JP4406170B2 - フィルタ装置に使用するためのフィルタ要素 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明はフィルタ装置に使用するためのフィルタ要素に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、中央開口が設けられ、フィルタを形成するようなタイプの要素と共に組み立てられるように設計されたフィルタ要素に関する。当該フィルタは他のフィルタと関連づけられるのに適しており、これによって、内側にケースを置いてフィルタカートリッジを作製するためのフィルタブロックを構成している。
【０００３】
一般に、フィルタ要素は、それぞれ２つの面を有しており、そのうちの一方はフィルタの内側であり、他方はフィルタの外側であり、さらに前記中央開口の外形を規定している内側リムと、スクリーンをもつ周辺の外側リムとを有し、該スクリーンは前記内側および外側の面と平行なリムのあいだに設けられてなる。当該フィルタ要素のそれぞれの面は、前記内側および外側リムのあいだのレジスタ(register)内に延びる放射状のリブを有し、前記内側および外側の面に扇形領域を形成している。
【０００４】
そのうえさらに、当該要素の一つの内側の面上で各リブは他の要素の内側の面上で対向リブと接触してセルを構成する。当該セルは第１に各要素の外側の面の各領域内の内側リムおよび開口を通って外側まで形成された流入路を経由し、第２に各要素の内側の面の各領域の外側リムを通って形成された吐出路を経由して供給され、当該要素の一つの各吐出路は他の要素の通路と共にレジスタ内に設けられ、その結果吐出オリフィスを形成する。
【０００５】
これらのフィルタ要素は、一般的に供給ダクトを形成するために中央開口を有している。該供給ダクトはフィルタの軸上に設けられており、濾過するための流体は内側リムを通って形成された流入路を経由してフィルタ内に入り込み、外側リムを通って形成された吐出路を経由して出ていくか、またはその逆も成り立つ。
【０００６】
該フィルタカートリッジは、使用の際、少なくとも１つのフィルタと濾過されるべき流体を分配するための分配器とからなり、該分配器はダクトの内側の軸上に回転自在に設けられている。該分配器には、各フィルタ要素の外側の面に設けられた少なくとも２つの扇形領域を周期的に分離し、かつ該領域の内側リムを通って作られた通路によって該２つの領域だけとこの瞬間に連通するための分割チャンバが設けられている。
【０００７】
異なる態様において、当該フィルタ装置は、さらに前記分配器とフィルタとのあいだに同軸状に設けられた封止および案内シースを備えている。当該シースは、その円筒状の壁に複数のオリフィスを有しており、その結果当該オリフィスは、フィルタブロックを形成している少なくとも１つのフィルタの流入路と対向するように設けられる。
【０００８】
よって、すでに濾過された流体の一部は、吐出オリフィスを経由してバックフローとして、分離された扇形領域内に導かれ、その結果、スクリーンの部分が逆洗によって洗浄され得る。
【０００９】
その結果、分離された領域が浄化されるべき流体の能動的な濾過に寄与しない領域であることが観察されなければならない。
【００１０】
知られたフィルタ要素は、一般的に内側および外側の面毎に８つの扇形領域を有しているので、２つの領域の所定の瞬間における連続した閉塞のあいだ、当該フィルタの濾過能力は約７５％である。
【００１１】
そのうえ、フィルタ要素のそれぞれの扇形領域は、前記内側および外側リムのあいだに延びる放射状のフレームと、２つの連続した放射状のリブとして横に延びる同心状の環状補強材とを含んでいる。よって、当該フィルタの濾過能力は、所望の目的に反してこの補強材によってマスクされたスクリーンのためにさらに減少する。
【００１２】
そのうえ、知られたフィルタ要素は、金属製であり、より一般的にはアルミニウム製であるので、スクリーンと放射状リブ、内側および外側リム、そして放射状の環状補強材とのあいだに削り屑(swarf)を存在させる。そのような削り屑を有することの主な欠点は、スクリーンの部分におけるメッシュが閉塞され、これによって濾過能力が低下することである。
【００１３】
そのうえさらに、当該削り屑は分離し、浄化された流体内に運ばれて、フィルタの下流に設けられた機械的な部材にとくに有害な影響を及ぼしかねない。
【００１４】
そのうえ、知られたフィルタ要素と共に用いられるスクリーン自体が金属製、通常はステンレス鋼製であり、メッシュの寸法を制限し、結果的に濾過の細かさを制限する。
【００１５】
知られたフィルタは比較的重く、スクリーン上で成形されることによる製造は８００℃のオーダーの高温が要求される。これはエネルギー消費量を大きくし、コストが比較的高くなる。最後に、そのような要素の構造は、面状ではなくたとえば円錐状の要素を作製するのに適している。
【００１６】
ゆえに、本発明の目的は如上の技術的課題を解決し得るフィルタ要素を提案することである。
【００１７】
本発明は、それぞの内側の面および外側の面が少なくとも１６もの扇形領域を備え、各領域がスクリーンの自由な部分によって形成されており、当該要素の全領域に対するスクリーンの自由な領域の割合は５５％〜６８％の範囲にあるとの事実によってこの目的を達成するものである。
【００１８】
他の特徴によれば、各吐出路は補強スタッドを含んでおり、その先端は他の要素の補強スタッドと接触する。
【００１９】
さらに他の特徴によれば、各内側および外側の面は４つの対向リブを備えており、対をなして直径方向に対向しており、該リブは、部分的に円筒状であり、前記外側リムに固着された膨らみ部を有している。
【００２０】
さらに他の特徴によれば、フィルタ要素はポリアミドなどの熱可塑性の材料から製造される。
【００２１】
さらに他の特徴によれば、スクリーンはポリアミドまたはポリエステルなどの材料から２０μｍ未満のメッシュサイズで製造される。
【００２２】
さらに他の特徴によれば、スクリーンはステンレス鋼から製造される。
【００２３】
他の特徴によれば、フィルタ要素はディスクの形体である。
【００２４】
他の変形において、フィルタ要素は円錐形状である。
【００２５】
スクリーンが逆洗されているあいだ、本発明のフィルタ要素は、サービスに供しない扇形領域の数を少なくすることができる。換言すれば、与えられた空間の大きさにおいて濾過効率を従前より良好にしたフィルタを提供することができる。すなわち、従来のフィルタ要素によって処理される容積より大きい流体の容積を浄化または処理することができる。
【００２６】
濾過効率のかかる増加は、２つの連続した放射状リブのあいだに設けられたスクリーンの表面が放射状または環状の補強材をもたないとの事実によってさらに改善される。
【００２７】
本発明は、つぎの説明と添付図面とを読めばよりよく理解されるであろうし、副次的な特徴およびその利点が明らかになるであろう。
【００２８】
図１は本発明のフィルタ要素の内面の正面図である。
【００２９】
図２は該フィルタ要素の外面の正面図である。
【００３０】
図３は図１のIII−III線断面図であり、互いに組み立てられた二つのフィルタを示しており、それぞれのフィルタは２つのフィルタ要素から構成されている。
【００３１】
本発明のフィルタ要素１は図１および２に示されており、該図は、それぞれ、フィルタ要素１の内面２および内面３を示している。
【００３２】
よって、本実施例においてディスクの形体をとっているフィルタ要素１は、２つの横断面、すなわち外側の面２および内側の面３によって軸方向に定義される。
【００３３】
また、フィルタ要素１は周辺の外側リム４および中央開口１６によって半径方向に定義され、該開口の外形は内側リム５によって定義され、浄化されるべき流体の回転分配器は、フィルタ要素がフィルタブロック（図示されていない）に設けられたのち該内側リムと摺動しつつ接触する。
【００３４】
スクリーン６は外側の面３および内側の面４のあいだ、かつ外側リム４および内側リム５のあいだに、スクリーン６が内側の面２および外側の面３に平行になるように設けられる。
【００３５】
また、フィルタ要素１の内側の面２は放射状のリブ７２を有しており、該リブは規則的に離間されて、内側および外側リム５および４を相互に連結し、扇形領域２１を形成する。スクリーン６は自由なフィルタ面を与える。この面はなんら補強部材によって閉塞されない。
【００３６】
また、外側の面３は放射状のリブ７３を有している。該リブは規則的に離間され、内側の面２の放射状のリブ７２と共にレジスタ内に延びているため、内側および外側リム５および４を相互に連結して、前記扇形領域２１と共にレジスタ内で扇形領域３１を形成する。
【００３７】
レジスタ内の放射状リブ７２および７３の全厚さは、フィルタ要素１の全厚さと等しい。
【００３８】
図１において見られるように、内側の面２の各扇形領域２１の外側リム４上に、浄化された流体を分配し、外部に通じるための吐出路１０が設けられている。また、各吐出路１０はスタッド１１を有しており、その先端は前記放射状のリブ７２および内側リム５と共通の面にある。
【００３９】
同じように図２において、外側の面３の各扇形領域の内側リム５上に、濾過されるべき流体のための流入路９が設けられている。
【００４０】
内側の面２には、外側の面３上に存在する扇形領域３１と同じ数の扇形領域２１が存在し、これらの扇形領域２１および３１の数が１６であり、かつレジスタ内に存在することが観察されるであろう。そのうえ、少なくとも４つのリブ７２および７３の内側の面２および外側の面３上には、外側リム４に固着された部分円筒状の膨らみ部１３が設けられている。これらの膨らみ部１３を有しているリブ７２および７３は、図１から分かるように、本来互いにレジスタ内に設けられ、２つの離間したリブ７２の膨らみ部１３には、貫通するボア２０を有する小さな管状の突出部１９が設けられている。
【００４１】
２つの同一のフィルタ要素１は、内面同士が組み立てられ、各突出部１９は、突出部１９をもたない他のフィルタ要素１の２つのリブ７２の膨らみ部１３に形成された相補的なボア１４内に係合するように設計されている。
【００４２】
他の有利な特徴によれば、フィルタ要素１はポリアミドなどの合成樹脂材料を成形することによって製造され、これによってより柔軟にし、スクリーン６のメッシュ内の開口になんらかの削り屑を形成することを回避し、当該フィルタ要素の濾過効率を改善し得るようにしている。
【００４３】
そのうえ、この材料はポリアミドまたはポリエステルから製造されたスクリーンを使用できるようにしている。このようなスクリーンは２０μｍ未満のメッシュサイズを有しており、これによって濾過の細かさをさらに改善できるようにしている。
【００４４】
それぞれ２つのフィルタ要素１から構成された２つのフィルタからなるフィルタブロックの動作を図３を参照しつつ以下に説明する。
【００４５】
２つのフィルタ要素１は、互いに対向して設けられた内側の面２同士組み立てられ、一つの要素の突出部１９は、他の要素のボア１４内に半径方向に干渉させて挿入されている。
【００４６】
当該要素のうちの１つの内側の面の各リブ７２は、他の要素の内側の面２上で対向しているリブ７２と漏れないように接触しており、その結果スクリーン６と相俟ってセルを定義している。
【００４７】
当該セルは、互いに接触しているフィルタのフィルタ要素１の内側リム５によって内側リムにおいて漏れないようにされ、当該要素のうちの１つの吐出路１０は、互いに吐出オリフィス１８を形成するように他の要素の吐出路１０と対向して設けられている。
【００４８】
吐出路１８の半径方向の幅が周辺の外側リム４において比較的大きいため、補強スタッド１１が、複数のフィルタの近傍で２つの外側の面３の外側リム４同士のあいだで漏れないような接触を維持し、かつ各吐出オリフィス１８の断面を一定に維持すべく機能している。
【００４９】
図３に示されているように、２つのフィルタは第１に種々の扇形領域２１および３１と関連し、第２に当該要素の膨らみ部１３と関連するように近接されている。
【００５０】
よって、不純物を運搬している濾過されるべき流体は、種々のフィルタ要素１の中央開口１６によって形成された供給ダクト内に引き込まれ、流入路９を介して種々のフィルタ要素１の外側の面３の扇形領域３１に運搬される（矢印Ｆ）。
【００５１】
外側の面３に隣接して位置づけられた流体は、スクリーン６を通過することによってのみ逃げることができる。なっぜなら、外側の面３の外周のリム４が漏れないように接触しており、これによって流体が直接逃げることを防止ているしているからである。
【００５２】
それゆえ、流体は不純物が除去されたスクリーン６を通過し、吐出オリフィス１８を介してフィルタから出る前にセル１７を通過する。
【００５３】
各フィルタ要素が外側の面３毎および内側の面２毎に１６の扇形領域を有しているので、対をなした扇形領域２１が濾過されるべき流体の分配の分割チャンバ（図示されていない）によって所定の瞬間に連続して覆われ、２つのフィルタの中央開口において同軸状に回転するように設けられたとき、それぞのフィルタの濾過能力は約８７．５％である。
【００５４】
もともと、図３に示されたフィルタブロックは、２つのフィルタ要素１からなる１つのフィルタによって構成されることができ、これらのフィルタ要素は、扇形領域３１が２つのハーフチャンバを形成するようにケース内に設けられた外側の面３を有する。同様に、フィルタ要素１は外側の面３に平行な内側の面２と共に円錐台形状であり得る。
【００５５】
本発明は記載された実施例に限定されることはなく、むしろその範囲または精神を超えることなく適用され得るすべての変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のフィルタ要素の内面の正面図である。
【図２】 該フィルタ要素の外面の正面図である。
【図３】 図１のIII−III線断面図であり、互いに組み立てられた二つのフィルタを示しており、それぞれのフィルタは２つのフィルタ要素から構成されている。

Claims (7)

1. ２つの同一のフィルタ要素からなるフィルタであって、
   当該２つの同一のフィルタ要素には、それぞれ中央開口（１６）が設けられ、
   当該２つの同一のフィルタ要素は、一方がフィルタの内側で他方がフィルタの外側の２つの面と、前記内側の面（２）および外側の面（３）に平行な、中央開口（１６）の外形を形成している内側リム（５）および周辺の外側リム（４）と、当該リムのあいだに設けられたスクリーン（６）とを有し、当該２つの面が、それぞれ少なくとも１６カ所の扇形領域（２１、３１）を備え、かつ当該領域がスクリーン（６）の全面によって形成されており、
   当該フィルタ要素の各面が前記外側および内側リム（４、５）のあいだのレジスタ内に延びる放射状のリブ（７２、７３）を有して内側の面（２）および外側の面（３）上に扇形領域（２１、３１）を形成し、
   当該２つのフィルタ要素のうちの１つのフィルタ要素の内側の面（２）の各リブ（７２）が他の１つのフィルタ要素の内側の面（２）の対向リブ（７２）と接触することができて、各フィルタ要素の外側の面（３）のそれぞれの扇形領域（３１）の内側リム（５）を貫いて形成され、外部に通じる流入路（９）をまず経由し、つぎに各フィルタ要素の内側の面（２）のそれぞれの扇形領域（２１）の外側リム（４）を貫いて形成された吐出路（１０）を経由して供給され、
   当該２つのフィルタ要素のうちの１つのフィルタ要素の各吐出路（１０）が他の１つのフィルタ要素の吐出路（１０）と共にレジスタ内に設けられ、互いに吐出オリフィス（１８）を形成し、
   前記１つのフィルタ要素が、それぞれの吐出路（１０）が補強スタッド（１１）を含み、その先端が他の１つのフィルタ要素の補強スタッド（１１）と接触してなり、前記１つのフィルタ要素（１）の全領域に対するスクリーン（６）の全面の比が５５％〜６８％の範囲であることを特徴とするフィルタ。
2. それぞれの内側の面（２）およびフィルタ要素のそれぞれの外側の面（３）が少なくとも４つの対向するリブを備え、該リブのそれぞれが少なくとも部分円筒であり、外側リム（４）に固着されてなることを特徴とする請求項１記載のフィルタ。
3. ポリアミドなどの熱可塑性の材料から製造されてなることを特徴とする請求項１または２記載のフィルタ。
4. 前記スクリーン（６）がポリアミドまたはポリエステルなどの材料から２０μｍのメッシュサイズで製造されてなることを特徴とする請求項１、２または３記載のフィルタ。
5. 前記スクリーン（６）がステンレス鋼から製造されてなることを特徴とする請求項１、２、３または４記載のフィルタ。
6. ディスクの形をとってなることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のフィルタ。
7. 円錐形状であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のフィルタ。

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