JP2013208611A - エアクリーナ - Google Patents
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Abstract
【課題】改良された流体クリーナ組立体を提供する。
【解決手段】流体クリーナ組立体1は、フィルタエレメント22と、安全フィルタエレメント20とで構成される。この流体クリーナ組立体は、概ねカバー7と、主要な流体クリーナ部9とを有するハウジング2を含む。フィルタエレメントは、直線的な流れ構造となるように配置されるZ型濾材積層体と、直線的な流れ構造の外側の周囲に連続的に位置するように延設される軸方向のシールガスケット28とを含む。流体クリーナ組立体は内部に予備クリーナ8を備えることができる。組立の方法と使用の方法が提供される。
【選択図】図2
【解決手段】流体クリーナ組立体1は、フィルタエレメント22と、安全フィルタエレメント20とで構成される。この流体クリーナ組立体は、概ねカバー7と、主要な流体クリーナ部9とを有するハウジング2を含む。フィルタエレメントは、直線的な流れ構造となるように配置されるZ型濾材積層体と、直線的な流れ構造の外側の周囲に連続的に位置するように延設される軸方向のシールガスケット28とを含む。流体クリーナ組立体は内部に予備クリーナ8を備えることができる。組立の方法と使用の方法が提供される。
【選択図】図2
Description
本出願は、米国在住のドナルドソン・インコーポレイティドにより2003年4月3日に米国を除くすべての国を指定してPCT国際出願され、2002年4月4日に出願された米国出願番号60/370、438号と、2002年11月12日に出願された米国出願番号60/426、071号と2003年4月2日に出願された米国の暫定的な特許出願に基づく優先権を主張している。
本開示は、液体や気体などの流体を濾過するためのフィルタ構造に関連する。特定のこの開示は、直線的に流れるフィルタエレメントと、安全フィルタエレメントと、これらのエレメントを使用する組立体と、予備クリーナおよびこれらのフィルタエレメントを使用する方法とこれらを組み付ける方法に関する。
ガスや液体などの流体を濾過するために、直線的な流れのフィルタエレメントが様々なシステムで使用され続けている。この直線的な流れのフィルタエレメントは、流入面(または流入端部)と、この反対側に配列される流出面(または流出端部)を通常は備えている。濾過を行う間は、濾過されるべき流体はフィルタエレメントの流入面に入るとすぐにフィルタエレメント内で一方向に流れ、流出面から外部に出るまで一般的に同じ流れの方向が維持される。通常は、この直線的な流れのフィルタエレメントは、使用のためにハウジングの内部に設置される。フィルタエレメントは一定期間の使用後に、フィルタエレメントの掃除または完全な交換による点検が必要になる。構造体を流れる流体の適切な濾過を確実に行うために、使用中にエレメントが置かれるハウジングの一部とエレメントの間にシールを配置する必要がある。
直線的な流れのフィルタエレメントと、それらの組立体および使用上での改良が望まれている。
本開示によれば、フィルタエレメントが提供される。このフィルタエレメントは、概ね直線的な流れになる構成を備えており、さらにZ型−濾材積層体を具備している。フィルタエレメントにはシールガスケットが含まれる。
本開示は、エアクリーナ組立体も関係する。このエアクリーナ組立体は、カバーと主要なエアクリーナ部を具備するハウジングを概ね含む。軸方向のシールあるいはピンチシールガスケットが主要なエアクリーナ部とカバーとの間に置かれた状態で、主要なフィルタエレメントが、上記のハウジングの内部に配置される。ある望ましい構成によれば、上記のカバーは、望ましくは複数のサイクロン式空気分離器と、ほこり排出装置を含む「予備クリーナ」をカバーの上に具備する。
また、ある好ましい実施形態によれば、ハウジング内の主要なエアフィルタは競馬場のトラックの形状を備えている。
また、本開示は安全エレメントに関係している。また、組立体と使用の方法についても提供される。
A.概観
以下に記述される技術は、流体クリーナに対して概ね適応可能である。この技術が適用されるのは、概ね2つの形式の流体クリーナがあり、それらは液体クリーナと気体クリーナである。ここに記載される実施形態は、特にエアクリーナ(すなわち一種の気体クリーナ)である結果、その特徴点についてはこの文脈に沿って記述されるであろう。液体クリーナまたは他の気体のクリーナに関する記述から、その原理と技術の適用範囲については全体の記載から明瞭になるであろう。
以下に記述される技術は、流体クリーナに対して概ね適応可能である。この技術が適用されるのは、概ね2つの形式の流体クリーナがあり、それらは液体クリーナと気体クリーナである。ここに記載される実施形態は、特にエアクリーナ(すなわち一種の気体クリーナ)である結果、その特徴点についてはこの文脈に沿って記述されるであろう。液体クリーナまたは他の気体のクリーナに関する記述から、その原理と技術の適用範囲については全体の記載から明瞭になるであろう。
図1において、参照数字の1は本開示にしたがうエアクリーナ構造を示す。このエアクリーナ構造1は、ハウジング2と出口送風ダクト3およびほこりの排出装置4とを概ね具備する。またこのエアクリーナ構造1は、以下に記述される点検可能な(主要な)フィルタエレメント部品と、オプションの点検可能な安全(二次)フィルタエレメント部品とをそのハウジング2の内部に含んでいる。ここで用語の「主要な」がフィルタエレメントに用いられる場合には、組立体の中で略全ての濾過を行うフィルタエレメントを意味する。また、この事例において「濾過を行う」とは、流動する流体中から粒子材料を通過途中で濾材積層体により除去することを意味する。この文脈で「点検可能な」という用語は、定期的に取り除かれて取り替えられるように構成されるフィルタエレメントに用いられる。(すなわち、1つのエレメントを取り外し、別のものを設置することでエアクリーナを点検修理することができる。) 安全エレメントまたは二次エレメントは、主要なエレメントが破損した場合に、エアクリーナ組立体1が設置された設備の下流側の構成部品を保護する助けを行う。
引き続き図1を参照して、エアクリーナ構造1はカバー7を備えた望ましい2ステージのエアクリーナとして概ね図示されており、この場合には予備クリーナ部8および主要なエアクリーナ部9を備えている。図示される特定の構成を有するハウジング2は、接続部または領域11においてカバー7と主要なエアクリーナ部9の間が継ぎ合わせられている。このハウジングの接続部11において、カバー7および主要なエアクリーナ部9を開くかまたは切り離すことができ、内部に設けられたフィルタエレメント部品へのアクセスと点検を行うことができる。この構成について以下の記載により詳細に記述する。ここで、クリーナ部9を含む主要なフィルタエレメントに対してケーシングカバー7を相対的に旋回させるか、またはいくつかの事例では全体を取り外す工程によって、内部に取ち付けられたフィルタエレメント部品に接近することができるか、あるいは例えば整備点検のための「開口部」とすることができる。
濾過されるべき空気は、概ね予備クリーナ8の個々のサイクロン式または遠心分離式の分離装置13の流路を通ってエアクリーナ組立体1の端部12から入る。参照番号13で示された分離装置のタイプは、従来からのものが使用可能であり、ここに参照のために記載した米国特許の特許番号第4、242、115号と第4、746、340号の分離装置が使用可能である。しかしながら図示の特定の形状の予備クリーナ8によれば有利となる。分離装置13の内部では、第1ステージのほこり分離または予備掃除が行われ、この位置で切り離されるほこりは特に予備クリーナ8から、ほこりの排出装置4を通して、特に排出管14と排出バルブ15を介して外部に放出される。もちろんこのほこりの分離作用は遠心力または竜巻発生の過程から生じることから、予備クリーナ8で行われる濾材積層体を通過する際に行われる上記の定義の「濾過を行う」ことではない。図示の特定の予備クリーナ8は以下のセクションDで記述する。
予備クリーナ8を通過して主要なエアクリーナ部9に入る空気は、内部に取り付けられた以下のセクションBで記述される主要なフィルタエレメントを通り、オプションの安全フィルタエレメント(以下のセクションCで記述される)を通り、清浄大気出口ダクト3を通り、やがて清浄空気出口ダクト3を介して放出されるようにクリーンエア領域に入ることとなる。このダクト3から、下流側の例えば内燃機関のエンジンなどの設備の空気取入れ口に向けて浄化空気を導入させることができる。
図1と図2を参照して、カバー7は支持部16と中央の留め金17とにより主要なエアクリーナ部9の上で回動可能となるように概ね固定される。一旦、中央の留め金17が解除されると、支持部16に対してカバー7(または予備クリーナ8)を回動することで、カバー7をハウジング2の主要なエアクリーナ部9に対して相対的に開いた状態にすることができる。この構成に代えて、開いた状態ではカバー7を完全に分離するシステムを構成することができる。
図1を参照して、この組立体1は取り付けパッド19を介して例えばボルトを使用して様々な機械部品に対して取り付けることができる。このエアクリーナ1には概ねほこりの排出を容易にするために下向きに向けられる排出管14とほこりの排出装置15が取り付けられる場合がある。
次に図4に着目すると、本図は図3に図示したエアクリーナ構造1の4−4線矢視断面図である。図4において、図示される主要なフィルタエレメント22と図示される安全フィルタエレメント20とを内部に設けた主要なエアクリーナ部9に予備クリーナ8が取り付けられている様子が示されている。
B.使用可能な主要なフィルタエレメント
フィルタエレメント22は直線的な流れを許容するように構成される。すなわち、フィルタエレメントは直線的な流れになる構成を備えている。この文脈における「直線的な流れ」の用語は、濾過を行うためにフィルタエレメント22に注ぐ流体が流入端部または流入面23から同じ第1の方向で流れ、反対の流出端部または流出面24から第1の方向と同じ方向でフィルタエレメント22から流出することを意味する。この上記の「直線的な流れ」との用語は、1989年3月9日に公開されたWO89/01818号公報に記載されたようなシステムの流れであって、空気が円筒状のひだ付けされたフィルタ部材の円筒表面から内部に進入し、およそ90度の方向転換後にエレメント(例えば、開口部を通り)の外に出る構成とは、特に相違することを意味する。
フィルタエレメント22は直線的な流れを許容するように構成される。すなわち、フィルタエレメントは直線的な流れになる構成を備えている。この文脈における「直線的な流れ」の用語は、濾過を行うためにフィルタエレメント22に注ぐ流体が流入端部または流入面23から同じ第1の方向で流れ、反対の流出端部または流出面24から第1の方向と同じ方向でフィルタエレメント22から流出することを意味する。この上記の「直線的な流れ」との用語は、1989年3月9日に公開されたWO89/01818号公報に記載されたようなシステムの流れであって、空気が円筒状のひだ付けされたフィルタ部材の円筒表面から内部に進入し、およそ90度の方向転換後にエレメント(例えば、開口部を通り)の外に出る構成とは、特に相違することを意味する。
このフィルタエレメント22は、外側の側壁または表面25を備え、流入端部または流入面23から入る気体流中から煤塵をフィルタにかけるように構成される濾材積層体26を具備し、流出端部または流出面24を介して出る気体流が少なくとも浄化される(すなわち、煤塵の無い状態)構造が含まれる。また、図2から分かるように、このフィルタエレメント22には、フィルタエレメント22が設置されるハウジング2の一部とフィルタエレメント22との間において気体の漏出を抑制するためのガスケットまたはシール部材28とが含まれる。好ましいガスケット28は、直線的な流れ構造またはエレメント22の外側の側壁25の周囲から切れ目なく延設されている。
エアクリーナ構造1の主要なエレメント22として使用可能な望ましい濾材積層体26は、以下に記述されるタイプの濾材積層体があり、これらを一般的に「Z型−濾材積層体」と呼ぶ。Z型−濾材積層体は、概ね非波形の面を有するシートに固定される波形またはひだ付けされた濾材積層体シートを概ね具備する。この濾材積層体は、波形濾材の片側の面上に形成される1組の長手方向の溝または空気流路と、濾材積層体の対向面上に形成されるもう1組の空気流路とを形成するように配置される。動作中に、溝から成る1組の流路は流入流路として機能するように、濾材積層体は入口または側面において流路の開口部が開いており、濾材積層体の出口または側面は密封されるか折り重ねられている。これと略同様に、溝から成る2番目の1組の流路は流出流路として機能するように、濾材積層体の入口または側面は密封されるか折り重ねられており、濾材積層体は出口または側面において流路の開口部が開いている。動作中は、エレメントの上流の端部で開口している流入流路に入ることで、空気がエアフィルタ構造の一つの流れ表面を通過する。空気はこれらの流入流路の閉じた端部から外部に流れ出ることはできないことから、空気は濾材積層体の流出流路に通り抜けなければならない。このようにしてフィルタにかけられた空気は、流出流路の開口端を通してフィルタエレメントの流出端部から外部に出る。
様々な形状である、例えば、主要なフィルタエレメント22の外側の周辺部分の構成が使用可能である。図示される特定の構成は「長円形」または「競馬場のトラック形状」である。この定義は、エレメントを図示した図6を参照することで理解されるであろう。図6を参照して、この形状は互いに対向する概ね平行な直線部分38、39と、互いに対向する半円形の丸い(通常半円の)部分40、41を有している。これに代わる代替構成には例えば楕円形と円形とが含まれる。
図5を参照して、濾材積層体26は概ね平坦(非波形の)シート46を波形のシート47に固定した層を巻きつけた構造45を備えている。この波形のシート47の一方の面48には第1の流路49の組が、概ね形成されており、これに対向する第2の面50上には第2の流路51の組が形成されている。図5において、縁部53は図2に示される流入面23に対応し、縁部54は図2で示される流出面24に対応する。図5における二点鎖線は、2層構造45が巻きつけられる結果どのように自身の位置に戻ってくるかを示しており、また実線は図示の2層構造の外側層を示している。この実施形態に代わる代替構成としては、巻き付けるかわりに濾材を積み重ねた構造が挙げられる。このような積層構造としては、波形のシート47に固定された平らなシート46の複数枚を上下に積み重ねたものがある。
第1の流路49の組は、図示しない連続玉状のシール材または同様の構造体により縁部54に隣接して密封されるであろう。また、第2の流路51の組は図示されるようにシール材のビード55を用いて第1の縁部53に隣接して密封される。
図2と図5を参照することにより、濾材積層体26がどのように機能するのかについて明瞭になる。第1の流路49の組は、流入面23が開口している結果、流入流路を形成している。また流入流路は、シール材または同様の密閉材のビードにより流出端部54が閉鎖される。したがって、流入端部53から流路49に入る空気は流入流路49から漏れるようにして濾材積層体26を通り抜けなければならない。この濾材積層体を通過するときに濾過が行われ、流動流体は第2の組の流出流路51に対してシール材53の下流側となる位置から入る。流出流路51は、縁部54に沿うように開口している結果、フィルタにかけられた流体の流れは濾材積層体26の外部に流れることができる。このタイプの構造を、ここではZ型−濾材積層体として概ね特徴付けることとする。このZ型−濾材積層体は、複数の流路を含むことができ、流路は流入面に隣接した上流側の部分と出口に隣接した下流側の部分とを備え、上流側の部分で開口する流路が選択され下流側の部分で閉じ、上流側の部分で閉じる流路が選択され下流側の部分で開口される。
この濾材積層体26には、様々な波形形状とサイズが利用可能である。この事例としては、直線的な溝となるしわつけ工程により、流路は互いに平行で、一端から他端まで同じ形状であり、流路は押し潰すか圧縮された端部を備えるものか、先細りの流路であって、流入流路がその一端から他端に向けて次第に先細るように形成される一方、隣接する流出流路はその一端の幅が先細り、その他端に向けて次第に広がるように同じ方向に形成されるものがある。様々なZ型−濾材積層体構成については以下の参考文献に記載されている。
1.標準の流路は米国特許番号第5、820、646号と、第5、895、574号に記載されている。
2.先細りの流路であって、流路の端部が潰されているものと他の形状の変形例については1997年11月6日に公開されたWO97/40918号公報に記載されている。
上記の参考文献(米国特許番号第5、820、646号と、第5、895、574号と、WO97/40918号公報)はここに参考のために記載する。
再度、図2を参照して、(主要な)フィルタエレメント22は点検可能である。この文脈において「点検可能」とした用語はフィルタエレメント22をエアクリーナ組立体1から取り除き、清掃で再生するかまたは取り替えることができることを意味する。典型的なシステムによれば、フィルタエレメント22は定期的な整備点検作業時に新しいエレメントに取り替えられる。
図7に図示されるフィルタエレメント22は、部品は主たる構造または直線的な流れの構造55と、主要な濾材積層体26と、センター部品またはコア57あるいは濾材積層体26に取り付けられる他のフレーム構造と、シールまたはシール部材28の概ね3つの部品から構成される。このシール部材28は、構造または直線的な流れの構造55を完全に取り囲むように設けられ、望ましくは流入面23から10mm、望ましくは5mmの範囲に設けられる。
ここで、フィルタエレメント22の主たる構造または直線的な流れの構造は、図面では断面図として図式的に示されている。すなわち流路の詳細については表現されていない。この流路の詳細に関しては、図5と図15の一部を除いては説明の都合上から省略されている。上述したように、さまざまな流路の形状を使用することができる。Z-フィルタエレメントの両端と、両端の密閉構成については米国意匠特許の第396、098号、第6、190,4321号、第450、827号、第6、235,195号、第437、402号、第450,828号の図面において図示されているので、ここに参考に記載する。
引き続き図7を参照して、フィルタエレメント22の主な本体(直線的な流れ構造)55は、概ね平らなシート46(すなわち、非波形の)を使用して巻かれた構造45を備える外側の表面56を備えるか、または濾材積層体26の回りに配置される幾分かの外側シートまたはカバーを備える。
図7を参照して、断面が示されているシール部材またはピンチシールあるいは軸方向シールガスケット28は、取り付け開口部60(図8)と、軸方向シール領域61(図7)の特徴を含む。この取り付け開口部60には、シール部材28を枠組体58に固定するための内側ポケット63が含まれる。
上記の軸方向シール領域61は、2つのハウジング部分の間で軸方向に圧縮されるように配置される。図示される特定のエアクリーナ組立体1によれば、これらの2つのハウジング部分はカバー7と主要なエアクリーナ部9に相当する。図8を参照して、予備クリーナ8上の周囲の端部のフランジ70と、主要なエアクリーナ部9上の周囲の端部のフランジ71との間で特に圧縮状態になる。この位置におけるシール部材28の圧縮状態は、ハウジングに対する圧縮方向から「軸方向」と呼ぶ。この文脈で、用語の「軸方向」、「軸方向の圧縮」と類似する用語は、圧縮により発生する圧縮方向が流入面23と流出面24の間で発生する方向と同じであることを意味する。
次に、図7を参照して、軸方向シール部材28は第1の側面75と、これに対向する第2の側面76と外側の環状の表面77とを概ね含んでいる。また、望ましくは図8を参照すると、ガスケット20は取り付け開口部60を含む。この開口部60はポケット63を含む。このポケット63は、本体52にガスケット28を固定するために枠組体58の一部を受け入れる。図8に表現される実施形態では、ポケット63は溝部88を含む。この溝部88は、図示される実施形態では、ガスケット28の中心軸94によって左右に分断される。このように、好ましい実施形態では、ガスケット28は溝部88の中心となる中心軸94に関して対称に形成される。このポケット63によって、ガスケット28を固定し、枠組体に対して「固定される」ことになる。
次に、図6〜図8を参照して、枠組体58の一つの実施形態が表現されている。図示される実施形態では、この枠組体58は本体52にガスケット28を固定するように機能する枠部材96を含む。この枠部材96は本体52の周りの全周に延設されるリング100(図6)を形成する帯状部(band)98(図8)を含む。この枠部材96から突出部102(図8)が延設される。望ましくは、この突出部102は直線的な流れ構造52の周りの全周に延設されると良い。この突出部102はガスケット28を受け入れる。特に、この突出部102はポケット63により「ぴったりと」受け入れられるように突出形成されている。
引き続き図8を参照して、枠部材96は帯状部98から内側に向けて半径方向に延びるリップ108を含む。このリップ108は、外側の周囲の縁部から本体52の外側の周囲の縁部109に掛かっている。このように、このリップ108は少なくともフィルタエレメント22の流入端部23の一部にかかるように延設されている。このリップ108は、本体52に枠部材96を固定できるようにしている。このリップ108は帯状部98の一方の端部110に形成されている。
この帯状部98の対向する端部112において、帯状部は先細り部分114を含んでいる。この先細り部分114は、本体52に枠部材96を固定するときの組立作業を容易にする。特に望ましい実施形態では、組立中においてガスケットリング28を枠部材96に押し付けることによって、ガスケット28に固定されるであろう。この工程は、ガスケット28のポケット63を突出部102の上に押し付け、適切に突出部102にガスケット28が動作可能に固定されるまで押し付け続けることによって行われる。典型的には、ガスケットリング116は枠部材96を通過するまで幾分か拡張し、一旦突出部102に取り付けられと、枠部材96に対して適度な張力でしっかりと固定される。
ガスケット28と枠部材96を組み合わせたものは、次に本体52の上に取り付けられる。この工程は、枠部材96を流入端部23の上に置くことで行われる。先細り部分114は、流入端部23を損傷することなく、このガスケット28/枠部材96の組立体を適所に位置できるようにする。
望ましくは、帯状部98と本体52の外側の表面56との間に接着剤を塗布した状態で枠部材96を本体52に固定すると良い。また、この先細り部分114は、帯状部98を本体52に対して取り付けるときに余分な接着剤がはみ出ることを防止できる。このため帯状部98と本体52から絞り出される余分な接着剤による見苦しい外観状態を最小限度にできる。
引き続いて図6と図7を参照して、望ましい枠部材96は筋交い(cross-brace)構造122を備える。この筋交い構造122は、一体構造と機械的強度をフィルタエレメント22のガスケット部材28の領域に提供できるようにする。また、筋交い構造は濾材積層体26が「望遠鏡のように出入りする」ことを防止できる。ちょうど望遠鏡のように濾材積層体が出入りする現象は、層状の濾材積層体の外側に他の層状の濾材積層体を巻きつけると起こる。この筋交い構造122によれば、このような濾材積層体の出入りを防ぐことができる。特に、図示される特定の実施形態によれば、この筋交い構造122はリップ108と流入端部23との間に掛け渡されるように延設される3本の筋交い124、125、126を備えている。この筋交い構造122は他の特徴点との組み合わせから、魅力的、装飾的な外観に貢献する。
このようなガスケット28の構成は、種々のサイズのエレメント22とともに使用することができることが理解されよう。典型的なエレメントの構成は、10cmから60cmの長さ(流入面23と流出面24の間の寸法)のオーダーであり、10cmから50cmの幅(円形の場合には直径、競馬場のトラック、長円形または楕円形の場合には最も長い寸法)である。
1.ガスケットと枠部材の代替の実施形態
次に、図9と図10を参照して、代替のシール部材28’が図示されている。シール部材28’は、概ね第1と第2の対向側面75’、76’と外側の環状表面77’を含んでいる。望ましくは、ガスケット28’の構成は、夫々の対向側面75’、76’の上に対応する突起、ノブまたはリブ85’、86’が形成されると良い。望ましくは、夫々のリブ85’、86’は連続形成されており、例えば直線的な流れ構造52の回りに連続するように延設される。
次に、図9と図10を参照して、代替のシール部材28’が図示されている。シール部材28’は、概ね第1と第2の対向側面75’、76’と外側の環状表面77’を含んでいる。望ましくは、ガスケット28’の構成は、夫々の対向側面75’、76’の上に対応する突起、ノブまたはリブ85’、86’が形成されると良い。望ましくは、夫々のリブ85’、86’は連続形成されており、例えば直線的な流れ構造52の回りに連続するように延設される。
枠構成58’の上の突出部102’は、望ましい実施形態では、ポケット63’の形状に対応する形状を有する。このように、突起102’には、ステム104’とヘッド106’とが含まれる。
ガスケット28’は、ガスケット28’を押し付けることで枠部材96’に固定されるであろう。この工程は、ガスケット28’のポケット63’を、突出部102’の上から押し付け続け、ガスケット28’が動作可能になるように枠部材96’に対して取り付ける。典型的には、このガスケット28’枠部材96’を通過するまで幾分か拡張し、一旦突出部102’に取り付けられると、枠部材96’に対して適度な張力によりしっかりと固定される。
上記のガスケット構成28、28’を使用することで、多くの利点が得られることになり。例えば、
1.ガスケット28は、図4に例えば図示するように、流入端部23、領域118の近くに位置することから、エレメント22とハウジング9の間の空間は綺麗な空気領域となる。このことは、この領域ではほこりが効果的に集合しないことを意味する。この結果として浄化空気領域32は、浄化の間においてほこりによる重大な汚染がなくなる。
1.ガスケット28は、図4に例えば図示するように、流入端部23、領域118の近くに位置することから、エレメント22とハウジング9の間の空間は綺麗な空気領域となる。このことは、この領域ではほこりが効果的に集合しないことを意味する。この結果として浄化空気領域32は、浄化の間においてほこりによる重大な汚染がなくなる。
2.ガスケット28が軸方向(圧縮)であることから、図4を参照してエレメント本体52とハウジング9の内側の120との間においてガスケットを実質的に大きく延設させる寸法を設ける必要がなくなる。このことは、壁10と本体52の間の領域118の空間寸法を比較的に小さくすることができ、10mm以下、典型的には6mm以下、望ましくは2mm以下のオーダーに設定できることになる。
濾材積層体26にはさまざまな材料の使用が可能である。一つの使用可能な濾材積層体26は以下の特性を有するセルロース濾材積層体が含まれる、すなわちおよそ45−55ポンド/3000平方フィート(84.7g/平方m)、例えば48−54ボンド/3000平方フィートの坪量と、およそ0.005−0.015インチ、例えば0.010インチ(0.25mm)の厚さと、例えばおよそ22フィート/分(6.7m/分)、または20−25フィート/分のフレイザー(Frazier)導磁性と、およそ55−65ミクロン、例えばおよそ62ミクロンの間隙寸法と、湿潤状態で少なくとも7ポンド/インチ、例えば8.5ポンド/インチ(3.9Kg/インチ)の張力と、マシンウエットオフ(machine wet off)の破裂強度であるおよそ15−25PSI、例えばおよそ23PSI(159KPa)を備える。また、セルロース濾材積層体は微細な繊維とともに処理可能であり、例えばサイズ(直径)が5ミクロンまたはそれ以下の繊維、あるいはサブミクロンの繊維とともに処理される。濾材積層体に対して微細な繊維を適用するためにはさまざまな方法を利用することができる。このようなアプローチについては米国特許で特徴付けられており、例えば米国特許第5、423、892号の第32欄、48−60行に記載されている。より具体的には、米国特許第3、878、014号、米国特許第3、676,242号、米国特許第3、841、953号、米国特許第3、849、241号において方法が記載されているが、ここでは参考のために挙げた。微細繊維が使用される場合には、結果と得られる濾材積層体には以下の特性がある、すなわちSAEJ726Cに準拠し、SAEほこりを使用した試験の結果として、一つも90%を下回らず、平均99.5%の初期効率と、SAEJ726Cに準拠した試験において平均した総合効率の99.98%を得ることができた。
2.コア構造
次に、図6、図7、図20と図22を参照して、使用可能なコア構造57について図示されている。このコア構造57は、濾材積層体26を支持し主要なエレメント22の所望な外側の形状を提供するために利用される。後述するように、エアクリーナ9の内部にエレメント22を配置するときに、フィルタエレメント22が中心に位置することを助長するための受け入れソケット130を規定するように濾材積層体26を構成することができる。主要なエレメント22の濾材積層体26によって規定された受け入れソケット130は、エアクリーナハウジング2の内部から延設された凸部に対して揃えるために使用することができる。特に、望ましい実施形態によれば、凸部は安全エレメント20の一部になるであろう。この構成についてはセクションC(2)でさらに説明される。
次に、図6、図7、図20と図22を参照して、使用可能なコア構造57について図示されている。このコア構造57は、濾材積層体26を支持し主要なエレメント22の所望な外側の形状を提供するために利用される。後述するように、エアクリーナ9の内部にエレメント22を配置するときに、フィルタエレメント22が中心に位置することを助長するための受け入れソケット130を規定するように濾材積層体26を構成することができる。主要なエレメント22の濾材積層体26によって規定された受け入れソケット130は、エアクリーナハウジング2の内部から延設された凸部に対して揃えるために使用することができる。特に、望ましい実施形態によれば、凸部は安全エレメント20の一部になるであろう。この構成についてはセクションC(2)でさらに説明される。
さまざまなコア構造57が使用可能である。図示の特定の構成を有利に使用することができる。図示されるコア構造57では、受け入れソケット130を支持するようにコア構造57が使用可能である。特に、図示されるコア構造57は、非円筒形状の部材132を含んでいる。図22において、部材132は、それらの間において開口した容積136を規定した対向する壁134、135によって少なくとも一つの領域を規定している。この開口した容積136は、開いている受け入れ器138として機能する。図示される望ましい構成によれば、この受け入れ器138は濾材積層体26によって定義された受け入れソケット130に揃えられ支持する。図示のものによれば、受け入れソケット130および受け入れ具138は非円筒形状である。ここで、用語の「非円筒形状」はその断面図が円を形成しないことを意味する。むしろ、断面図は非円形となる。図示される望ましい実施形態によれば、受け入れソケット130の断面図および受け入れ具は対向する壁134、135の間の間隙の寸法が20mm以下であり、少なくとも2mm以上であり、通常は3−12mmの範囲である。対向する壁134、135は図6に図示されるように湾曲した端部140、141で接続される。
図示のコア構造は、強度を確保するための構造的なモールド144(図7)を含んでいる。また、望ましい実施形態ではフィルタにかけられるべき流体がコア57の壁134、135の間の隙間を漏れ出ることを防ぐことを確実にするための成型されたプラグ148をさらに含む。このモールド144は、特定の望ましい実施形態によればセンタリング構造150をさらに含む。図7に図示の実施形態では、センタリング構造150はコア構造57の端部140、141の間の略中間において頂点152を有している。このセンタリング構造150は、ハウジング2の凸部とともに作用してエレメントをエアクリーナ1に設置するときに、フィルタエレメント22を揃えて中心に置けるように作用する。
望ましい実施形態では、このセンタリング構造150は受け入れ器138を第1と第2の受け入れポケット164、166とに分割する。望ましい実施形態では、これらの受け入れポケット164、166は、エアクリーナ1が動作可能となるように主要なエレメント22を中心に配置し適切に揃えるように夫々の凸部を受け入れる。
多くの使用可能な実施形態では、コア構造57の端部140、141の間の距離は24cm以下であり、少なくとも5cmであり、通常は7〜15cmである。
また、望ましいコア構造57は少なくとも一つの波形の領域154(図20)であって、壁134の一部として成型される部分を含むことができる。この波形の領域154は少なくとも一つ、望ましくは濾材積層体26(図5)の波形シート47の波形部に合致する数の2−10個の波形部150を含んでいる。望ましいコア構造57では2箇所の波形の領域154、158を含む。また、第2の波形の領域158は少なくとも2つの波形領域159を含む。これらの波形の領域154、158は、巻きつけ工程で役立ち、主要なエレメント22をもたらす。この巻かれた構造を得るために濾材積層体26の波形の側は波形の領域154、158に対して揃えられる。次に、濾材積層体26がコア構造57に巻き付かれるかまたは巻回される。この濾材積層体26は、コア構造57と濾材積層体26の間の領域160、161において、例えば粘着性の接着剤ビードが使用されることによってコア構造に固定される。
いくつかの実施形態では、主要なフィルタエレメント22は外側の側壁25を覆うための外側の保護的な包装で覆われる。
ここで使用可能な、目を引く特有のフィルタエレメント22は、2003年4月2日に出願された米国意匠特許出願番号の第758、1520US1において、フィルタエレメントとして出願されており郵送番号EV143555756として出願済みであるのでここに参照のために盛込んだ。
C.使用可能な安全エレメント
1.図11から図14の実施形態
次に図11から図14を参照して、使用可能な安全エレメント20の実施形態について図示されている。望ましいシステムでは、この安全エレメント20は主要なフィルタエレメント22が破損などした場合に、主要なフィルタエレメント22を通過してしまった異物などから下流側の部品を保護する目的のために、主要なフィルタエレメント22のエアクリーナ1の下流側に配置される。加えて、この安全エレメント20は異物が清浄空気領域32に進入することを防ぎ、エアクリーナ1の点検作業中にエンジンを保護する。
1.図11から図14の実施形態
次に図11から図14を参照して、使用可能な安全エレメント20の実施形態について図示されている。望ましいシステムでは、この安全エレメント20は主要なフィルタエレメント22が破損などした場合に、主要なフィルタエレメント22を通過してしまった異物などから下流側の部品を保護する目的のために、主要なフィルタエレメント22のエアクリーナ1の下流側に配置される。加えて、この安全エレメント20は異物が清浄空気領域32に進入することを防ぎ、エアクリーナ1の点検作業中にエンジンを保護する。
この安全フィルタエレメント20は、望ましくは主要なフィルタエレメント22の外側の周囲に合致する外側の周囲170を有する。図示の実施形態では、この安全エレメント20は長円形または競馬場のトラック形状であるが円形などの他の形状でも良い。安全エレメント20が競馬場のトラック形状である場合には、1組の円弧または湾曲した端部174、175と、これらに接合される1組の直線的な側面172、173とを含む。
図示される実施形態では、この安全エレメント20は剛体の構造的な枠178を含んでいる。この枠178の一部をスカートまたは帯状部180で形成している。この帯状部180は、濾材積層体184の内部の領域に外接している。濾材積層体184にはさまざまなタイプのものを利用することができる。図示される構成では、濾材積層体184は直線的な側面172、173の間で延設される折り目185によりひだをつけている。使用可能な構成によれば少なくとも10個の折り目、50個以下の折り目、通常は15から30個の折り目を含む。この構成は、1インチあたり少なくとも2個の折り目、通常は1インチあたり3から8個の折り目の密度でひだをつけることに対応する。図11において、折り目186により形成される2つの領域186、187の形状が分かる。第1の折り目の領域186は第2の折り目の領域187から安全エレメント20を分割する枠178のパーティション壁188により切り離されている。このパーティション壁188は湾曲した端部174と、湾曲した端部175の間で安全フィルタエレメントに沿う長手方向に延びている。
望ましい実施形態では、この安全フィルタエレメント20は少なくとも人間の手の一部を収容する大きさを有するハンドル190を含む。この「人間の手の一部を収容するための大きさ」とは、ハンドル190は少なくとも手(1本の指または複数の指)の一部を入れることで安全フィルタエレメント20を操作することができ、安全エレメント20とハンドル構造の残る部分との間で安全エレメント20を操作することのできる程度の大きさを意味する。
図示される実施形態では、安全フィルタエレメント20は枠178から突出形成されるハンドル190を含む。望ましい実施形態では、このハンドル190はパーティション壁188から一体形成される延設部となる。さまざまなハンドル構造190が使用可能である。図示されるものでは、このハンドル190は枠部材189から延設される少なくとも1つの突起部192を形成している。この突起部192はノブ、リング、拡大部などを含む様々な構成を採用することができる。図示される構成では、突起部192は空間196を規定するアーム194を形成している。望ましい実施形態では、空間196は完全にアーム194を通過すると良い。
特定の望ましい実施形態では、ハンドル190は第2の凸部198を含む。この第2の凸部198についてもさまざまな形状と構成にすることができる。図示されるものでは、凸部198は、空間204をアーム202に形成しており突起部192と同じ形状を備えている。
望ましい実施形態では、空間196、204の大きさは手袋をはめた人間の手の指を収容することができるように設定され、エアクリーナ1に比例して大きくなる安全エレメントの操作を助長できるようにしている。例えば、空間196、204は少なくとも2平方cm、通常は4から100平方cmの断面積領域で規定される。突起部192、198はパーティション壁189の谷部206で互いに切り離される。
望ましい用途では、谷部206で規定される容積205と夫々の突起部192、198の内側の側面207、208は、コア57のセンタリング構造150の頂点152を収容する。このような好ましい用途によれば突起部192、198がガイド212、214として機能して主要なフィルタエレメント22をエアクリーナ1の適所で動作可能に配置する。これらのガイド212、214はセンタリング構造150とともにエアクリーナ1の中にフィルタエレメント22を中心に配置できるようにする。このことは以下のセクションC(2)でさらに説明する。
引き続き図11から図14を参照して、望ましい安全エレメント20は、安全エレメント20とハウジング2のエアクリーナ部9の間でシール220(図4)の形成を助長するシール部材218を含む。図示のものでは、このシール部材218は帯状部180の周囲全体にわたる帯状部180に固定される。図示されるものでは、このシール部材218は半径方向に向けられたシール221(図4)を、帯状部180とハウジング2のエアクリーナ部9の内側の表面120との間で突き当てた状態で形成する。このシール部材218は、領域32(図4)に対して安全エレメント20を設置し、取り外しを助けるための少なくとも段差224が形成される。
この安全フィルタエレメント20は、主要なフィルタエレメント22から濾材積層体26が望遠鏡のように飛び出ることのを防ぐために役に立つ場合もある。下流側に空気が流れるにつれて発生する空気圧によりエレメント22が飛び出る力を発生するかもしれない。しかし安全フィルタエレメント20が下流側の端部24に隣接して配置されると、濾材積層体が飛び出ることが防止される。
使用可能な濾材積層体184は、多くの異なるタイプの従来からの濾過材を含む。これにはセルロース、合成および様々な混合物が含まれる。1つの使用可能な濾材積層体が70±4.0ポンド/3000平方フィート(114±6.5g/平方m)の重さと、0.032±0.003インチ(0.81±0.08mm)の厚みと、165±20フィート/分(50.3±6.1m/分)のフレイザー(Frazier)透過率と、100±8ミクロンの間隙サイズと、19.8±6.6ポンド/インチ(9.0±3Kg/インチ)の乾燥張力と、20±5PSI(138±34kPa)の破裂強度と、を備える合成/グラスファイバー混合体である。
ここで使用可能な顕著な安全フィルタエレメント20は、2000年4月2日に意匠出願された出願番号758.1521US1、名称の安全フィルタエレメントであって、郵便書類番号EV143555760USに図示されているのでここに参照のために盛込んだ。
2.主要なフィルタの位置決め/センタリングの特徴点
次に、図15〜図22を参照して、主要なフィルタエレメント22と安全フィルタエレメント20の相互作用について図示されている。上述したように、主要なフィルタエレメント22は、フィルタエレメント22の中に形成される濾材積層体26の空間によって形成される受け入れソケット130を規定している。この受けるための受け入れソケット130の機能は、エアクリーナ1の中にフィルタエレメント22を適切に取り付けることを助長するためにガイド構造またはセンタリング構造を案内することである。このガイド構造あるいはセンタリング構造は、エアクリーナ1の中に設けられる多くの異なったタイプの凸部を含むことができる。図示される特定の望ましい構成では、ガイド構造あるいはセンタリング構造は、安全エレメント20の一部となっている。特に、この実施形態では、ガイド構造あるいはセンタリング構造として、安全フィルタエレメント20のハンドル190の一部を形成するガイド212、214が設けられている。ここで、この実施形態ではガイド212、214が安全フィルタエレメント20の一部として図示されているが、他の実施形態によればエアクリーナ1の中に設けられる他のタイプの凸部またはガイドであっても良いことは言うまでもない。また上述したように、望ましい実施形態では受け入れソケット130は受け入れ器138を規定するコア構造57に対して位置決めされる。
次に、図15〜図22を参照して、主要なフィルタエレメント22と安全フィルタエレメント20の相互作用について図示されている。上述したように、主要なフィルタエレメント22は、フィルタエレメント22の中に形成される濾材積層体26の空間によって形成される受け入れソケット130を規定している。この受けるための受け入れソケット130の機能は、エアクリーナ1の中にフィルタエレメント22を適切に取り付けることを助長するためにガイド構造またはセンタリング構造を案内することである。このガイド構造あるいはセンタリング構造は、エアクリーナ1の中に設けられる多くの異なったタイプの凸部を含むことができる。図示される特定の望ましい構成では、ガイド構造あるいはセンタリング構造は、安全エレメント20の一部となっている。特に、この実施形態では、ガイド構造あるいはセンタリング構造として、安全フィルタエレメント20のハンドル190の一部を形成するガイド212、214が設けられている。ここで、この実施形態ではガイド212、214が安全フィルタエレメント20の一部として図示されているが、他の実施形態によればエアクリーナ1の中に設けられる他のタイプの凸部またはガイドであっても良いことは言うまでもない。また上述したように、望ましい実施形態では受け入れソケット130は受け入れ器138を規定するコア構造57に対して位置決めされる。
図20と図22において、ガイド212、214は受け入れソケット130とコア57の受け入れ器138に対して突出され受け入れられる様子が分かる。センタリング構造150の頂点152は、夫々のガイド212、214の間に延び、側面207、208と谷部206で規定される容積205(図12と図14)の谷部206に向かうことが図示されている。
使用上では、安全エレメント20がエアクリーナ1中に適切に設置された後に、主要なフィルタエレメント22がハウジング2のエアクリーナ部9に挿入される。受け入れ器138の開口部はガイド212、214に対して位置決めされる。ガイド212、214は受け入れ器138の受け入れポケット164、166(図7)に入る。フィルタエレメント22はセンタリング構造150の頂点152とガイド212、214との相互作用によって適切に位置決めされる。望ましい実施形態では、フィルタエレメント22は、ガスケット28がハウジング2のエアクリーナ部9のフランジ71に対して当接するように配置される。予備クリーナ部8を含むカバー7は、続いてハウジングのエアクリーナ部9の端部に置かれ、閉じられた状態で固定される。クランプ動作によりガスケット28が圧縮されてフランジ70とフランジ71との間でシールを形成する。
夫々の主要なフィルタエレメント22と安全フィルタエレメント20は取り外し可能かつ取替え可能である。整備点検のための望ましい方法について以下に述べる。
D.使用可能な予備クリーナ構造
次に、図2〜図4を参照して、望ましい予備クリーナ部8が図示されている。主要なフィルタエレメント22の上流側において多くの異なる形式の従来からの予備クリーナが使用可能であるが、図示される特定の予備クリーナ8を効果的に使用できる。
次に、図2〜図4を参照して、望ましい予備クリーナ部8が図示されている。主要なフィルタエレメント22の上流側において多くの異なる形式の従来からの予備クリーナが使用可能であるが、図示される特定の予備クリーナ8を効果的に使用できる。
上述したように、この予備クリーナ8は多くの遠心分離式の管13を含んでいる。夫々の管13は、対向する端部229、230間で、外側の周囲において実質的に先細りする筒状の壁228を含んでいる。端部229は、端部230より小さい直径を備えている。端部229は端部230の上流側に配置される。壁228の内部には風向計か曲がったブレード234を含む渦発生装置232が設けられている。また、壁228はその下流側の端部230において出口ポート236を含んでいる。
夫々の管13は、上流側のバッフル板238の中に受け入れられる。このバッフル板238は、管13の上流側の端部229を受け入れるための大きさの複数の開口240を有する。夫々の管13の上流側の端部229は、開口240の一部であるスロット244に受け入れられるタブ242(図3)を有する。このタブ/開口は、夫々の管13の出口ポート236がほこり排出管4に確実に向かうようにする指針構造246(図3)を形成する。
図示される望ましい予備クリーナ8は、管228の中に受け入れられる多くの抽出管250をさらに含んでいる。望ましい装置によれば、夫々の抽出管250はカバー7の一体化部品として成形される。このように望ましい実施形態ではカバー7は、一体成型された部品として側壁252、管14、下流側のバッフル板254と夫々の抽出管250を含むことになる。
予備クリーナ8を組み立てるためには、夫々の管228がバッフル板238の対応する開口240に挿入される。指針構造246が、夫々の管228のタブを対応するスロット244の内部に位置決めするように使用されて、出口ポート236が排出管4の方向に確実に向かうようにする。夫々の管228を設置した上流側のバッフル板238は予備クリーナ8の残る部分の上を覆うように配置される。管228の端部230の夫々は対応する抽出管250に向けられ、バッフル板238はスナップ動作などによって側壁252に対して固定される。
この予備クリーナ8は以下の通りに作動する。粒子状物質を含む気体の流れは、夫々の管13の上流側の端部229を介して流入する。この流れは渦発生装置232により回転が引き起こされる。回転状態になった気体の流れは、流れの中の粒子状物質に遠心力を与える。この粒子状物質は、気体の流れ中において気体より重いために壁228に向かって移動する。
粒子状物質は、出口ポート236から放出される一方、残った気体の流れは抽出管250を介して流れる。この抽出管250からは、空気が下流側に流れて主要なフィルタエレメント22の上流側の流入面23に流れ込む。この出口ポート236から放出された粒子状物質は自重の重力作用で下方に落下して排出管4を通し、続いて排出バルブ15を通して外部に落下する。
E.方法
上述したように直線的な流れ構造を有するフィルタエレメントをシールする方法が概ね提供される。望ましい方法は、概ねカバーと主要なエアクリーナ部の対向するフランジを上記のように配置し、軸方向に突出されるシールガスケット(エレメント上の)と係合させ、図示のように軸方向にガスケットを圧縮することで行われる。
上述したように直線的な流れ構造を有するフィルタエレメントをシールする方法が概ね提供される。望ましい方法は、概ねカバーと主要なエアクリーナ部の対向するフランジを上記のように配置し、軸方向に突出されるシールガスケット(エレメント上の)と係合させ、図示のように軸方向にガスケットを圧縮することで行われる。
上述したように、シールガスケットを直線的な流れ構造を有するフィルタエレメントに取り付けるための方法が提供される。
一つの事例の方法によれば、ガスケットはガスケットリングを形成するために押出成型され、所定長さで切断され、次に接着される。他の使用可能な方法によれば、ガスケットはウレタン・フォームであり、このウレタン・フォームは必要な形状に成型されるように成型可能な材料から作られる。続いてガスケットリングを枠部材にはめ込んだ後に、枠部材に対して押しつけられる。特に、突出部102はポケット63に絞り込まれる。接着剤が流入端部23に隣接して本体52の外側の表面56に塗布される。ガスケット28/枠部材96の組立体は、次に流入端部23を超えて本体52の上に取り付けられ、リップ108が流入端部23に係合する状態にする。先細り部分114は、本体52に損傷を与えることなく枠部材96を所定の場所に移動できるようにする。
気体を浄化するために、最初にフィルタエレメントがエアクリーナの中に設置されるべきである。予備クリーナを含むカバー8がハウジング2のエアクリーナ部9から取り外される。安全フィルタエレメント20が提供される。この安全フィルタエレメント20は、空間196、204に指を通すことができるように構成されたハンドル190を握ることにより操作される。安全フィルタエレメント20はエアクリーナ部9の開口端部を介して挿入さて、部分32において設置される。ガスケット220は安全フィルタエレメント20とエアクリーナ部9の間において半径方向のシール221を形成するために壁9との間で圧縮される。
次に、主要なフィルタエレメント22が供給される。この主要なフィルタエレメント22は、下流側の端部24が最初にエアクリーナ部9の開口した端部を介して置かれるように操作される。ソケット130はそこに受け取られるためにガイド212、214に対して位置決めされる。特に、コア57は、受ける受け入れ器138において受け入れ用ポケット164、166を有しており、ガイド212、214を受け入れるように構成されている。コア57のセンタリング構造150は、エアクリーナ部9の中において主要なエレメント22を位置決めすることで中心に置くことを助長するためのガイド212、214と相互作用する。
上記のように主要なエレメント22は中心に置かれ、ガスケット28がエアクリーナ部9のフランジ71上に位置するように配置される。次に、予備クリーナ部7がエアクリーナ部9の上に被さるように配置されることで、フランジ70がガスケット28の上に静止する状態にする。続いてオーバーセンターラッチまたは留め金17が使用されて、接合部11に軸方向力を作用させることで、ハウジングの予備クリーナ部7とハウジングのエアクリーナ部9との間で、ガスケット28による軸方向のシールを形成する。
気体を浄化するために、気体は遠心力の管13を通り予備クリーナ7に入る。渦発生装置232は、気体の流れを回転させて、粒子状物質を壁28に向けて移動させる。続いて粒子状物質は出口ポート236を介して排出され、ほこり排出管14を通って重力で落下する。このようにして予備的に浄化された気体は、抽出管250を通って流れて入口を通って主要なフィルタエレメント22の流入面23から内部に流入する。濾材積層体26は気体から粒子状物質をさらに取り除く。浄化された気体は、続いて流出面24を介して流れる。次に、気体は安全フィルタエレメント20の濾材積層体184を通過するように流れ、続いて出口管3を通る。この出口管からは、浄化された気体はエンジンなどの下流側の設備へ流れる。
一定期間の使用後に、エアクリーナ1は点検が必要となるであろう。このエアクリーナ1の点検を行うために予備クリーナ部7がハウジング2のエアクリーナ部9から取り外される。この作業は、留め金を解除することによって行われる。この留め金が解除されると、この解除によってシールをするガスケット28によって形成された軸方向のシールが解除される。そして、フィルタエレメント22の上流側の表面が露出される。フィルタエレメント22は握られてエアクリーナ部9から取り除かれる。次に、主要なフィルタエレメント22の様子を見て処分するかまたは清掃によって再生する。また、安全フィルタエレメント20についても修理の必要がある場合には、ハンドル190が握られ、安全エレメント20がエアクリーナ部9から取り除かれて処分されるかまたは再生されることになる。ここで、多くの適用分野において、安全フィルタエレメント20の交換を必要としない間であっても、主要なフィルタエレメント22については交換が必要となる点について理解されるべきである。
もしも、安全フィルタエレメントが取り替えられる場合には、2個目の新しい安全フィルタエレメント20が上記のようにハウジング2に挿入される。次に、新しい主要なフィルタエレメント22は上記のように提供され、エアクリーナ部9の中に設置される。予備クリーナ部8は、エアクリーナ部9の上に置かれ、軸方向のシールがガスケット28により形成される。
概ねエアフィルタカートリッジは、流入面と流出面とを有するZ型の濾材積層体と、このZ型の濾材積層体に取り付けられるシール部材とを具備し、Z型の濾材積層体は、流入面と流出面の少なくとも1つの面において、非円筒形状の受入れソケットを規定する。
このエアフィルタカートリッジは、Z型の濾材積層体の内部に設けられる非円筒形状のコア構成を備え、このコア構造は、受入れソケット部を裏打ちする対向する壁を備え、これらの対向する壁は、少なくとも1つの受け入れポケットを規定する。このコア構成は、対向する壁の間に延設されるとともに接続するためのセンタリング構造を含み、このセンタリング構造は頂点を有し、センタリング構造は、少なくとも1つの受け入れポケットを、第1と第2の受け入れポケットに分割する。このコア構成は、流入面と流出面との間で完全に延設される。コア構成の対向する壁の一つは、少なくとも一つの波形の領域を含む。
このZ型の濾材積層体は、溝から成る複数の流路を含み、流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、前記流出面に近い下流部分を有し、(i)流路の選択された一つは、上流部分で開口し、下流部分で閉口しており、また流路の選択された一つは、上流部分で閉口しており、下流部分で開口しており、(b)Z型の濾材積層体は、巻かれた構造を有し、受け入れソケットを中心として規定される。
また、エアフィルタカートリッジは、競馬場のトラック形状である。
このエアフィルタカートリッジは、Z型の濾材積層体に固定される枠部材であって、枠部材は、Z型の濾材積層体の外側側壁から半径方向に延びる突出部を含み、突出部は、Z型の濾材積層体の周りの全周に延設され、枠部材の前記突出部に取りつけられるシール部材であって、シール部材は、Z型の濾材積層体の周りの全周に延設される。また枠部材は、外側側壁に固定される帯状部と、帯状部の内側に向けて半径方向に延びるリップを含み、突出部は、帯状部から半径方向に延び、リップは、流入面と流出面の少なくとも一つの一部において拡張される。
概ねエアクリーナ構造は、複数の遠心分離装置を有する予備クリーナを含む第1ステージと、予備クリーナの下流側のエアフィルタカートリッジを含む第2ステーと、Z型の濾材積層体を備えるエアフィルタカートリッジと、シール部材と、流入面と、流出面とを備え、シール部材は、流入面の近くに配置され、第1ステージと第2ステージとの間をシールする。
また、予備クリーナは、カバー構造の上に位置する第1の管状シートと、第1の管状のシートに固定される複数の先細りの管とを備え、夫々の先細りの管は、側壁と、内部空間と、内部空間の内部の渦構造と、側壁で規定される排出管とを備え、カバー構造は、第2の管状シートと、第2の管状シートと一体的な複数の抽出管とを含み、抽出管の夫々は、対応する先細りの管(13)の内の一つの内部空間に受け入れられ、カバー構造は、そこから延設される排出管を含む。先細りの管は、第1の管状シートの対応するスロットに受け入れられるタブを含み、先細りの管の夫々の排出口が排出管に向かうように位置付けられる。
また、Z型濾材積層体は、複数の流路を含み、流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、流出面に近い下流部分を有し、流路の選択された一つは、上流部分で開口し、下流部分で閉口しており、また流路の選択された一つは、上流部分で閉口しており、下流部分で開口しており、第1ステージは、予備クリーナを内蔵したカバー構造を含み、第2ステージは、エアフィルタカートリッジを内蔵したハウジングを含み、シールは、シール部材をカバー構造とハウジングの間で挟むことで形成される。
エアフィルタカートリッジは、Z型濾材積層体に固定される枠部材をさらに含み、枠部材はZ型濾材積層体の外側の側壁から半径方向に延びる突出部を含み、突出部は、Z型濾材積層体の周りの全周に延設され、シール部材は、枠部材の突出部に対して取り付けられ、流入面の近くに配置され、シール部材は、Z型濾材積層体の周りの全周に延設され、シール部材は、カバー構造上のフランジとハウジング上のフランジとの間で挟まれる。
枠部材は、側壁に固定される帯状部と、帯状部の内側に向けて半径方向に延びるリップとを含み、突出部は、帯状部から半径方向に延び、リップは、流入面の少なくとも一部に拡張され、枠部材は、リップから延設されるとともに流入面の上まで延設される筋交い構造をさらに含む。
第2ステージにおいて、動作可能に安全フィルタエレメントが取り付けられるように、安全フィルタエレメントがエアフィルタカートリッジに係合する。
概ね安全フィルタエレメントは、外側の外周を取り囲む帯状部を有する枠と、帯状部に取り付けられるガスケットと、枠に固定される濾材積層体の領域とを備え、枠は、帯状部を分離する中央の隔壁を含み、濾材積層体の領域は、枠により保持されるとともに中央の隔壁により分離される濾材積層体の第1と第2の領域を含み、安全フィルタエレメントは、中央の隔壁から延設するハンドルをさらに含み、ハンドルは、ハンドルと安全フィルタエレメントとの間において人間の手の一部を少なくとも収容できる大きさに設定される。
ガスケットは、取り囲む帯状部から半径方向に延び、濾材積層体の第1と第2の領域は、折り目が形成され、ハンドルは、中央の隔壁と一体形成され、ハンドルは、谷により分離される第1と第2の突起するアームを備える。
概ねハウジングを備えるエアクリーナにおいて、ハウジングの内部に動作可能に設置される主要なフィルタエレメントであって、流入面と流出面とを有するZ型の濾材積層体を含む主要なフィルタエレメントを備え、Z型の濾材積層体は、流入面と流出面の少なくとも1つにおいて受け入れソケットを規定し、エアクリーナは、受け入れソケットの内部に向けて延設される突起状のガイド部材を含む。
ハウジングの内部において動作可能に設置される安全フィルタエレメントであって、安全フィルタエレメントは、枠により保持される濾材積層体と、安全フィルタエレメントから延設される突起状のガイド部材とを含む。
Z型の濾材積層体の内部の非円筒形状のコア構造であって、非円筒形状のコア構造は、対向する壁の裏打ち部分を有し、受け入れソケットは、受け入れポケットを規定し、安全フィルタエレメントは、外側の外周を取り囲む帯状部を有する枠と、帯状部に取り付けられるガスケットと、枠に固定される濾材積層体の領域とを備え、ガイド部材は、安全フィルタエレメントの枠から受け入れポケットに入るように延設される。
コア構造は、対向する壁との間で延設され、接続されるセンタリング構造を含み、コア構造は頂点を有し、センタリング構造は、受け入れポケットの少なくとも1つを第1と第2の受け入れポケットに分割し、安全フィルタエレメントの枠は、帯状部を分割する中央隔壁を含み、濾材積層体の領域は、枠により保持されるとともに中央隔壁で分離される濾材積層体の第1と第2の領域を含み、ガイド部材は、中央隔壁と一体形成されるとともに、谷で分離される第1と第2の突起したアームを含み、第1の突起したアームは、第1の受け入れポケットに入るように延設され、第2の突起したアームは、第2の受け入れポケットに入るように延設される。
第1と第2の突起したアームの夫々は、人間の手の一部を収容する大きさに設定された空間を規定する。
ハウジングは、カバー構造とエアクリーナ本体とを含み、Z型の濾材積層体は、複数の流路を含み、流路の夫々は流入面に近い上流部分と、流出面に近い下流部分を有し、流路の選択された一つは、上流部分で開口し、下流部分で閉口しており、また流路の選択された一つは、上流部分で閉口しており、下流部分で開口しており、主要なフィルタエレメントは、Z型の濾材積層体に固定される枠部材をさらに含み、枠部材はZ型の濾材積層体の外側の側壁から半径方向に延びる突出部を含み、突出部は、Z型濾材積層体の周りの全周に延び、枠部材の突出部において、流入面の近くで取り付けられるシール部材であって、シール部材は、Z型の濾材積層体の周りの全周に延びるとともに、シール部材はカバー構造とエアクリーナ本体との間で挟まれる。
主要なフィルタエレメントの上流側の予備クリーナであって、予備クリーナは複数の遠心分離装置をさらに有する。
概ね主要なフィルタエレメントをエアクリーナの内部に設置する方法であって、方法は、容積部を有するエアクリーナのハウジングを提供し、主要なフィルタエレメントを準備し、主要なフィルタエレメントにZ型濾材を備え、主要なフィルタエレメントは、内部の受け入れソケットを規定し、受け入れソケットの内部に向けて延設される突出部を位置決めすることで、主要なフィルタエレメントをハウジングの内部に配置する。
配置する工程は、ハウジング中において動作可能に設けられる安全フィルタエレメントと一体形成される突出部を、受け入れソケットの内部に位置決めする。
上記の原理は種々の実施形態と特定の出願に適用することができる。また、上記記載と図面から種々の構成が可能となることは言うまでもない。したがって本発明は明細書に記載の内容に限定されず、むしろ特許請求の範囲に規定される内容から判断されることは勿論である。
Claims (29)
- 流入面(23)と流出面(24)とを有するZ型濾材積層体(55)と、前記Z型濾材積層体(55)に取り付けられるシール部材(28)と、を具備したエアフィルタカートリッジ(22)であって、
(a)前記Z型濾材積層体(55)は、前記流入面(23)と前記流出面(24)との少なくとも1つの面において、非円筒形状の受け入れソケット(130)を規定する、ことを特徴とするエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記Z型濾材積層体(55)の内部に設けられる非円筒形状のコア構成(57)をさらに含み、前記コア構成は、前記受け入れソケット部(130)を裏打ちする対向しあう壁(134、135)を備え、
(i)前記対向しあう壁(134、135)は、少なくとも1つの受け入れポケット(138)を規定する、ことを特徴とする請求項1に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記コア構成(57)は、前記対向しあう壁(134、135)の間に延びて前記前記対向しあう壁(134、135)を接続するセンタリング構造(150)を含み、前記センタリング構造は頂点(152)を有し、
(i)前記センタリング構造は、少なくとも1つの前記受け入れポケットを、第1及び第2の受け入れポケット(164、166)に分割する、ことを特徴とする請求項2に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記コア構成(57)は、前記流入面(23)と前記流出面(24)との間全体に延びている、ことを特徴とする請求項2または3に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記コア構成(57)の前記対向しあう壁(134)の一つは、少なくとも一つの波形の領域(154)を含む、ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記Z型濾材積層体(55)は、溝から成る複数の流路を含み、前記複数の流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、前記流出面に近い下流部分を有し、
(i)前記複数の流路の一部は、前記上流部分で開口して前記下流部分で閉口し、前記複数の流路の他の一部は、前記上流部分で閉口して前記下流部分で開口しており、
(b)前記Z型濾材積層体は、巻かれた構造を有し、その中心に前記受け入れソケット(130)を規定している、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記エアフィルタカートリッジ(22)は、競馬場のトラック形状である、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。
- (a)前記Z型濾材積層体(55)に固定される枠部材(58、58’)をさらに含み、前記枠部材は、前記Z型濾材積層体(55)の外側側壁(25)から半径方向に延びる突出部(102、102’)を含み、
(i)前記突出部(102、102’)は、前記Z型濾材積層体の周りの全周に延び、
(ii)シール部材(28、28’)が、前記枠部材(58、58’)の前記突出部(102、102’)に取り付けられ、
(A)前記シール部材(28、28’)は、前記Z型濾材積層体の周りの全周に延びている、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記枠部材(58、58’)は、前記外側側壁(25)に固定される帯状部(98、98’)と、前記帯状部の内側に向けて半径方向にに延びるリップ(108、108’)とを含み、
(i)前記突出部(102、102’)は、前記帯状部(98、98’)から半径方向に延び、
(ii)前記リップ(108、108’)は、前記流入面(23)及び前記流出面(24)のひとつの少なくとも一部において延びている、ことを特徴とする請求項8に記載のエアフィルタカートリッジ。 - (a)前記枠部材(58)は、前記リップ(108)から延び前記流入面(23)の上に延びる筋交い構造(122)をさらに含む、ことを特徴とする請求項8または9に記載のエアフィルタカートリッジ。
- エアクリーナ構造(1)であって、
複数の遠心分離装置(13)を有する予備クリーナ(8)を含む第1ステージと、
前記予備クリーナの下流側にエアフィルタカートリッジ(22)を含む第2ステージと、を備え、
前記エアフィルタカートリッジは、Z型濾材積層体(26)と、シール部材(28)と、流入面(23)と、流出面(24)とを備え、
(a)前記シール部材(28)は、前記流入面(23)の近くに配置され、前記第1ステージと前記第2ステージとの間でシールを形成する、ことを特徴とするエアクリーナ構造。 - (a)前記予備クリーナは、カバー(7)の上に位置する第1の管状シート(238)と、前記第1の管状のシートに固定される複数の先細りの管(13)とを備え、
(i)前記先細りの管(13)の夫々は、側壁(228)と、内部空間と、前記内部空間の内部の渦構造(232)と、前記側壁(228)で規定される排出管(236)とを備え、
(ii)前記カバー(7)は、第2の管状シート(254)と、前記第2の管状シート(254)と一体的な複数の抽出管(250)とを含み、
(A)前記抽出管(250)の夫々は、前記複数の先細りの管(13)の内の対応する一つの内部空間に受け入れられ、
(iii)前記カバー(7)は、そこから延びる排出管(14)を含む、ことを特徴とする請求項11に記載のエアクリーナ構造。 - (a)前記先細りの管(13)の夫々は、前記第1の管状シート(238)の対応するスロット(244)に受け入れられるタブ(242)を含み、前記先細りの管(13)の夫々の排出口(236)が前記排出管(14)に向かうように位置付ける、ことを特徴とする請求項12に記載のエアクリーナ構造。
- (a)前記Z型濾材積層体は、溝から成る複数の流路を含み、前記複数の流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、前記流出面に近い下流部分を有し、
(i)前記複数の流路の一部は、前記上流部分で開口して前記下流部分で閉口しており、また前記複数の流路の他の一部は、前記上流部分で閉口して前記下流部分で開口しており、
(b)前記第1ステージは、前記予備クリーナを内蔵したカバーを含み、
(c)前記第2ステージは、前記エアフィルタカートリッジを内蔵したハウジングを含み、
(d)前記シールは、前記シール部材を前記カバーと前記ハウジングの間で挟むことで形成される、ことを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載のエアクリーナ構造。 - (a)前記エアフィルタカートリッジは、前記Z型濾材積層体に固定される枠部材をさらに含み、前記枠部材は、前記Z型濾材積層体の外側の側壁から半径方向に延びる突出部を含み、
(i)前記突出部は、前記Z型濾材積層体の周りの全周に延び、
(ii)前記シール部材は、前記枠部材の前記突出部に対して取り付けられ、前記流入面の近くに配置され、
(A)前記シール部材は、前記Z型濾材積層体の周りの全周に延び、
(B)前記シール部材は、前記カバー上のフランジと前記ハウジング上のフランジとの間で挟まれる、ことを特徴とする請求項14に記載のエアクリーナ構造。 - (a)前記枠部材は、前記側壁に固定される帯状部と、前記帯状部の内側に向けて半径方向に延びるリップとを含み、
(i)前記突出部は、前記帯状部から半径方向に延び、
(ii)前記リップは、前記流入面の少なくとも一部に延び、
(b)前記枠部材は、前記リップから延び前記流入面の上まで延びる筋交い構造をさらに含む、ことを特徴とする請求項15に記載のエアクリーナ構造。 - (a)安全フィルタエレメント(20)が前記第2ステージ内に動作可能に取り付けられ、
(i)前記安全フィルタエレメントは、前記エアフィルタカートリッジに係合する、ことを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1項に記載のエアクリーナ構造。 - 安全フィルタエレメント(20)であって、外側の外周を取り囲む帯状部(180)を有する枠(178)と、前記帯状部に取り付けられるガスケット(218)と、前記枠に固定される濾材積層体(184)とを備え、
(a)前記枠は、前記帯状部(180)を分離する中央の隔壁(188)を含み、
(b)前記濾材積層体(184)は、前記枠により保持されるとともに前記中央の隔壁(188)により分離される前記濾材積層体の第1及び第2の領域(186、187)を含み、
(c)前記安全フィルタエレメントは、前記中央の隔壁(188)から延びるハンドル(190)をさらに含み、前記ハンドルは、前記ハンドルと前記安全フィルタエレメントの残部との間において人間の手の少なくとも一部を収容できる大きさに設定される、ことを特徴とする安全フィルタエレメント。 - (a)前記ガスケット(218)は、前記取り囲む帯状部(180)から半径方向に延び、
(b)前記濾材積層体の前記第1及び第2の領域(186、187)は、折り目が形成され、
(c)前記ハンドル(190)は、前記中央の隔壁(188)と一体形成され、
(i)前記ハンドルは、谷(206)により分離される第1及び第2の突起するアーム(192、198)を備える、ことを特徴とする請求項18に記載の安全フィルタエレメント。 - ハウジング(2)と前記ハウジングの内部に動作可能に設置される主要なフィルタエレメント(22)とを備えるエアクリーナ(1)であって、前記主要なフィルタエレメントは、流入面(23)と流出面(24)とを有するZ型濾材積層体(55)を含み、
(a)前記Z型濾材積層体(55)は、前記流入面(23)と前記流出面(24)の少なくとも1つにおいて受け入れソケット(130)を規定し、
(b)前記エアクリーナは、前記受け入れソケット(130)の内部に延びる突起状のガイド部材(212)を含む、ことを特徴とするエアクリーナ。 - (a)安全フィルタエレメント(20)が前記ハウジングの内部において動作可能に設置され、前記安全フィルタエレメントは、
(i)枠(178)により保持される濾材積層体(184)と、
(ii)前記安全フィルタエレメントから延びる前記突起状のガイド部材(212)と、を含む、ことを特徴とする請求項20に記載のエアクリーナ。 - (a)前記受け入れソケット(130)は、非円筒形状である、ことを特徴とする請求項20または21に記載のエアクリーナ。
- (a)前記エアクリーナは、前記Z型濾材積層体(55)内に非円筒形状のコア構造(57)をさらに含み、前記コア構造は、前記受け入れソケットを裏打ちして受け入れポケット(166)を規定する対向しあう壁(134、135)を有し、
(b)前記安全フィルタエレメントは、外側の外周を取り囲む帯状部(180)を有する枠(178)と、前記帯状部に取り付けられるガスケット(218)と、前記枠に固定される濾材積層体(184)とを備え、
(i)前記ガイド部材(212)は、前記安全フィルタエレメントの前記枠から前記受け入れポケット(138)内に延びている、ことを特徴とする請求項21または22に記載のエアクリーナ。 - (a)前記コア構造は、前記対向しあう壁との間に延び、前記対向しあう壁を接続するセンタリング構造(150)を含み、前記コア構造は頂点(152)を有し、
(i)前記センタリング構造(150)は、前記受け入れポケット(138)の少なくとも1つを第1及び第2の受け入れポケット(164、166)に分割し、
(b)前記安全フィルタエレメントの前記枠(178)は、前記帯状部(180)を分割する中央隔壁(188)を含み、前記濾材積層体(184)は、前記枠により保持されるとともに前記中央隔壁で分離される濾材積層体の第1及び第2の領域(186、187)を含み、前記ガイド部材(212)は、前記中央隔壁(188)と一体形成されるとともに、谷(206)で分離される第1及び第2の突起したアーム(194、198)を含み、
(i)前記第1の突起したアーム(194)は、前記第1の受け入れポケット(164)内に延び、
(ii)前記第2の突起したアーム(198)は、前記第2の受け入れポケット(166)内に延びている、ことを特徴とする請求項23に記載のエアクリーナ。 - (a)前記第1及び第2の突起したアームの夫々は、人間の手の一部を収容する大きさに設定された空間(196、204)を規定する、ことを特徴とする請求項24に記載のエアクリーナ。
- (a)前記ハウジング(2)は、カバー(7)とエアクリーナ本体(9)とを含み、
(b)前記Z型濾材積層体(55)は、溝から成る複数の流路を含み、前記複数の流路の夫々は前記流入面に近い上流部分と、前記流出面に近い下流部分を有し、
(i)前記複数の流路の一部は、前記上流部分で開口して前記下流部分で閉口しており、また前記複数の流路の他の一部は、前記上流部分で閉口して前記下流部分で開口しており、
(c)前記エアフィルタカートリッジ(22)は、前記Z型濾材積層体に固定される枠部材(58)をさらに含み、前記枠部材は前記Z型濾材積層体の外側の側壁から半径方向にに延びる突出部(108、108’)を含み、
(i)前記突出部は、前記Z型濾材積層体の周りの全周に延び、
(ii)前記シール部材(28、28’)は、前記枠部材の前記突出部に前記流入面の近くで取り付けられ、
(A)前記シール部材は、前記Z型濾材積層体の周りの全周に延び、
(B)前記シール部材は、前記カバーと前記エアクリーナ本体との間で挟まれる、ことを特徴とする請求項20乃至25のいずれか1項に記載のエアクリーナ。 - (a)前記主要なフィルタエレメントの上流側の予備クリーナ(8)をさらに含み、前記予備クリーナは複数の遠心分離装置(13)を有する、ことを特徴とする請求項20乃至25のいずれか1項に記載のエアクリーナ。
- 主要なフィルタエレメント(22)をエアクリーナの内部に設置する方法であって、前記方法は、容積部を有するエアクリーナのハウジング(2)を準備する工程を含み、前記主要なフィルタエレメントは、Z型濾材積層体(26)を備え、
(a)前記主要なフィルタエレメント(22)は、内部の受け入れソケット(130)を規定し、
(b)前記ハウジングの内部から前記受け入れソケット(130)内に延びる突出部(192)を位置決めすることで、前記主要なフィルタエレメント(22)を前記ハウジングの内部に配置する工程を含む、ことを特徴とする方法。 - (a)前記配置する工程は、前記ハウジング(2)中において動作可能に設けられる安全フィルタエレメント(20)と一体形成される突出部を、前記受け入れソケット(130)内に位置決めすることを含む、ことを特徴とする請求項28に記載の方法。
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