JP2016052656A - エアーフィルタカートリッジおよびエアークリーナ - Google Patents
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Abstract
Description
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である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米国人のベニー ケルヴィン ネルソン、デイビッド W、ネルソンの名において、国際特許出願として2008年2月22日に出願されたものであり、2007年2月26日に出願された米国仮特許出願第6/903,387号の優先権を主張するものである。
空気流は、その中に汚染物質を含む。多くの例では、空気流から汚染物質を少しまたは全てをろ過することは好ましい。例えば、動力車または発電装置のエンジンへの空気流、ガスタービンシステムへのガス流れ、および様々な燃焼炉への空気流は、その中にろ過すべき粒子状汚染物質を含む。そのようなシステムにおいて、空気から選択された汚染物質を除去する(または空気中の汚染物質のレベルを低減する)ことは好ましい。汚染物質削減のためにさまざまな流体フィルタ(空気あるいは液体フィルタ)構成物が開発されてきた。
ひだ(縦溝流路)付フィルタ媒体(fluted filter media)は、流体フィルタ構造物をさまざまな方法で提供するために使用できる。よく知られた1つの形態は、本明細書でZ型フィルタ構造物として特徴付けられる。本明細書に使用される用語「Z型フィルタ構造物(z-filter construction)」は、フィルタ構造物を指すことを意味し、この構造物では、波形に加工した、折り曲げた、ひだ付きの、または、別の方法で形成された、フィルタ流路のうちの個々の流路は、媒体を通過する流体流の長手方向のセット、通常は、平行な入口と出口のフィルタ流路を画定するために使用することを意味し、流体は、媒体の対向する流入端部と流出端部(または、流れ面)の間の流路の長さにわたって流れる。Z型フィルタ媒体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。
図4に、図1の細長片1に相当する媒体細長片の製造工程の一例を示す。通常は、対面シート64と縦溝流路68を有するひだ(縦溝流路)付(波形加工)シート66が一緒に提供され、それらの間に70の位置に配置された接着ビーズで媒体ウェブ69を形成する。接着ビーズ70は、図1の単一フェーサ・ビーズ10を形成する。
A 媒体パック構成物の変形物:図7,8
本発明は、媒体パック構成物の製造および使用法に一部関連し、Z型フィルタ媒体の単一フェーサ細長片(すなわち、対面シートに固定された縦溝流路、例えば、波形シート)の積層体形態での応用およびブロック化または傾斜した長方形の平行四辺形構成物でない構成物での利用を含んでいる。すなわち、積層体媒体パックの流入面(および流出面)は、一般に、長方形の周囲形状(外形)を画定していない。また、それぞれの流れ面は、一般に円形でない周囲形状(外形)を画定する。
図9の参照番号400は、図8に一致する媒体パック320を組み込むフィルタカートリッジを示す。図9では、フィルタカートリッジ400の流出面402を形成する媒体パック面332に向かう方向にフィルタカートリッジを見ている。
図14〜16において、エアークリーナアセンブリまたはエアークリーナは、図9〜11と一致して一般に示されるカートリッジ400を含む。図14を参照すると、エアークリーナ500を分解図で示す。ハウジング基部501とアクセスカバーをフィルタカートリッジ400とともに見ることができる、フィルタカートリッジ400は、ハウジング基部501の内部に配置され、アクセスカバー502は所定の位置に配置され、通常は、図には示さないが、ラッチ(掛け金)構成物または他の固定構成物によって固定される。アクセスカバー502は、図13で上記説明された圧力フランジ503を含み、圧力フランジ503は、シールを確実にするためにハウジング基部501の内部中に圧力表面に対するハウジングシール構成物405を圧縮している、ハウジングシール構成物405に対して押しつけられている。
図17の参照番号600は、使用のために、エアークリーナ500を設置した例示の装置システムを示す。図17〜21では、装置システムを概略的な部分図で記載する。
本発明に基づくエアークリーナ構成物においてさまざまな材料を使用することができる。通常は、エアークリーナハウジング基部501とアクセスカバー502は、鋳込まれたプラスチックパーツを含む。媒体パックは、意図された応用のために適切な媒体を含み得る。
フィルタカートリッジとエアークリーナで実施し得るさまざまな特徴と技術は本明細書に記載されていることが注目される。本発明に基づく特徴を得るために、記載された特徴の全てが選択されたアセンブリに組み込まれるという必要はない。
第1のペアの対向する端部の間に延びている第2のペアの端部であって、互いに平行でなくかつ異なる長さである第2のペアの端部とを有する。第1のペアの端部のうちの第1端部は、一般に、第1のペアの端部に垂直に伸びている。台形の「傾斜」側部を形成する内部角度は、通常は少なくとも40°通常は40°〜70°の範囲内である。
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である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米国人のベニー ケルヴィン ネルソン、デイビッド W、ネルソンの名において、国際特許出願として2008年2月22日に出願されたものの分割出願の分割出願であり、2007年2月26日に出願された米国仮特許出願第6/903,387号の優先権を主張するものである。
Claims (36)
- (a)対向する第1および第2の流れ面と、第1ペアの対向する側部と、第2ペアの対向する側部とを有する媒体パックを有し、
(i)前記媒体パックは、対面シートに固定されたひだ付きシートを含む単一フェーサ細長片のフィルタ媒体材料の積層体を含み、各ひだ付きシートの複数の流路は前記対向する第1および第2の流れ面の間の方向に伸びる状態に向けられており、
(ii)前記第1ペアの対向する側部は、前記対向する第1および第2の流れ面の間に伸びる第1側部と第2側部とを含み、かつ前記対向する第1および第2の流れ面の間で第1流れ面を第1端部と第2端部とに沿って係合し、前記第1端部は、前記第2端部と異なる長さを有し、
(iii)前記第2ペアの対向する側部は、前記対向する第1と第2の流れ面との間でかつ前記第1側部と第2側部の間に伸びる第3側部と第4側部とを有し、前記第2ペアの対向する側部は、前記第1流れ面を第3端部と第4端部に沿って係合することを特徴とするエアーフィルタカートリッジ。 - (a)前記媒体パックの周囲に伸びる周囲ハウジングシール構成物を含むことを特徴とする請求項1に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記周囲ハウジングシール構成物は、前記媒体パックから外側に突き出ているピンチフランジを含んでいることを特徴とする請求項1に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1側部は、前記第2側部に平行でない平面中に伸びていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記第3端部は、前記第4端部より短いことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記第3側部は、前記第4側部に略平行な平面中に伸びていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記第3側部は露出しているひだ付き媒体シート表面を含み、
(b)前記第4側部は露出している対面媒体シート表面を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。 - (a)各単一フェーサ細長片の前記対面媒体シートはひだ付きでないシートからなることを特徴とする請求項1乃至請求項7のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記対向する第1および第2の流れ面の間でシールされる前記第1側部の長さの少なくとも70%を有する第1側部パネルと、
(b)前記対向する第1および第2の流れ面の間でシールされる前記第2側部の長さの少なくとも70%を有する第2側部パネルと、
を有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。 - (a)前記第1側部パネルは所定の位置に鋳込まれた側部パネルであり、
(b)前記第2側部パネルは所定の位置に鋳込まれた側部パネルであることを特徴とする請求項1乃至請求項9のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。 - (a)前記媒体パックの周囲に伸びており、かつ前記第1側部パネルと前記第2側部パネルに交差する、所定の位置に鋳込まれた周囲ハウジングシール構成物を有することを特徴とする請求項10に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記媒体パックは、流入面と対向する流出面とを含み、
(b)前記ハウジングシール構成物と前記流出面との間の前記第1側部の全体の部分は、前記第1側部パネル中に埋め込まれており、
(c)前記ハウジングシール構成物と前記流出面との間の前記第2側部の全体の部分は、前記第2側部パネル中に埋め込まれていることを特徴とする請求項11に記載のエアーフィルタカートリッジ。 - (a)前記第1側部パネル面と前記第2側部パネル面は、5mmから10mmの範囲内の距離で前記流入面からそれぞれくぼんでいるでいることを特徴とする請求項12に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)対向する第1および第2の流れ面を有する媒体パックを有し、
(i)前記媒体パックは、対面シートに固定されたひだ付きシートを含む単一フェーサ細長片のフィルタ媒体材料の積層体を含み、各ひだ付きシートの複数の流路は前記対向する第1および第2の流れ面の間の方向に伸びる状態に向けられており、
(ii)前記第1の流れ面は、長方形でない周囲形状を有する平らな流入面からなることを特徴とするエアーフィルタカートリッジ。 - (a)各単一フェーサ細長片は、ひだのない対面シートを有することを特徴とする請求項14に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)各流れ面は、円形でない周囲形状を有することを特徴とする請求項14または請求項15に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1流れ面は、台形の周囲形状を有することを特徴とする請求項14乃至請求項16のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記媒体パックは、前記対向する第1および第2の流れ面の間で伸びる対向する第1および第2の側部を含み、前記第1および第2の側部の各1つは、第1と第2の所定の位置に鋳込まれた側部パネル中の対応する1つに少なくとも部分的に埋め込まれており、
(b)前記エアーフィルタカートリッジは、前記媒体パックの周囲の周りで前記第1と第2の所定の位置に鋳込まれた側部パネル上に伸びている周囲ハウジングシール構成物を含むことを特徴とする請求項14乃至請求項17のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。 - (a)前記流入面の周囲の画定は、異なる長さの対向する第1および第2の平行でない端部と、異なる長さの第3および第4の平行な端部とを含むことを特徴とする請求項14乃至請求項18のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)前記第1端部は、前記第3端部と第4端部に略垂直に伸びていることを特徴とする請求項19に記載のエアーフィルタカートリッジ。
- (a)ハウジング基部であって、
(i)前記ハウジング基部が、周囲壁部と端部壁部とを含み、前記ハウジング基部の端部壁部に対向するアクセス開口部を画定し、
(ii)前記ハウジング基部は、それぞれが前記周囲壁部によって囲まれた入口部と出口部とを有し、
(iii)前記周囲壁部の一部は、その中に空気流入構成物を含む前記入口部を取り囲み、
(iv)前記ハウジング基部は、その中に空気流出部を有する、前記ハウジング基部と、
(b)前記ハウジング基部上に取り外し可能に取り付けられたアクセスカバーであって、
(i)前記アクセスカバーが、外側の閉じたパネルカバーと、内圧フランジと、前記外側の閉じたパネルカバーと前記内圧フランジとの間で伸びている側部構成物とを有し、前記アクセスカバーが前記ハウジング基部上に配置され、
(A)前記外側の閉じたパネルカバーは、前記ハウジング基部中で前記アクセス開口部を閉じており、
(B)前記内圧フランジと前記側部構成物は、前記ハウジング基部の前記入口部によって取り囲まれており、
(ii)前記側部構成物の一部は、前記空気流入構成物と重ね合わさっており、前記空気流入構成物と重ね合わさっている前記側部の少なくとも一部は、その中を通る空気流れ開口構成物を有する、前記アクセスカバーと、
(c)エアークリーナの前記基部内に操作可能に配置されたエアーフィルタカートリッジであって、
(i)対向する第1と第2の流れ面を持ち単一フェーサ媒体材料の細長片の積層体を有する媒体パックであって、各単一フェーサ媒体材料の細長片は、対面シートに固定されたひだ付きシートを含み、各ひだ付きシートの複数の流路が前記対向する第1と第2の流れ面の間の方向に伸びている状態で配向されている、前記媒体パックと、
(ii)前記媒体パックの周囲に伸びる周囲ハウジングシール構成物と、
(iii)前記エアーフィルタカートリッジは、前記ハウジング基部内に、
(1)前記周囲ハウジングシール構成物は前記アクセスカバー上の前記内圧フランジと前記ハウジング基部の一部の間を押しつけ、
(2)前記媒体パックの流入面が前記空気流入構成物と前記ハウジング出口部との間の位置で前記ハウジング入口部中に配置された状態で配置されている、前記エアーフィルタカートリッジと、
を有することを特徴とするエアーフィルタアセンブリ。 - (a)前記ハウジング出口部は、前記ハウジング入口部より小さい外側周囲を有することを特徴とする請求項21に記載のエアーフィルタアセンブリ。
- (a)前記ハウジング周囲壁は、前記ハウジング出口部のそれぞれ中に台形の周囲形状と前記ハウジング入口部を画定し、
(b)前記エアーフィルタカートリッジは、請求項1乃至請求項20のうちの1つから選択されたエアーフィルタカートリッジであることを特徴とする請求項22に記載のエアーフィルタアセンブリ。 - (a)前記媒体パックの長さの少なくとも60%は、前記流入面と流出面の間で、前記ハウジング基部の出口部内に含まれていることを特徴とする請求項21乃至請求項23のうちのいずれか1項に記載のエアーフィルタアセンブリ。
- エアーフィルタカートリッジを形成する方法であって、
(a)対面媒体に固定されたひだ付き媒体を有し、複数の流路が対向する第1および第2の流れ面の間の方向に伸びている状態で配置されている単一フェーサ媒体材料を有する媒体構成物を提供する工程と、
(b)前記媒体構成物を切断して切断側部を形成する工程と、
(c)前記切断側部の少なくとも一部を所定の位置に鋳込まれた側部パネル中に埋め込む工程と、
(d)前記切断された媒体構成物であって、その上に前記所定の位置に鋳込まれた側部パネルを有する前記切断された媒体構成物の周囲にハウジングシール構成物を配置する工程と、
を有することを特徴とする方法。 - (a)前記切断工程は前記対向する流れ面を通して行われることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- (a)前記ハウジング構成物を配置する前に、前記切断された側部と対向する側部に第2の所定の位置に鋳込まれた側部パネルを取り付けることを特徴とする請求項25または請求項26に記載の方法。
- (a)前記ハウジングシール構成物は所定の位置に鋳込まれたものであることを特徴とする請求項25乃至請求項27のいずれか1項に記載の方法。
- (a)前記媒体構造物は単一フェーサ媒体の細長片の積層体を含むことを特徴とする請求項25乃至請求項28のいずれか1項に記載の方法。
- (a)前記媒体構造物は細長片のブロック化され積層された単一フェーサ媒体を含むことを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 請求項25の方法により調製されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
- 請求項26の方法により調製されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
- 請求項27の方法により調製されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
- 請求項28の方法により調製されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
- 請求項29の方法により調製されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
- 請求項30の方法により調製されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
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