)125との間に少なくとも2つのリッジ(尾根)128、129を含む。長さD2に沿って、縦溝流路付きシート122は、4つのリッジ(尾根)128、129を含む。媒体の一つの周期長さは、4つのリッジを含む。リッジ128、129は、対面シートピーク(頂点)ということができるピーク(頂点)124、125、または126ではないことが理解される。縦溝流路付きシート122は、隣接ピーク(頂点)(例えば、ピーク(頂点)125、126)間に2つのリッジ128、129を持つように提供することができる。また、縦溝流路付きシート122は、隣接ピーク(頂点)の間に1つのリッジがある、またはリッジがないように提供することができる。それぞれの隣接するリッジの間で2つのリッジがある必要性は全くない。リッジの代替物が存在するか、または、隣接するリッジ間で予め決められた間隔で提供されることが好ましい場合には、リッジ間でリッジが存在しないことがあり得る。
リッジ(尾根)128は、縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分128aが縦溝流路付き媒体の比較的急な部分128bと結合する領域として特徴付けられる。一般に、縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分128aは、リッジ128と129の間でかつ対面シート123に対して測定される角度が、45°未満、好ましくは約30°未満の角度を持つものとして特徴付けられることができる。縦溝流路付き媒体の比較的急な部分128bは、ピーク(頂点)126からリッジ128での間でかつ対面シート123に対して測定される角度が、45°以上、好ましくは約60°以上の角度を持つものとして特徴付けることができる。リッジ129は、縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分129aと縦溝流路付き媒体の比較的急な部分129bの交差点の結果として提供することができる。一般に、縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分129aは、リッジ128からリッジ129まで伸びている媒体の一部の角度に対応している。一般に、縦溝流路付き媒体の比較的平らな部分129aは、45°未満、好ましくは約30°未満の傾斜を有するものとして特徴付けられる。縦溝流路付き媒体の比較的急な部分129bは、リッジ(尾根)129とピーク(頂点)125の間に伸びている媒体の一部として特徴付けられ、リッジ129とピーク(頂点)125の間でかつ対面シート123に対してある角度を持つものとして特徴付けられる。一般に、縦溝流路付き媒体の比較的急な部分129bは、45°以上、好ましくは約60°以上の角度を持つものとして特徴付けられる。
ここで、図4cを参照すると、縦溝流路付き媒体140は、対面シート141、143の間に提供される縦溝流路付きシート142を含む。縦溝流路付きシート142は、内部ピーク(頂点)144と外部ピーク(頂点)145との間に少なくとも2つのリッジ148、149を含む。長さD2に沿って、媒体140は、4つのリッジ148、149を含む。一つの媒体周期長さは、4つのリッジを含むことができる。リッジ148と149は、ピーク(頂点)144と145でないことが理解される。媒体140は、隣接するピーク(頂点)(例えば、ピーク(頂点)144と145)の間に、2つのリッジ148、149があるように提供することができる。さらに、縦溝流路付きシート140は、他の隣接しているピーク(頂点)間に1つのリッジ、2つのリッジ、またはリッジ無しで提供することができる。各隣接するピーク(頂点)間で、2つのリッジがあるという必要性は全くない。リッジの代替物が存在することが好ましい場合か、または、隣接するリッジ間で予め決められた間隔で提供されることが好ましい場合には、リッジ間でリッジが存在しないことがあり得る。一般に、縦溝流路のパターンが繰り返し、隣接するリッジ間でリッジ(尾根)が存在する縦溝流路のパターンを提供することができる。
リッジ148、149は、縦溝流路付きシートの比較的平らな部分が縦溝流路付きシートの比較的急な部分と結合する領域として特徴付けることができる。リッジ148の場合に、縦溝流路付きシートの比較的平らな部分148aは、縦溝流路付きシートの比較的急な部分148bと結合する。リッジ149の場合に、縦溝流路付きシートの比較的平らな部分149aは、縦溝流路付きシートの比較的急な部分149bと結合する。縦溝流路付き媒体の比較的急な部分は、対面シート143に対する媒体の部分として測定される場合、45°以上、好ましくは約60°以上の角度を持つものとして特徴付けることができる。比較的平らな部分は、対面シート143に対する媒体のその部分に対して45°未満、好ましくは約30°未満の傾斜を有するものとして特徴付けることができる。
縦溝流路付きシート142の巻き付け角度を縦溝流路付きシート122の巻き付け角度より少なくすることができるので、縦溝流路付きシート142は、縦溝流路付きシート122に対して調整するためにより有利であると考えられることができる。一般に、巻き付け角度は、縦溝流路形成工程の間に媒体を回転して得られる角度の合計をいう。縦溝流路付き媒体シート142の場合、媒体は、縦溝流路付きシート122と比較して、縦溝流路形成の間により少なく巻き付けされる。その結果、縦溝流路付きシート142を形成するための縦溝流路形成において、媒体に要求される引張り強度は、縦溝流路付きシート122と比べて低いものである。
縦溝流路付きシート112、122、142は、ピーク(頂点)からピーク(頂点)まで比較的対称なものとして示される。すなわち、縦溝流路付きシート112、122、142に対し、縦溝流路は、隣接するピーク(頂点)間で同じ数のリッジ(尾根)を持って繰り返す。隣接するピーク(頂点)は、縦溝流路付き媒体長さに沿って互いに最も近いピーク(頂点)をいう。例えば、縦溝流路付きシート112に対して、ピーク(頂点)114とピーク(頂点)115とは、隣接するピーク(頂点)と考えられる。しかしながら、媒体の周期は、隣接するピーク(頂点)間で同じ数のリッジを持つ必要性はなく、この場合には、媒体は、非対称であると特徴付けられる。すなわち、周期の半分上に1つのリッジを有し、周期の他の半分の上にリッジを有さない媒体を調整することができる。
縦溝流路付き媒体の隣接するピーク(頂点)間に単一のリッジ(尾根)または複数のリッジ(尾根)を提供することによって、規格Aや規格Bの縦溝流路などの先行技術の媒体に対して長さD2を増加することができる。1つのリッジまたは複数のリッジが存在する結果として、例えば、規格Aや規格Bの縦溝流路と比べてろ過に利用可能な多くの媒体を有するろ過媒体を提供することが可能である。前に説明された媒体うねり率の測定を隣接するピーク(頂点)間に提供される媒体量を特徴付けるために使用することができる。長さD2は、縦溝流路付きシート112、122、142の周期に対する縦溝流路付きシート112、122、142の長さとして画定される。縦溝流路付きシート112の場合、長さD2は、下側ピーク(頂点)114から下側ピーク(頂点)116までの縦溝流路付きシートの長さである。この距離は、2つのリッジ(尾根)118を含む。縦溝流路付きシート122の場合、長さD2は、下側ピーク(頂点)124から下側ピーク(頂点)126までの縦溝流路付きシートの長さである。この距離は、少なくとも4つのリッジ(尾根)128、129を含む。一つまたはそれ以上の折り目を隣接するピーク(頂点)間に提供する結果として、隣接するピーク(頂点)間での増加したろ過媒体の存在は、媒体うねり率によって特徴付けることができる。前に説明したように、規格Bおよび規格Aの縦溝流路は、それぞれ約3.6%と約6.3%の媒体うねり率を示す。一般に、図4aに示される縦溝流路の設計などの低接触縦溝流路は、約6.2%〜約8.2%の媒体うねり率を示すことができる。図4bと図4cに示される縦溝流路の設計では、約7.0%〜約16%の媒体うねり率を提供することができる。好ましくは、縦溝流路は、5.2%以上の媒体コード%を示し、より好ましくは6.5%以上の媒体コード%を示す。図5bと5cに示された縦溝流路の設計は、約7.0%〜約16%までの媒体コード%を提供することができる。所望であれば、約6.3%以上または約8.3%以上の媒体コード%を示す縦溝流路を有する媒体パックを提供することができる。
図4bと図4cのフィルタ媒体120と140は、媒体中に歪みを生み出さずに縦溝流路の長さに沿って縦溝流路をテーパ状にする能力を提供する追加の利点がある。これにより、図4bと図4cで示される縦溝流路の形状は、ゼロ歪みの縦溝流路形状と呼ぶことができる。ここで図7と図8aを参照すると、縦溝流路付きシート122はテーパ状構造物で示される。図8aに、外形122aから外形122dまでテーパ状になっている縦溝流路付きシート122を示す。テーパ状の結果として、縦溝流路付き媒体シートは、122bと122cとして示される外形を含む。縦溝流路付き媒体は、122aから122dまでテーパ状であるので、リッジ(尾根)128、129は、下側ピーク126に近づき、上側ピーク125から離れる方向に動く。従って、縦溝流路付き媒体122は122aから122dまでテーパ状であるので、縦溝流路付きシート122と対面シート123との間の断面の表面積は減少する。断面の表面積におけるこの減少に対応して、縦溝流路付きシート122によって形成される対応する縦溝流路と、上側ピーク125に接触する対面シートは、断面の表面積が増加する。さらに、テーパが122aと122dで示される端部外形に向かって移動するので、リッジが一緒に合体するかまたは互いから識別可能でなくなる傾向となることがわかる。122aで示される外形は、低接触形状により似る傾向がある。さらに、縦溝流路付き媒体が122dから122aまでテーパ状となると、リッジ(尾根)128とリッジ129は上側ピーク125に近づくことがわかる。テーパ状でゼロ歪形状の場合、縦溝流路付きシートは、縦溝流路の長さの少なくとも30%、好ましくは、少なくとも50%を超える長さまで隣接するピーク間で複数の縦溝流路を持つものとして特徴付けることができる。
縦溝流路付きシート122がリッジ128とリッジ129を含むろ過媒体120を使用する利点は、過度の歪みを生じることなく縦溝流路をテーパ状にする能力と、12%以上の歪みを示す必要のないろ過媒体を使用する能力である。一般に、歪みは、
歪み=((D2max−D2min)/D2min)×100
の式で特徴付けられる。D2minは、媒体がほぐれたまたは歪みがないときの媒体距離を言い、D2maxは、裂ける直前の歪みのときの媒体距離を言う。亀裂無しで最大約12%の歪み量に耐えることができるろ過媒体は、ろ過産業で比較的一般的に使用されている。一般的に使用されるフィルタ媒体は、セルロースベースのものとして特徴付ることができる。媒体が耐えることができる歪み量を増加させるために、合成ファイバを媒体に追加することができる。従って、12%以上の歪み量に耐えられる媒体を使用することは、比較的高価となる。従って、媒体の歪みを最小にし、かつ12%より多い歪み量を可能にする、高価な媒体を使用せずに、縦溝流路をテーパー状とする縦溝流路の構造物を利用することは、好ましい。
ここで図8bを参照すると、図4cの縦溝流路付きシート142は、位置142aから位置142bまで、そして次に位置142cまで伸びるテーパ状の構造物として示される。縦溝流路が、より小さい断面領域(縦溝流路付きシート142と対面シート143の間の領域)までテーパ状となるので、リッジ148、149は、ピーク145に向かって移動する。逆もまたいえる。すなわち、縦溝流路の断面領域が増加するので、リッジ(尾根)148、149は、ピーク(頂点)144に向かって移動する。
図4a〜4cに例示された縦溝流路の形状は、規格Aと規格Bの縦溝流路と比べてピークでマスクされる媒体領域が減少するのを補助する。さらに、図4a〜4cに例示される形状は、規格Aと規格Bの縦溝流路と比べてろ過に利用可能な媒体量が増加するのを補助する。図4aでは、対面シート113から縦溝流路付き媒体112を見ると、リッジ118が凹形である縦溝流路を提供することができることが理解される。対面シート111の斜視図から、リッジ(尾根)118は、凸形を有する縦溝流路を提供することが理解される。ここで、図4bを参照すると、リッジ128、129は、ピークから隣接するピークまで縦溝流路付き媒体122のどちらの側からも凹形と凸状の両方を提供するこができることがわかる。縦溝流路は、リッジの存在からみて、実際に凹状または凸状でないことを理解することができる。従って、リッジは曲面に遷移部かまたは不連続部を提供する。リッジの存在を特徴付ける別の方法は、不連続が存在しない規格の縦溝流路Aと規格Bの媒体の曲部で不連続部を観測することである。また、図4a〜4cと図8a〜8bで示された縦溝流路の形状は、いくらか誇張されていることを理解すべきである。すなわち、縦溝流路付き媒体を形成した後に、媒体は、ある程度、垂れさがるかまたは曲がるように媒体中に記憶されるかまたは変形するであろう。また、媒体を通過する流体(例えば、空気)へ適用すると、媒体は歪む。その結果として、この記載の基づいて調整された実際の媒体は、図4a〜4cと図8a〜8bで示された図に沿って必ずしも正確に従うものではない。
所望であれば、図4a〜4cに示される単一フェーサ媒体構造物は、逆にすることができる。例えば、単一フェーサ媒体117は、縦溝流路付きシート112と対面シート113とを含む。所望であれば、単一フェーサ媒体は、縦溝流路付きシート112と対面シート111を含むように構成することができる。所望であれば、同様に、図4bと図4cに示される単一フェーサ媒体を逆にすることができる。図4a〜4cに示される単一フェーサ媒体の特徴は、本発明を説明するために提供することができる。単一フェーサ媒体が図4a〜4cで示されるのと本質的に反対の方法で対面シートに縦溝流路付きシートを結合することによって調整できることを理解することができる。すなわち、縦溝流路付きシートに縦溝流路を付ける工程の後に、縦溝流路付きシートは、縦溝流路付きシートのどちらかの側部に対面シートを結合することができる。
縦溝流路体積の非対称
縦溝流路体積の非対称は、上流側体積と下流側体積の間で、フィルタエレメントあるいはフィルターカートリッジ内の体積差をいう。上流側体積は、ろ過されていない流体(例えば、空気)を受け入れる媒体の体積をいい、下流側体積は、ろ過された流体(例えば、空気)を受け入れる媒体の体積をいう。フィルタエレメントは、汚れた側と清浄な側とを持つものとしてさらに特徴付けることができる。一般に、フィルタ媒体の汚れた側は、ろ過されていない流体を受け入れる媒体の体積をいう。清浄な側は、汚れた側からろ過通路を通過するろ過された流体を受け入れる媒体の体積をいう。清浄な側あるいは下流側体積より大きい汚れた側あるいは上流側体積を有する媒体を提供することが好ましい場合がある。空気をろ過する場合、空気中の微粒子は汚れた側で堆積し、それにより、フィルタ媒体の容量は、汚れた側の体積によって決定されることが観測される。体積の非対称を提供することによって、汚れた空気を受け取るのに利用可能な媒体の体積を増加させ、それにより、媒体パック容量を増加させることは可能である。
上流側体積と下流側体積との差が10%以上ある場合に、縦溝流路体積が非対称なフィルタ媒体が存在する。縦溝流路体積の非対称を持つろ過媒体は、非対称な体積の構造物を持つ媒体パックと呼ぶことができる。縦溝流路体積の非対称は、
体積の非対称=(上流側体積−下流側体積)×100/下流側体積
によって表現できる。好ましくは、体積の非対称を示す媒体は、約10%以上、約20%以上、30%以上、および、好ましくは、約50%以上の体積の非対称を示す。縦溝流路体積の非対称に対する例示の範囲は、約30%〜約250%、および約50%〜約200%を含む。一般に、上流側体積が下流側体積より大きいことは好ましい。あるいはまた、下流側体積に対して上流側体積を最小にするのが好ましい状況がある。例えば、安全エレメントの場合には、媒体が満杯となり破壊が上流側フィルタエレメント中で起こったことを指示するものとして、比較的素早く流れを止めるように、比較的低い上流側体積を有する安全エレメントを提供することが好ましい。
体積の非対称は、縦溝流路の断面を示す写真から縦溝流路の断面積を測定することによって計算することができる。縦溝流路が通常パターンを形成する場合、この計測は縦溝流路体積の非対称をもたらす。縦溝流路が通常でない場合(例えば、テーパ状の場合)、媒体をいくつかに分けて、内挿法または外挿法を使用して縦溝流路体積の非対称を計算することができる。
縦溝流路の設計は、ろ過機能を向上する縦溝流路の非対称を供給するように調整することができる。一般に、縦溝流路の非対称は、上流側体積と下流側体積が異なるように、狭いピークと広いアーチ形の谷(トラフ)または逆の形状を有する縦溝流路をいう。対称形状の縦溝流路の例は、ワグナー他の米国特許出願公開第2003/0121845号によって提供される。米国特許出願公開第2003/0121845号の開示は引用により本明細書に合体される。
非対称な体積構造物を有するろ過媒体は、通常の縦溝流路またはテーパ状縦溝流路の存在から得られることができる。また、比較的対称的なテーパ状縦溝流路(例えば、比較的同じ範囲にそれぞれの方向でテーパ状となっている縦溝流路)を有する媒体は、非対称(10%未満の体積非対称)の体積構造物が欠落している媒体を提供することができる。従って、テーパ状縦溝流路が存在することまたは存在しないことは、非対称の体積構造物が存在することまたは存在しないことを意味しない。通常の縦溝流路構造物(例えば、テーパ状でない)を有する媒体は、非対称の体積構造物を示すかもしれないし、示さないかもしれない。
媒体パックは、媒体パック中の縦溝流路が一定(regular)なまたはテーパ状の両方であるように提供することができる。例えば、縦溝流路の長さに沿って、長さの一部で縦溝流路がテーパ状になり、長さの一部で縦溝流路が一定であるような縦溝流路を提供することができる。例示の構造物は、例えば、縦溝流路が1つの面から予め決められた位置までテーパ状であり、長さの別の部分で一定であり、次に、別の予め決められた位置まで一定の構成を示し次に、テーパ状を示すような、テーパ状−直線−テーパ状の構造物を含む。テーパ状−直線−テーパ状の構造物の存在は、体積の非対称を提供するのを補助するために使用することができ、充填と圧力低下を取り扱うのを補助するために使用することができる。
縦溝流路の閉鎖物
図9〜14は、縦溝流路が図4a〜4cで示された形状を有し、かつ一定かまたはテーパ状であるZ型媒体の縦溝流路の端部を閉じるための技術を示す。図9は、波形形成部200、単一フェーサ媒体形成部202および縦溝流路閉鎖部204を含む単一フェーサ媒体形成工程の概要図である。波形形成部200で、2つの波形ロール206と208は、その間で波形バイト210を形成する。波形でない媒体シート212は、波形バイト210中に向けられて示されており、得られる連続する波形を付けたウェブ214が図示した機械方向218にほぼ垂直な方向に横切る波形216を有する状態で波形に形成される。単一フェーサ媒体形成部202で、波形でないシートは、波形にされたシート214の側部222と係合される。2つのシート214と220は、製造工程を容易にするために、シートに沿った様々なポイントで互いに接合することができる。これを達成するために、ホットメルトなどの接合する接着剤を使用することができる。ある場合には、接合を効果的にするために超音波溶接を使用することができる。
接着剤225は、2つのシート214と220のうちの1つまたは両方に、または、2つのシート214と220の間の位置に適用することができるし、あるいは、中央部か、または、中間部に提供することができるし、または、シート214とシート220の端部近くに提供することができる。中央部または一般に端部から離れる方向に提供される場合、複数の単一フェーサ媒体製品を形成することができる。接着剤225は、最終製品中のシールを提供するために使用することができるし、縦溝流路の閉鎖物を提供することができる。接着剤225は、ホットメルト接着剤として、または、ホットメルトでない接着剤として提供することができる。さらに、接着剤225は、接着剤の細長片またはビーズとして提供することができるし、接着剤の細長片またはビーズは、連続する接着剤の細長片またはビーズとしてまたは不連続な接着剤の細長片またはビーズとして提供することができる。不連続な接着剤の細長片またはビーズの例は、液滴として適用される接着剤である。液滴は、あるパターンであるいはランダムに適用することができる。例えば、接着剤は、2つのシート214と220のうちの1つかまたは両方にスプレー又は印刷して適用することができる。接着剤225は、縦溝流路の閉鎖物がシールで縦溝流路を通過する流体の流れに対して閉じられるように、単一フェーサ媒体230を形成し、かつ2つのシート214と220を一緒に保持するように2つのシート214と220の間にシールを形成するために提供される。接着剤225は、連続した細長片として適用することができるが、2つのシール214と220の間で所望のシールとそこを通る流体流れを防ぐように所望の縦溝流路閉鎖物をもたらす限り、不連続な細長片として適用することもできることを理解すべきである。
単一フェーサ媒体230は、2つのシート214と220の間に延びている縦溝流路を含む。縦溝流路は、ほぼ横方向に延びていて、ほぼウェブを横切って中央に配置されている機械方向に沿って延びている接着剤225を提供することができる。もちろん、接着剤225の配置を変えることができる。ある状況では、ウェブ内のほぼ中央に提供される接着剤225を持つことは好ましいかもしれない。他の例では、ウェブの側部近くに提供される接着剤225を持つことは好ましいかもしれない。他の例では、複数の単一フェーサ媒体を形成するためにウェブに沿って延びている複数の接着剤ラインを持つことは好ましいかもしれない。接着ラインに言及する場合、縦溝流路の閉鎖物で縦溝流路付きシートと対面シートの間にシールを形成するために、縦溝流路付きシートと対面シートの間に適用される接着剤の全体的な領域について言うことを理解すべきである。接着ラインは、接着剤の細長片またはビーズとして提供することができるできるし、接着剤の細長片あるいはビーズは、所望に応じてシールを形成するために適用されるとき、連続あるいは不連続なものとして特徴付けることができる。
縦溝流路閉鎖部204で、縦溝流路は、接着剤225に沿って閉じられる。縦溝流路閉鎖部204は、折り目付けホイール(creaser)240、頂冠ホイール(crowning wheel)250、および平面加工ホイール260を含んでいる。折り目付けホイール240、頂冠ホイール250、平面加工ホイール260のそれぞれの互いに対向するロールは、ロール242、252、および262である。一般に、折り目付けホイール240、頂冠ホイール250、および平面加工ホイール260は、一緒に作動して、接着剤225の位置で表面シート220に対して縦溝流路付きシート214を徐々に平らにする。平面加工ホイール260の作動の結果として単一フェーサ媒体がいったん平らにされると、単一フェーサ媒体230は、スリッタ270で接着剤225に沿って切り裂さかれて、第1単一フェーサ媒体272と第2単一フェーサ媒体274を提供することができる。第1単一フェーサ媒体272と第2単一フェーサ媒体274は、それに続いてロールに取り上げてろ過媒体パックとフィルタエレメントを形成することができる。第1単一フェーサ媒体272と第2単一フェーサ媒体274が得られる図9に示す技術は、2倍幅工程と呼ぶことができる。2倍幅の工程の代替の工程が、米国特許第7,329,326号に記載されている。例えば、3倍幅、4倍幅などで特徴付けることができるような追加の接着ラインを提供することができる。すなわち、媒体パックを形成するために使用することができる複数の単一フェーサ媒体の部分を形成するために、複数の(連続するまたは不連続な)接着ラインを有する単一フェーサ媒体230を提供することができる。ある状況では、一方の側部または端部上に縦溝流路の閉鎖物を含み他の側部または端部には閉鎖物を含まない媒体を提供するために、形成された単一フェーサ媒体の側部または端部を整えることが必要であるかもしれない。例えば、3倍幅、4倍幅などのプロセスの特徴は、2倍幅の形態であることを理解すべきである。
得られる第1と第2の単一フェーサ媒体272と274は、縦溝流路付きシートが対面シートに押し付けられる第1端部または第2端部を有するものとして特徴付けることができる。一緒に押しつけられてその位置で切り裂かれた縦溝流路付きシートと対面シートで得られる組合せは、比較的平らで実質的にまっすぐな端部として提供することができる。端部で、縦溝流路付きシートと対面シートの組み合わせは、例えば、媒体を巻きつけてろ過媒体パックを形成するときに、曲げたりカーブ付けたりすることができる。端部に対する所望の流動性を提供するために、端部が比較的まっすぐで平らであることは一般的に好ましいものである。すなわち、縦溝流路の閉鎖物を有する単一フェーサ媒体の端部は、比較的まっすぐで平らなものであるとして特徴付けることができ、従って、単一フェーサ媒体は、ろ過媒体パックを形成するために曲げるかまたはカーブを付けることができる。ろ過媒体パックを形成するために曲げるか、またはカーブを付けるときでさえ、その端部は、比較的まっすぐで平らであるとして特徴付けることができる。カーブが一般的に全体として単一フェーサ媒体に適用されることができ、かつ端部に沿ってランダムでないからである。単一フェーサ媒体に沿って得られる押し込められた部分は、比較的平らであるまたは平らであるものとして特徴付けることができる。「比較的平らである」によって、「完全に平ら」でないことを意味する。ろ過媒体は、本来的に表面の不規則性を有し、かつその不規則性は、潜在的な折り目と同様に、表面が「完全に平らである」ことを妨げるかもしれない。それにもかかわらず、表面は、比較的平らであると考えることができ、かつ平らということができる。
ここで、図10を参照すると、折り目付けホイール240が示されている。折り目付けホイール240は、回転軸241が縦溝流路方向と平行に向けられるように配向されている。このことは、折り目付けホイール240が縦溝流路の長さに対して横方向の平面中で回転することを意味する。図示された折り目付けホイール240は、回転軸241がその中心を通過する状態で示されている。折り目付けホイール240は、中心軸241に隣接しかつ端部領域246に延びている中央領域245から互いに対向しあう表面243と244でテーパ状になっている。中央領域245で折り目付けホイール240を横切る幅と比べると、端部領域240の幅は狭い。多くの実施例で、端部領域246を横切る幅は、中央領域241を横切る距離の1/3以下がある。図示した例示の実施例では、テーパ状表面243と244は、10°未満の角度αで、少なくとも1°、特別の例では1〜6°でテーパ状になっている。
折り目付けホイール240は、単一フェーサ媒体中の対面シートに向かって縦溝流路付きシートを押し付けるために使用される。すなわち、折り目付けホイール240は、縦溝流路付きシートを押し下げる。接着剤225が縦溝流路付きシートと対面シートとの間に提供される場合、折り目付けホイール240は、折り目付けホイール240とロール242の間の直接的な領域から接着剤を離れる方向に押し付ける傾向がある。
ここで、図11と図12を参照すると、頂冠ホイール250が示される。図11で、頂冠ホイール250の側面図が示される。図12に、頂冠ホイール250の部分端面図が示される。頂冠ホイール250は、縦溝流路付きシートに係合するために滑らかで丸い表面254を含む。例示の実施例では、表面254は、半径Rが少なくとも1インチ(2.54cm)で0.5インチ(1.3cm)以下であり、通常は、1.5〜2.5イン(3.8〜6.4cm)であるの環状表面である。例示の頂冠ホイール250の直径は、少なくとも3インチ(7.6cm)で10インチ(25.4cm)以下であり、通常は、5〜9インチである。軸表面255と256のそれぞれと丸い表面254との間の表面は、カーブしており、例示の実施例では、半径rは、少なくとも0.02インチ(0.05cm)で0.25インチ(0.6cm)以下であり、通常は0.08〜0.15インチ(0.2〜0.4cm)である。
頂冠ホイール250の目的は、折り目付けホイール240が縦溝流路付きシートと接触する位置に沿って縦溝流路付きシートに更に平らな加工を提供することである。頂冠ホイールは縦溝流路付きシートと係合するので、接着剤は、頂冠ホイール250とロール252の間の領域から押し出される傾向がある。
ここで、図13と図14を参照すると、平面加工ホイールは、参照番号260で示される。平面加工ホイール260は、表面264が実質的に平らであり、平らとして提供することができるという以外はほぼ頂冠ホイール250と同様である。図12に示されるように、表面254は全体的なカーブがある。図14では、表面264は、完全に平らでないかもしれないが、ほぼ平らである。すなわち、表面264に対してカーブがあるかもしれないが、表面264の半径は、表面254のカーブの半径より大きいはずである。平面加工ホイールは、平面加工ホイール260とロール262の間の領域中で縦溝流路付きシートに平面を提供する。
図4a〜4cで一般的に示される形状を有する媒体の縦溝流路付きシートを平らにする利点は、1つのリッジ(尾根)または複数のリッジ(尾根)が存在すると、縦溝流路付きシートのピークを比較的容易に対面シートに向かって押し下げらることができる。すなわち、縦溝流路の周期内で1つのリッジ(尾根)または複数のリッジ(尾根)が存在する、縦溝流路付きシートは、例えば、米国の特許出願第2006/0163150号によって記載されたようなダーツ付けまたは刻み付け工程により係合する必要無しに、対面シートに向かって押し下げることができる。リッジ(尾根)の存在により、縦溝流路ピークは、対面シートの方向に向かって直接的に押し下げることができる。
縦溝流路を閉鎖する(すなわち、平らにする)技術は、一定の縦溝流路とテーパ状縦溝流路に適用することができる。一般に、一定の縦溝流路は、縦溝流路の長さに沿って比較的一定の大きさ(すなわち、縦溝流路付きシートと対面シートの間の断面積)を示す。対照的に、テーパ状縦溝流路は、一般に、縦溝流路の長さに沿って断面積の減少または増加を示す。ある縦溝流路は、一定及びテーパ状の特徴の両方を示すかもしれない。例えば、縦溝流路は、縦溝流路の長さの一部を横切って一定形状を持つかもしれないし、次に、縦溝流路の端部の方向に、あるいは縦溝流路の一部の方向に向かってテーパ状であり、次に、再び一定形状を取り戻すかもしれない。一定の縦溝流路は、縦溝流路の閉鎖技術によって平らにすることができるし、テーパ状縦溝流路(または、テーパ状である縦溝流路の一部)は、閉鎖技術によって平らにすることができる。縦溝流路のテーパの場合は、比較的大きい横断面サイズ領域または比較的小さい横断面サイズ領域のいずれの領域も平らにすることができる。言い換えれば、平らにする技術は、テーパ状縦溝流路の所望の端部に適用することができる。縦溝流路の閉鎖技術を、例えば、122aまたは122dに適用することができる図8Aに注目する。同様に、図8Bの文脈で、縦溝流路の閉鎖は、142aまたは142cで起こりえる。
栓(プラグ)長さと縦溝流路の高さ
Z型媒体は、媒体の流入面から流出面に延びている縦溝流路を有するものとして特徴付けられ、かつ、縦溝流路の第1部分が入口縦溝流路として特徴付けられ、縦溝流路の第2部分が出口縦溝流路として特徴付けることができる。入口縦溝流路は、出口面または出口面の近くに栓(プラグ)またはシールを提供することができる。また、出口縦溝流路は、入口面または入口面の近くに栓(プラグ)またはシールを提供することができる。もちろん、この構造物の代替物を利用することができる。例えば、シールまたは栓(プラグ)は、所望なら、入口面または出口面から離れて提供することができる。シールまたは栓(プラグ)としてホットメルト接着剤を使用する場合には、栓は、規格Bの縦溝流路付媒体において、少なくとも約12mmの長さをしばしば有することを理解することができる。栓長さは、エレメントの表面から栓の内面まで測定することができる。出願人は、栓(プラグ)長さを減少することによって、充填能力の増加、低い初期の圧力低下、ろ過に利用できる媒体の表面積の増加、フィルタエレメントのために必要なろ過媒体の量の低減またはそれらの組み合わせを含むろ過媒体の好ましい特性を提供することができることを見出した。約10mm未満、約8mm未満、約7mm未満、および、より好ましくは約6mm未満である栓長さを提供することが好ましい場合がある。栓長さを低減すると、縦溝流路の長さが比較的短い(例えば、約5インチ未満の縦溝流路の長さ)状況で性能の増加を提供することができる。比較的長い縦溝流路長さ(例えば、8インチ以上)のために栓長さを減少させることは、短い縦溝流路長さを有する媒体の栓長さを減少させることと比べて、性能を高めるには有効でないかもしれない。短い長さの縦溝流路、例えば、約5インチ未満の長さ(例えば、約2インチから約4インチ)を有する縦溝流路は、栓長さを約7mm未満または約6mm未満まで減少させると、性能を高めることができる。栓(プラグ)長さは、平均栓(プラグ)長さと呼ぶことができ、第1の複数の縦溝流路をシールする平均栓長さ、または第2の複数の縦溝流路をシールする平均栓長さ、または両方の平均栓(プラグ)長さとして測定することができる。すなわち、平均栓長さは、媒体パックの面の1つまたはその近くに存在する栓を減少することができる。平均栓長さが媒体パック内のすべてのシールのための平均栓長さであるという必要性は全くない。すなわち、縦溝流路の第1部分の平均栓長さは、縦溝流路の第2部分の栓長さと異るようにすることができる。所望であれば、平均栓長さは、(例えば、第1の複数の縦溝流路と第2の複数の縦溝流路のための)シールのすべてに対する平均栓長さとして提供することができる。
栓(プラグ)長さを低減させる例示の技術は、栓長さを減少するために対面シートに縦溝流路付きシートを保持するシール剤または接着剤を含む単一フェーサの端部を整えることである。すなわち、製造の間に単一フェーサの幅は、単一フェーサの幅が栓長さを減少するために整えられるという条件で、必要なものより長くすることができる。さらに、栓長さは、媒体の一面または両面を整えることによって低減することができる。栓長さを低減する代替技術は、短い長さを有するシールまたは栓を提供するために高濃度または高粘性の接着剤物質を使用することである。
縦溝流路高さ(J)は、得られるろ過媒体に対する所望の縦溝流路の高さまたは縦溝流路の大きさに依存して選択することができる。ろ過媒体のための使用条件は、所望の縦溝流路の高さ(J)を選択することに依存する場合がある。本発明の媒体を利用するフィルタエレメントは、例えば、規格Bの縦溝流路、高さJが約0.075インチから約0.150インチである慣用のフィルタエレメントの代用品として使用することができる。本発明の媒体を利用するフィルタエレメントは、例えば、規格Aの縦溝流路、高さJが約0.15インチから約0.25インチである慣用のフィルタエレメントの代用品として使用することができる。
例示の媒体の定義
空気ろ過への応用のために、特に内燃機関の空気流をろ過するために、有用なZ型媒体の場合、ろ過媒体の定義は、ろ過媒体がダスト充填能力を最大にするか、圧力低下を最小にするか、またはダスト充填能力と圧力低下の両方の好ましいレベルを提供することを意図しているかどうかに依存して選択することができる。ダスト充填能力は、ろ過媒体の寿命を言及するということができる。ときには、ろ過媒体の取り替えが必要である前に所望の寿命を示す過媒体を設計することが好ましい。あるいはまた、ある状況では、所望の圧力低下の範囲内で作動できるろ過媒体を設計することがより好ましいかもしれない。ろ過媒体のための様々な定義の選択は、特定の環境と特定のエアクリーナのためにろ過媒体を定義するための柔軟性を提供する。さらに、ろ過媒体の様々な定義を選択することは、特定の環境に適合するようにエアクリーナを設計するときの柔軟性を可能する。
以下に「低接触」または「ゼロ歪み」として前に言及した縦溝流路形状を持つまたは持たない説明する例示のろ過媒体が提供される。縦溝流路媒体におけるピーク(頂点)間に1つのリッジ(尾根)か複数のリッジ(尾根)を提供することは、ろ過媒体の要件ではないが、性能を高めるために期待することができる。
第1の例示のろ過媒体は、ダストの充填能力を最大にするために選択することができる。縦溝流路密度は、規格Bの縦溝流路媒体から調整されたフィルタ媒体の縦溝流路密度よりも大きい縦溝流路密度となるように縦溝流路密度を選択することができる。例えば、下記の式で計算される縦溝流路密度が、少なくとも約35.0縦溝流路/インチ2の縦溝流路密度を持つろ過媒体を提供することができる。
ρ=(開いているおよび閉じている)チャネル数/(2xZ型媒体パック断面積)
チャネル数は、媒体の断面積が決定する位置で媒体の断面中のチャネル数を数えることによって決定される。好ましくは、縦溝流路密度は、45縦溝流路/インチ2または約50以上縦溝流路/インチ2より大きくすることができる。縦溝流路密度を増加することによって引き起こされる圧力低下を抑えるために、縦溝流路長さを低減することができる。例えば、5インチ未満の縦溝流路の長さを持つ媒体を提供することができる。縦溝流路の長さが比較的短いので、ろ過に利用可能な媒体量を増加させるために比較的短いものとして栓(プラグ)長さを提供することができる。例えば、約7mm未満、および好ましくは約6mm未満の長さを有する栓を提供することができる。さらに、媒体の縦溝流路体積の非対称を調整することができる。例えば、上流側体積が下流側体積より少なくとも10%大きい媒体の縦溝流路体積の非対称を提供することができる。好ましくは、縦溝流路体積の非対称は、30%以上と、好ましくは50%以上であるかもしれない。縦溝流路の幅対高さ比が少なくとも約2.7、好ましくは少なくとも約3.0である縦溝流路媒体を提供することができる。
第2の例示の媒体は、所望の寿命を提供するために選択することができる。第2の例示の媒体は中位の縦溝流路長さを持つことができる。例えば、縦溝流路長さは、約5インチから約8インチであるかもしれない。規格Bの媒体のほぼ縦溝流路密度である約34縦溝流路/インチ2の縦溝流路密度を持つ第2の例示の媒体は、テーパなしで提供することができる。縦溝流路の幅対高さ比が約2.7以上、好ましくは約3.0以上である第2の例示の媒体を提供することができる。さらに、縦溝流路体積の非対称が20%以上、好ましくは30%以上である第2の例示の媒体を提供することができる。
媒体が所望の低い圧力損失を示す第3の例示のろ過媒体を提供することができる。第3の例示のろ過媒体は、約34未満縦溝流路/インチ2、好ましくは約25未満縦溝流路/インチ2の比較的低い縦溝流路密度を持つことができる。さらに、媒体の縦溝流路の長さは、中位または長い長さにすることができるし、少なくとも約5インチの長さを持つことができるし、約6インチから約12インチの長さを持つことができる。第3の例示のろ過媒体は、縦溝流路体積の非対称の有無にかかわらず提供することができる。縦溝流路体積の非対称が提供される場合、媒体は約30%以上、または約70%以上の縦溝流路体積の非対称を持つことができる。縦溝流路は、テーパ状またはテーパ状でないものとして提供することができる。
第4の例示の媒体は、所望のダスト充填レベルと所望の圧力低下をバランスするように選択することができる。第4の例示のろ過媒体は比較的長い縦溝流路長さを持つことができる。例えば、媒体の縦溝流路長さは、約8インチから約12インチであるかもしれない。第4の例示のろ過媒体は、テーパ状でまたはテーパ状でないものとして提供することができる。
フィルタエレメント
ここで、図15〜24を参照すると、ろ過媒体パックを含むフィルタエレメントが記載されている。本明細書に記載された特徴付けられた媒体パックに基づいたろ過媒体パックを提供することができる。図15〜24に図示されたフィルタエレメントが本明細書に特徴付けられるような媒体を収容するためにどのように変更したかを理解することができる。例えば、媒体は、巻き付けてまたは積層して提供することができ、記載されたような縦溝流路長さと縦溝流路密度範囲を有する媒体を提供することができる。さらに、図15〜24で示されるフィルタエレメントは、空気をろ過するために使用することができるので一般に、エアーフィルタエレメントとして特徴付けられる。
ろ過媒体パックは、それらの開示は引用により本明細書中に合体される、例えば、米国特許第6,350,291号、米国特許出願第2005/0166561号および国際公開第WO2007/056589号に記載されているように、半径方向シールを含むフィルタエレメントの一部としてを提供することができる。例えば、図15を参照すると、フィルタエレメント300は、単一フェーサ媒体が巻き付けた媒体パック302として提供することができるろ過媒体パック301と第1面304と第2面306を含むことができる。フレーム308は、媒体パック310の第1端部上に提供することができ、第1面304を超えて延びることができる。また、フレーム308は、第1面304を超えて延びている支持体314と円周中に階段かまたは減少部とを含むことができる。支持体314上にシール部材316を提供することができる。ハウジング320中にフィルタエレメント301が挿入されると、シール部材316は、ろ過されていない空気がろ過媒体パック300を迂回しないようにハウジングシール面322と係合してシールを提供する。シール部材316は、シール部材316は、ハウジングシール面322に半径径方向に係合してシールを提供するシール面317を含んでいるので半径方向シールとして特徴付けることができる。さらに、フレーム308は、フレーム308を支えるのを補助し、空気ろ過媒体300を圧縮してはめ込むのを補助する媒体パック交差支柱または支持体構造324を含むことができる。ハウジング320内でフィルタエレメント300を取り囲むアクセス・カバー324を提供することができる。
ろ過媒体パックは、半径方向シール構造物上で変更を有するフィルタエレメントの一部として提供することができる。図16に示すように、シール330は、媒体パック334にフレーム332を保持するのを確実にすることができる。図15に示すように、フレーム308は、媒体パック301に接着して取り付けることができる。図16に示すように、フレーム332は、第1面336に隣接して提供することができ、シールが追加の接着剤を使用せずに媒体パック334にフレーム(支持材)332を保持するようにシール330を提供することができる。シール330は、シールが第1端部340でシール支持材338の両側に沿ってかつ媒体パック334の外面上に膨張するように過剰に鋳込まれたシール(overmold seal)として特徴づけることができる。
ろ過媒体パックは、その全体の開示が引用により本明細書に合体される米国特許第6,235,195号のフィルタエレメントの一部として提供することができる。ここで、図17を参照すると、フィルタエレメント350は、長方形または競馬場形状と、端部に取り付けられかつ媒体パックの外部に外接している軸方向ピンチシール354と、を有する巻き付けた媒体パック352を含んでいる。媒体パックの第1面356と第2面358の間に提供される軸方向ピンチシールが示される。軸方向ピンチシール354は、基部360とフランジ部362を含む。基部362は、媒体パックに取り付けるために提供することができる。フランジ部362は、シールを形成するために2つの表面の間に挟むことができる。表面の1つは、フィルタエレメント350を含むハウジング表面であるかもしれない。また、フランジ362を挟む他の構造は、ろ過されていない空気が媒体パックを迂回せずに媒体パックを通過するように、ハウジング中に提供されるシールを保持するのを補助するアクセス・カバーまたは別の構造であるかもしれない。フィルタエレメント350は、第1面356から軸方向に延びているハンドル部364を含むことができる。所望であれば、第2面358から軸方向に延びているハンドル部を提供することができる。ハンドル部364は、ハウジングからフィルタエレメント350を引き出すかまたは取り外すことを可能する。
ここで、図18〜20を参照すると、フィルタエレメントが参照番号400で示される。フィルタエレメント400は、巻き付けた媒体パック402、ハンドル構造物404、およびシール構造物406を含む。このフィルタエレメント構造物の詳細は、その全体の開示が引用により本明細書中に合体される米国特許第6,348,084号で理解することができる。前に説明した単一フェーサ媒体は、フィルタエレメント400を調製するために使用することができる。
ハンドル構造物404は、中央ボード408、ハンドル部410、およびフック構造物412を含む。単一フェーサ媒体は、ハンドル部410が媒体パック402の第1面414から軸方向に延びるように中央ボード408の周りで巻き上げることができる。フック構造物412は、媒体パック402の第2面416から延びることができる。ハンドル部410は、オペレータがハウジングからフィルタエレメント400を取り外すのを可能する。フック構造物412は、交差する支柱または支持体420への取り付けのために提供される。フック構造物412は、交差する支柱または支持体420に係合するフック部材422と424を含んでいる。交差する支柱または支持体420は、第2面から延びていてシール支持体部材432を含むシール支持体構造物430の一部として提供することができる。シール434は、フィルタエレメント400とハウジングとの間にシールを供給するためにシール支持体部材上に提供することができる。シール434は、半径方向に面しているシール面436とハウジングシール面が接触した結果としてシールを提供するように意図された場合、半径方向シールとしてを特徴付けることができる。
ろ過媒体パックは、その全体の開示が引用により本明細書中に合体される米国特許第6,348,085号に記載されているガスタービンシステムの一部として提供することができる。例示のガスタービンのろ過エレメントは、図21に参照番号450で示される。フィルタエレメント450は、第一フィルタエレメント452と第二フィルタエレメント454を含むことができる。第二フィルタエレメント454は、安全フィルタエレメントと呼ぶことができる。メインの第1フィルタエレメント452は、前に本明細書で説明されたろ過媒体パックとして提供することができる。ろ過媒体パックは、単一フェーサ媒体を巻き上げた結果として、または、単一フェーサ媒体を積層した結果として提供することができる。第一フィルタエレメント452と第二フィルタエレメント454はスリーブ部材460中に固定することができる。スリーブ部材460は、シール464を含むフランジ462を含むことができる。取り付けられると、フィルタエレメント450は、フランジ462とシール464が支持体466に隣接し、かつシール464がろ過されていない空気がフィルタエレメント450を迂回しないように十分なシールを提供するようにクランプ200によって適所に保持されて提供することができる。
本ろ過媒体パックを利用できる別のフィルタエレメントは、米国特許第6,610,126号に記載されており、その全体の開示は引用により本明細書中に合体される。ここで、図22を参照すると、フィルタエレメント500は、ろ過媒体パック502、半径方向シール構造物504およびダストシールまたは二次シール構造物506を含む。フィルタエレメント500は、エアクリーナハウジング510中に提供することができ、フィルタエレメント500の下流に安全または二次フィルタエレメント512を含むことができる。また、アクセス・カバー514は、ハウジング510を取り囲むために提供することができる。ハウジング510とアクセス・カバー514は、ダスト・シール506がピンチシールとしてを特徴付けることができるようにダスト・シール506を挟むことができる。
ろ過媒体パックは、その開示が本明細書中に引用により合体される国際公開第WO2006/076479号と国際公開第WO2006/076456号の積層された媒体パック構造物として提供することができる。ここで、図23を参照すると、ブロック化され、積層された媒体パック602を含むフィルタエレメントが参照番号600で示される。ブロック化され、積層された媒体パック602は、長方形または直角平行四辺形の媒体パックとして特徴付けることができる。側部パネル604と606は、媒体パック602の互いに対向しあう端部をシールするために配置される。側部パネル604と606は、互いに積層された単一フェーサ媒体の先端部と末端部をシールする。媒体パック602は、互いに対抗しあう流れ面610と612を有する。流れ面610と612の間に、空気が媒体パック602の媒体を通過し、その結果、ろ過されることが必要でない流路が提供されないことが指摘される。周辺部の周囲のハウジングシールリング614は、エアーフィルタエレメント600中に配置される。図示された特定のシールリング614は、軸方向ピンチシールリングである。所望であれば、媒体パック表面626と622上に保護の鞘またはパネルを提供することができる。
ろ過媒体パックは、その全体の開示が引用により本明細書に合体される国際公開第WO2007/133635号の積層された媒体パック構造物として提供することができる。ここで、図24を参照すると、参照番号650でフィルタエレメントが示される。フィルタエレメント650は、第1面、この場合は流入面654と、対抗する第2面、この場合は流出面656と、を有する積層されたZ型フィルタ媒体構造物652を含む。さらに、フィルタエレメント650は、上面660、下面662、および互いに向かい合う側端部664と666を含む。一般に、積層されたZ型フィルタ媒体構造物652は、各細長片が対面シートに固定された縦溝流路付きシートを含む単一フェーサ媒体の細長片の1つまたはそれ以上の積層体を含む。細長片は、傾斜構造物中に提供することができる。細長片は、縦溝流路が流入面654と流出面656の間で延びている状態で提供することができる。図示されたフィルタエレメント650は、2つの積層された媒体パック部670と672を含む積層されたZ型フィルタ媒体パックを含む。シール部材680は媒体パックに鋳込み成形することができる。また、フィルタエレメント650は、軸方向に延びているハンドル部682を含む。軸方向に延びているハンドル部682は、第1ハンドル部684と第2ハンドル部686を持って提供することができる。ハンドル部682は、単一フェーサ媒体を中央ボードにシールすることができる媒体パック内に延びている中央ボードに取り付けることができる。
例示の図15〜24により、ろ過媒体パックが、高められた性能を提供するために種々のハウジング構造物中に提供できることを理解することができる。
上記明細書は、本発明のろ過媒体とフィルタエレメントの製造および利用に関する完全な記載を提供する。しかしながら、本発明の多くの実施例は、本発明の精神と範囲から逸脱することなくなし得るので、本発明は、付属の特許請求の範囲に存在している。

Claims (29)

  1. 単一フェーサ媒体であって、
    (a)前記単一フェーサ媒体は、対面シートに貼り付けられた縦溝流路付きシートを有し、かつ前記単一フェーサ媒体が媒体パックに形成されるときに、第1端部または第2端部が前記媒体パックの第1面を形成し、前記第1端部または前記第2端部の他の端部が前記媒体パックの第2面を形成するような前記第1端部と前記第2端部とを有し、
    (b)前記単一フェーサ媒体は、前記第1端部または前記第2端部で前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとの間に提供される接着剤を有し、前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとが一緒に押されて前記接着剤に沿って一緒に接着して、前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとの間でシールを提供し、
    (c)前記単一フェーサ媒体の前記縦溝流路付きシート中の前記縦溝流路の少なくとも25%は、隣接する頂点(ピーク)間で前記縦溝流路の長さの少なくとも50%に沿って延びている少なくとも1つの尾根(リッジ)を有することを特徴とする単一フェーサ媒体。
  2. 前記縦溝流路付きシートの前記縦溝流路の少なくとも25%は、隣接する同じ側部の頂点(ピーク)間で縦溝流路の長さの少なくとも50%に沿って延びている少なくとも2つの尾根(リッジ)を含むことを特徴とする請求項1に記載の単一フェーサ媒体。
  3. 前記縦溝流路付きシートは、2.5以上の縦溝流路の幅対高さ比を示すことを特徴とする請求項1に記載の単一フェーサ媒体。
  4. 前記縦溝流路付きシートは、3.0以上の縦溝流路の幅対高さ比を示すことを特徴とする請求項1に記載の単一フェーサ媒体。
  5. ろ過媒体パックであって、
    請求項1に記載の単一フェーサ媒体を含み、
    接着剤ビーズで組み立てられて前記ろ過媒体パックを形成し、
    前記ろ過媒体パックは、
    汚れた流体を受け入れるための入口縦溝流路と、
    ろ過された流体を排出するための出口縦溝流路と、
    を有し、
    前記汚れた流体が前記縦溝流路付きシートまたは前記対面シートを通過して前記汚れた流体のろ過を提供することを特徴とするろ過媒体パック。
  6. 前記媒体パックは、渦巻状構造物として提供されることを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  7. 前記媒体パックは、積層構造物として提供されることを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  8. 前記媒体パックは、5.4縦溝流路/cm2(35縦溝流路/インチ2)以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  9. 前記媒体パックは、7.0縦溝流路/cm2(45縦溝流路/インチ2)以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  10. 前記媒体パックは、30%以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  11. 前記媒体パックは、70%以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  12. 前記媒体パックはテーパ状の縦溝流路を含むことを特徴とする請求項5に記載のろ過媒体パック。
  13. 前記テーパ状の縦溝流路は、第1断面積を有する第1端部と、第2断面積を有する第2端部とを含み、前記第1断面積と前記第2断面積とは異なっており、前記縦溝流路付きシートと前記対面シートを一緒に押して形成されるシールは、前記第1端部または前記第2端部にあることを特徴とする請求項12に記載のろ過媒体パック。
  14. フィルタエレメントであって、
    媒体パックと、
    ハウジングに係合するために前記媒体パックを取り巻くシールと、
    を有し、
    前記媒体パックは、
    汚れた流体を受け取るための入口縦溝流路と、汚れた流体を排出するための出口縦溝流路とを形成するために、単一フェーサ媒体と接着剤ビーズとを有し、
    (a)前記単一フェーサ媒体は、対面シートに貼り付けられた縦溝流路付きシートを有し、かつ前記単一フェーサ媒体が媒体パックに形成されるときに、第1端部または第2端部が前記媒体パックの第1面を形成し、前記第1端部または前記第2端部の他の端部が前記媒体パックの第2面を形成するような前記第1端部と前記第2端部とを有し、
    (b)前記単一フェーサ媒体は、前記第1端部または前記第2端部で前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとの間に提供される接着剤を有し、前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとが一緒に押され前記接着剤に沿って一緒に接着して、前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとの間でシールを提供し、
    (c)前記単一フェーサ媒体の前記縦溝流路付きシートの前記縦溝流路の少なくとも25%は、隣接する頂点(ピーク)間で前記縦溝流路の長さの少なくとも50%に沿って延びている少なくとも1つの尾根(リッジ)を有することを特徴とするフィルタエレメント。
  15. 前記媒体パックから軸方向に延びているハンドル部をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  16. 前記媒体パックは、5.4縦溝流路/cm2(35縦溝流路/インチ2)以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  17. 前記媒体パックは、7.8縦溝流路/cm2(50縦溝流路/インチ2)以上の縦溝流路密度を有することを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  18. 前記媒体パックは、30%以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  19. 前記媒体パックは、70%以上が非対称な縦溝流路体積を有することを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  20. 前記媒体パックは、テーパ状の縦溝流路を含むことを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  21. 前記媒体パックは、テーパ状でない縦溝流路を含むことを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  22. 前記媒体パックを取り巻く前記シールは、ハウジングに係合するために半径方向シールを含むことを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  23. 前記媒体パックを取り巻く前記シールは、ハウジングを係合するために軸方向ピンチシールを含むことを特徴とする請求項14に記載のフィルタエレメント。
  24. 単一フェーサ媒体を形成するための方法であって、
    (a)縦溝流路付きシートと対面シートとの間に接着剤を適用して前記対面シートに前記縦溝流路付きシートを接着する工程と、
    (b)前記接着剤の位置で前記対面シートに向かって前記縦溝流路付きシートを押し付けて接着剤シールを形成する工程と、を有し、
    前記縦溝流路付きシート中の縦溝流路の少なくとも25%は、隣接する頂点(ピーク)間で前記縦溝流路の長さの50%に沿って延びている少なくとも1つの尾根(リッジ)を有することを特徴とする方法。
  25. 前記接着剤の位置で前記対面シートに向かって前記縦溝流路付きシートを押す付けて接着剤シールを形成する工程は、前記縦溝流路付きシートと前記対面シートに対して一連のロールを適用する工程を含み、
    前記一連のロールは、
    (a)前記対面シートに向かって前記縦溝流路付きシートを押し付けるように構成された折り目付けホイールと、
    (b)前記縦溝流路付きシートと係合し、かつ前記対面シートに向かって前記縦溝流路付きシートをさらに押し付けるための表面を有する頂冠ホイールと、
    (c)前記対面シートに対して前記縦溝流路付きシートを平らにして比較的平らな表面を提供するように構成されている表面を有する平面加工ホイールと、
    を有することを特徴とする請求項24に記載の方法。
  26. (a)前記接着剤シールの位置で前記縦溝流路付きシートと前記対面シートとを細長く切って第1単一フェーサ媒体と第2単一フェーサ媒体とを形成する工程をさらに有し、前記第1単一フェーサ媒体と前記第2単一フェーサ媒体とは、ともに通過するろ過されていない流体の流れに対して閉じている比較的平らな端部を含むことを特徴とする請求項24に記載の方法。
  27. 前記方法は、前記接着剤の位置で前記対面シートに向かって縦溝流路付きシートを押し付けて接着剤シールを形成する工程の前に前記縦溝流路に刻みを付ける工程を持たずに、一定の縦溝流路の閉鎖物を提供することを特徴とする請求項26に記載の方法。
  28. 前記接着剤は、連続する接着剤の細長片として適用されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
  29. 前記接着剤は、不連続な接着剤の細長片として適用されることを特徴とする請求項24に記載の方法。
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