JP2019510622A - フィルタエレメント用の支持ケージ、フィルタエレメント、およびそのようなフィルタエレメントの使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、基体を備えるフィルタエレメント用の支持保持器に関し、基体は、上側端部から下側端部まで長手軸に沿って延び、および保持器壁は上側端部と下側端部との間に形成され、保持器壁は長手軸に垂直である、少なくとも断面においてリング形状に形成され、および保持器壁は複数の開口部を有し、および保持器壁は少なくとも部分的にプラスチックで製造され、開口部は菱形形状である。【選択図】なし

Description

本発明は、フィルタエレメント用の支持保持器、フィルタエレメント、およびそのようなフィルタエレメントの使用に関する。

米国特許第６，１７９，１３１号明細書から、フィルタエレメントを製造する方法は知られている。米国特許第６，１７９，１３１号明細書の代表的な実施形態において、特に、図１、２、３および４によって、支持保持器の形状（そこでは「外側円筒状部材５８」）が、フィルタエレメントのため記載されている。そこで示された支持保持器は基体を有し、基体は、長手軸に沿って、上側端部から下側端部まで延び、および上側端部と下側端部との間に保持器壁を形成する。保持器壁は、フィルタ材料を保持および支持するように努める（そこでは「繊維状のフィルタ材料４６」）。示された支持保持器は、中空円筒状の形状であり、したがって、その長手軸に垂直な各断面においてリング形状である。保持器壁は、複数の長方形の開口部を有し、およびプラスチックで製造される。

この直近の背景技術に基づき、本発明の対象は支持保持器の剛性を増加させることであり、および／またはそのパーフュージョン表面積を増加させることである。

課題は、請求項１の対象によって達成される。有利な実施形態は従属請求項の中、および以下の記述の中に反映されている。

図１。

本発明は、菱形形状で、保持器壁の複数の開口部を形成する基本思想に基づいている。プラスチックで製造される保持器の場合、そのようなプラスチックで製造される保持器壁の剛性が増加され得ることが示される。さらに、開口部の外形は菱形形状によって与えられ、菱形形状は直角を含まない。この環境は、開口部に当接している側面のコーナ上の欠け目または割れ目の形成を抑制するために使用され得る。増加した剛性は、開口部の間のバーを細く設計することを可能にし、それによって支持保持器のパーフュージョン表面を増加させる。

支持保持器は基体を有する。この基体は、長手軸に沿って、上側端部から下側端部に延びている。それによって基体は、上側端部と下側端部との間に保持器壁を形成する。長手軸に垂直な、少なくとも断面において、特に好ましくは複数の断面において、および非常に特に好ましくは全ての断面において、保持器壁はリング形状である。特に好ましくは、円状リングのように形状化され、楕円状リング形状、または、長方形状リング形状も考えられる。好ましい実施形態において、複数のリング形状の断面は、すなわち、同一の幾何学および同じ寸法を有し、リング形状の断面が、全て、同一形状なら特に好ましい。しかしながら、実施形態は、支持保持器の断面寸法が、上側端部の方向に、または下側端部の方向に、細くまたは広くされると考えられる。そのような実施形態において、複数のリング形状の断面の幾何学形状、特に好ましくは全てのリング形状の断面の幾何学形状は同じに選択され得るが、寸法は変わり得る。

保持器壁は複数の開口部を有する。好ましい実施形態において、本体の外側表面上の開口部の形状に相当する表面の合計（本体の外側表面上の各々の開口部のパーフュージョン表面）は、開口部の間に残っている保持器壁のバーの外方に面する表面の合計より大きい。好ましい実施形態において、本体の外側表面上の開口部の形状に相当する表面の合計は、開口部の間に残っている保持器壁のバーの外方に面する表面の合計より１．１倍超、特に好ましくは１．２倍、特に好ましくは１．３倍超、および特に好ましくは１．５倍超大きい。

保持器壁は少なくとも部分的にプラスチックで製造される。特に好ましくは、保持器壁が主にプラスチックで製造される。特に好ましくは、保持器壁が完全にプラスチックで製造される。好ましい実施形態において、プラスチックはポリマーであり、より好ましくは、ポリプロピレンである。好ましい実施形態において、プラスチックは射出成型されることができるプラスチックである。好ましい実施形態において、保持器壁は、射出成型によって製造される。実施形態の本発明の範囲のため、保持器がプラスチックで完全に作製されることが、本願明細書に記載されており、これは保持器壁または保持器壁の部品に、表面コーティング、例えば、塗料が提供されること、またはプラスチック製でないフィルムが被覆されることを排除しない。プラスチックで完全に製造された保持器壁の場合、例えば、ワイヤのような、保持器壁中に導入された機能構成要素は、プラスチック製でないことも考えらえる。しかしながら、特に、そのようなワイヤは、保持器壁を通過させる、単一の電線（ケーブル）であるなら好ましい。

本発明は菱形形状である開口部を設計することを提案する。外側表面上の開口部の形状、または内側表面上の開口部の形状に相当する表面は、菱形形状である。保持器壁が、長手軸に垂直な、少なくとも断面においてリング形状に形成されるので、レベル内に固定された保持器壁の外側表面上の開口部の形状、および／またはレベル内に固定された保持器壁の内側表面上の開口部の形状に相当する表面が菱形形状であることも理解される。好ましい実施形態において、菱形形状は、互いに反対に配置されている鈍角が１００°と１６０°の間、より好ましくは１１０°と１５０°の間、特に好ましくは１２０°と１４０°の間であるように選択される。

本発明によれば、保持器壁の複数の開口部は菱形形状である。これは、保持器壁が菱形形状でない、他の開口部を有することを排除していない。このように、好ましい実施形態において、保持器壁の上側端部上、および／または保持器壁の下側端部上に、開口部が菱形形状でないよう提供されることが提供され得る。菱形形状でなく、かつ保持器の端部に設けられていない開口部は、開口部のため２つの隣接した菱形形状の開口の間の空間を使用するために使用され得るので、保持器壁のパーフュージョン表面を増加させる。特に好ましい実施形態において、保持器壁は、菱形形状である開口部の第１群、および菱形形状でない開口部の第２群を有するが、菱形の断面表面、例えば、２つの端部点で接続する線に沿って切断される、菱形の半分のように描かれ得る開口部幾何学である。特に好ましい実施形態において、保持器壁だけがこれらの２つのタイプの開口部を有する。代替かつ好ましくもある実施形態において、保持器壁だけが菱形形状の開口部を有する。好ましい実施形態において、全ての菱形形状の開口部は同じ幾何学（同じ鈍角）を有する。好ましい実施形態において、保持器壁の全ての菱形形状の開口の横長さは等しい。

好ましい実施形態において、菱形形状の開口部、または、菱形形状である複数の開口部の下位群の伸張、または特に好ましい実施形態において、保持器壁上に設けられた全ての菱形形状の開口部の伸張は、基体の長手方向に対して平行な方向より円周の方向で大きい。そのような実施形態の場合において、保持器壁は、上側端部が下側端部の方に長手軸周りの別の方向に回転する、ねじり方向より基体の長手方向に平行な方向でいくぶん弾力になり得る。例えば、支持保持器を有するフィルタエレメントが落とされるとき、ポート保持器は基体の長手軸方向に沿って衝撃荷重で応力を加えられることが示されている。この実施形態に記載された菱形のこの配向で、長手軸における支持保持器の柔軟性が、例えば、万一、本発明に係る支持保持器を有するフィルタエレメントが筐体の外にねじで締められるなら有利である、ねじり剛性の同時増加を前提として生成され得る。

好ましい実施形態において、複数の菱形形状の開口部の開口部は、２つが各々反対に配置されている、４つの側面によって制限されている。本発明に係る支持保持器は、好ましくは、放射状に外方に面する外側表面、および放射状に内方に面する内側表面を有する。加えて、支持保持器は壁厚さを有する。結果として、これらは４つの側面によって制限され、保持器壁中に菱形形状の開口部を形成し、外側の円周表面の各側面は内側円周表面につながる。技術的効果は開口部を制限する側面の配向で実行され得るが、本発明に係る支持保持器の特に簡単な製造は、また、達成され得、本発明によれば、少なくとも部分的にプラスチック製である、ことが認められる。

好ましい実施形態において、反対に配置された、４つの側面の２つ、すなわち、２つの側面は、互いに平行に配置されていない。好ましい実施形態において、互いに反対に位置する全ての側面は、互いに平行に走って配向されていない。好ましい実施形態において、これは、内側表面の方に支持保持器の外側表面の開口部の断面を細くまたは広くするために使用される。開口断面のテーパリングは、特に、同様に設計された保持器壁が射出成形具からより容易に取り除かれ得るので、この方法で設計された保持器壁が射出成形法によって、より簡単に製造され得るとの追加のプラスの効果を有する。

補足的な、または代替の実施形態において、４つの側面の少なくとも２つ、すなわち、互いに反対に位置する２つの側面は、互いに平行に配置されるように設計される。好ましい実施形態において、開口部の４つの側面の反対の側面の全てが、それぞれ、それらに反対に配置された側面に平行であるように設計される。互いに平行に走る側面がそれぞれレベルにあり得、好ましい実施形態において、基体の長手軸に垂直な線に平行に走るレベルにあり得る。それによって、側面は、シャフト状で、基体の内側空間内に達する。側面が、基体の長手軸を横切らない線に平行に走るレベルに互いに平行に走るが、好ましい実施形態において、基体の長手軸に垂直である単一レベルである、実施形態も考えられる。そのような開口部の幾何学が、射出成形プロセスの好ましい使用の場合に、長方形断面を有し、かつ基体の長手軸に垂直な方向に移動可能な、滑動部を使用して生成され得る。それによって、開口部のそのような幾何学が菱形形状の開口部の簡単な製造を可能にする。滑動部は、複数の開口部を製造するために使用されるそのような方法で設計され得る。

好ましい実施形態において、基体の外側表面上の各々の開口部の形状に相当する表面の表面中心点（外側表面上のパーフュージョン表面の表面中心点）がリング上に位置され、基体の長手軸上に配置される中心点であるように、菱形形状の開口部は配置される。好ましい実施形態において、リング上の表面中心点の配置は、１つのリングの開口部が隣接するリングの開口部の間の空間内に噛み合うような方法で、隣接するリングの開口の表面中心点の配置への比率でオフセットされるように設計される。これによって、保持器壁の円周表面上の開口部の特に密集したパッケージが達成される。

好ましい実施形態において、菱形形状の開口部は、基体にわたる、それらの分布に関連する一貫したパターンを有する。特に、好ましい実施形態において、表面中心点は、リング上に配置され、中心点は基体の長手軸上に配置され、長手方向に認められる、どの第２リングの表面中心点も、このリングの表面中心点と円周方向に認められる同じ位置にある。それによって、表面中心点は、リングから円周方向におけるそれらの配置に関するリングまで交互である。特に、これによって、および開口部の特に密集したパッケージが保持器壁の外側円周表面に達成される。

特に好ましくは、保持器壁が、上側端部上、および／または下側端部上に開口部を有さない、閉端部リングを有する。この閉端部リングは、それ上に端部キャップを容易に設置し、端部キャップに容易に接続するために目盛を有し得る。

好ましい実施形態において、バーは、菱形形状の開口部の間に形成され、らせん形状で基体の長手軸の周りを走る。好ましい実施形態において、らせん形状のバーの２つの群が提供され、１つの群が時計回り方向で基体の長手軸の周りをらせん状に進み、他の群が反時計回り方向で長手軸の周りをらせん状に進み、１つの群のバーは、それぞれ、菱形形状の開口部の端部点で他の群のバーと交差する。特に好ましくは、１つのらせん状形状タイプのバー（時計回り方向にらせん状に進んでいる）は、他のらせん状形状タイプのバー（反時計回り方向にらせん状に進んでいる）と１回だけ、または、代替的な実施形態において、２回だけ、または代替的な実施形態において、３回だけ、その伸張に沿って保持器壁の外側周辺にわたり交差する。

付加的に、本発明はフィルタエレメントを提案する。このフィルタエレメントは、本発明に係る支持保持器として設計された第１支持保持器を有する。さらに、フィルタエレメントは、また、本発明に係る支持保持器として設計され得る第２保持器壁を有するが、有する必要はない。さらに、フィルタエレメントは、第１支持保持器と第２支持保持器との間に配置された第１材料を有する。好ましい実施形態において、フィルタエレメントは、その上側端部に端部キャップを有し、第１支持保持器と第２支持保持器との間に形成された上側端部上の空間を閉鎖する。追加または代替として、フィルタエレメントは、上側端部上に端部キャップを有し、第１支持保持器と第２支持保持器との間に形成された下側端部上の空間を封止する。好ましい実施形態において、下側端部上に設けられた端部キャップは閉鎖され、上側端部上に設けられた端部キャップは開口部を有し、上方にフィルタエレメントの内部空間を開口する。

好ましい実施形態において、フィルタエレメントは、１または複数の次の材料に特徴を有し、材料は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ホウケイ酸、セルロース、アセチルセルロース、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）である。

本発明に係るフィルタエレメントの好ましい実施形態において、第２支持保持器は、第１支持保持器の長手軸に対して同軸の長手軸に沿って、第２支持保持器の上側端部から支持保持器の下側端部に延び、保持器壁は上側端部と下側端部との間に形成され、長手軸に垂直である、少なくとも断面においてリング形状であるように設計される。そのような実施形態の場合において、特に好ましくは、少なくとも外側支持保持器が本発明に係る支持保持器として設計される。

好ましい実施形態において、本発明に係るフィルタエレメントは流体をろ過するために使用され、特に好ましくは、液体をろ過するために使用される。特に好ましくは、本発明に係るフィルタエレメントは除菌ろ過、ファインドろ過、前ろ過、および後ろ過のため使用される。

本発明は、本発明の代表的な実施形態を教えることにつき、図面の１つに基づき次のように説明される。１つの図面は、断面側面図において、本発明に係る支持保持器を示す。

図１に示された支持保持器１は基体２を有し、基体２は、上側端部から下側端部の長手軸Ａ−Ａに沿って延び、および上側端部と下側端部との間に保持器壁３を形成する。保持器壁３は、中空円筒状であり、したがって、長手軸Ａ−Ａに垂直である、各断面においてリング形状を有する。保持器壁３は複数の菱形形状の開口部４を有する。

保持器壁３に提供された全ての開口部は菱形形状である。全ての菱形の開口部４は、同一の幾何学（同じ鈍角）を有する。全ての菱形の開口部４の側面長さは同じ長さである。全ての菱形形状の開口部４は、円周方向において、菱形形状の開口部４の伸張が基体２の長手軸方向Ａ−Ａに平行な方向より大きくなるように配置される。

菱形形状の開口部を制限する、４つの側面の、図１の断面中に示される、菱形形状の開口部４において、特に明確なように、全ての反対の側面５、６、７、８は平行に配向されない。

菱形形状の開口４は、基体２の外側表面上の各々の開口部の形状に相当する表面の表面中心点Ｍ（外側表面上の菱形形状の開口部４のパーフュージョン表面の表面中心点Ｍ）は、リングＲ１、Ｒ２、Ｒ３上に位置され、基体の長手軸ＡーＡ上に配置される中心点である。リングＲ１上の表面中心点の配置は、１つのリングＲ１の開口部が隣接するリングＲ２の開口部の間の空間内に噛み合うように、隣接するリングＲ２の開口部の表面中心点の配置への比率でオフセットされるように設計される。

図１は、本発明に係る支持保持器を示す。

Claims (10)

1. フィルタエレメント用の支持保持器（１）であって、基体（２）は、
   長手軸（Ａ−Ａ）に沿って、上側端部から下側端部に延び、および
   前記上側端部と前記下側端部との間に保持器壁（３）を形成し、
   前記保持器壁（３）は、前記長手軸（Ａ−Ａ）に垂直であり、少なくとも断面においてリング形状を有し、
   前記保持器壁（３）は複数の開口部（４）を有し、
   前記保持器壁は少なくとも部分的にプラスチックで製造され、
   前記開口部（４）が菱形形状である、ことを特徴とする支持保持器。
2. 前記円周方向における、前記菱形形状の開口部（４）の伸張が、前記基体（１）の前記長手方向（Ａ−Ａ）に平行な方向より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の支持保持器。
3. 前記複数の菱形形状の開口部（４）のうちの開口部が、２つがそれぞれ反対表面（５、６、７、８）である４つの側面（５、６、７、８）によって制限され、少なくとも２つの反対側面（５、６、７、８）が互いに平行に走っていない、ことを特徴とする請求項１または２に記載の支持保持器。
4. 前記複数の菱形形状の開口部ののうちの開口部が、２つがそれぞれ反対表面である４つの側面によって制限され、少なくとも２つの反対側面が互いに平行に走っている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の支持保持器。
5. 前記菱形形状の開口部（４）が、前記基体（１）の前記外側表面で前記各々の開口部（４）の前記形状に相当する前記表面の前記表面中心点（Ｍ）がリング（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）上にあるように配置されており、前記中心点が前記基体（１）の前記長手軸（Ａ−Ａ）上にある、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の支持保持器。
6. 前記菱形形状の開口部（４）が、前記基体（１）にわたって、それらの分布に関して一貫したパターンを形成する、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の支持保持器。
7. 前記保持器壁が少なくとも部分的にポリマーで製造される、ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の支持保持器。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項に記載の第１支持保持器と、第２支持保持器と、前記第１支持保持器と、前記第２支持保持器との間に配置されたフィルタ材料と、を備える、フィルタエレメント。
9. 前記第２支持保持器が、
   上側端部から下側端部まで、前記第１支持保持器の前記長手軸に対して同軸的に、長手軸（Ａ−Ａ）に沿って延び、および
   前記上側端部と前記下側端部との間の保持器壁を形成し、
   前記第２支持保持器の前記保持器壁が前記長手軸に対して垂直であり、少なくとも断面においてリング形状を備えるように設計され、前記第１支持保持器が前記外側支持保持器である、ことを特徴とする請求項８に記載のフィルタエレメント。
10. 流体をろ過する、請求項８または９に記載のフィルタエレメントの使用。