JP5690831B2 - フィルタ装置およびフィルタ装置用の主フィルタ要素 - Google Patents

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Description

本発明は、浄化されるガス流から液体および／または固体粒子を分離するための特に２段式構造のフィルタ装置に関し、特に、請求項１の前提部分に記載した内燃機関用の２段式空気フィルタに関する。
請求項１の前提部分に記載したフィルタ装置は、DE 10 2008 011 186 A1に開示されている。また、内燃機関用の上記種類の空気フィルタは、DE 298 19 335 U1にも開示されている。公知のフィルタエレメントでは、主フィルタ要素はフィルタハウジング内に遊びを持って収容されている。
本発明は、フィルタハウジング内でしっかりと固定され、特にフィルタ要素が空中に装着された時に、フィルタ要素がフィルタ装置から脱落することがないように、上記種類のフィルタ要素の更なる改良を目的としている。
この目的は、請求項１に開示される特徴を備えたフィルタ装置によって解決される。好適な実施形態および本発明の更なる好ましい改良は、従属請求項に規定されている。
したがって本発明は、フィルタハウジング内における主フィルタ要素の位置を安定させる少なくとも一つの保持要素を有する主フィルタ要素または主要要素に基づくものである。この保持要素は、主フィルタ要素の外周面からフィルタハウジングに向かって延び、主フィルタ要素をフィルタハウジングに対して所定距離だけ離間して位置決めするように構成されている。保持要素は、このようにして主フィルタ要素がフィルタハウジング内で移動するのを防止する。
好ましくは、主フィルタ要素は、それぞれ外周面に配置された４つの保持要素を有し、これらの保持要素の２つは、それぞれ、実質的に互いに対向して位置するか、または実質的に互いに筋交いに位置している。
保持要素は、フィルタハウジングにおける主フィルタ要素の安定化に加え、例えばフィルタハウジングを開ける時などに、フィルタハウジングから主フィルタ要素が不用意に落下するのを防ぐことについても貢献する。この目的のために、フィルタハウジングの外周面から主フィルタ要素に向かって延び、保持要素を支持して、主フィルタ要素がフィルタハウジングから落下するのを自動的に防止する、少なくとも一つの突起をフィルタハウジングは有している。
主フィルタ要素が、フィルタハウジングに簡単な方法で装着または脱着されるために、例えばポリウレタンなどの弾性材料によって保持要素が形成されているのが好ましい。したがって、例えばいくばくかの力を余分に加えることで、フィルタハウジングの突起を超えて保持要素を移動させることが出来る。
一実施形態では、フィルタハウジングはその流入側に保護スクリーン、導入管、ローエアー通路などからなるフロントアタッチメントを備えている。
好適な実施形態では、サイクロン予分離器は、複数の個々のサイクロンを有している。このような多重セルサイクロンまたは多重サイクロンは、ガス流の予備浄化のため、ガス流を旋回させる複数のガイドベーンを備えており、例えば、DE 10 2008 011 186 A1に開示されている。この点について、DE 103 30 296 A1に開示されているようなサイクロン予分離器であれば、２段式予分離器を構成する。
フィルタハウジングに収容される主フィルタ要素または主要要素としては、例えば、流入側および流出側の端面が交互に閉止される複数の通路を備え、平坦および波形の層を交互に積層することで形成され、ガス流がフィルタ通路を通って直線的に案内されるコンパクトな空気フィルタを収容することができる。また代わりに、環状に閉塞した一重または多重ベローズフィルタ媒体、ジグザグ状に折り畳まれたベローズ、好ましくは小さい環状フィルタ要素の周りに大きい環状フィルタ要素を配置した二重ベローズフィルタ、またはジグザグ状に折り畳まれた平面状のベローズを使用することができる。
フィルタ媒体は、好ましくは実質的に環状または楕円形状である。例えば、DE 10 2008 011 186 A1に開示されているように、多重ベローズフィルタの場合、それぞれのフィルタベローズは、フィルタの折り目が星形にアレンジされ、流入面および／または流出面が一緒に止められた星形フィルタとして具現化することができる。この時、例えば、いわゆる端面結合法によって、フィルタの折り目の端面の縁が、流入面および／または流出面において留められるのが、特に好適である。
既に説明したとおり、本願発明の教示を好適な方法で様々な形にデザインしたり、更なる改良を加えたりできる可能性がある。この点について、一方では、請求項１の従属請求項において言及し、他方では、本発明の更なる構成、特徴、好適な態様は、特に図１から図８に図示された実施形態を参照しつつ、下記に詳細に説明される。
本発明の２段式フィルタ装置の実施形態を示した透視図である。 図１のフィルタ装置の分解図であり、フィルタハウジング、フィルタハウジングのカバー、および主フィルタ要素を別々に図示している。 図１のフィルタ装置において、フィルタハウジングに収容された主フィルタ要素の流入面である。 図３の流入面の詳細図であって、特に主フィルタ要素の保持要素とフィルタハウジン後の突起が図示されている。 主フィルタ要素を取り外した時の図１のフィルタ装置の透視図である。 図５のフィルタ装置の詳細図であって、特にフィルタハウジングの突起に支持されている保持要素を示している。 フィルタハウジングの突起に支持されている図６の保持要素の一つの詳細図である。 主フィルタ要素が取り外された時の図１のフィルタ装置の側面図である。
図１に示される２段式フィルタ装置または２段式分離器は、内燃機関用の空気フィルタである。この空気フィルタ１００は、いわゆる主要要素である主フィルタ要素２０が収容されているフィルタハウジング３０と、下流の副要素５０はもちろん、サイクロン予分離器１０とから構成される。
空気フィルタ１００を通過するガス流は、サイクロン予分離器１０で一次濾過され、主フィルタ要素２０で二次濾過されて、浄化される。副要素５０は、主フィルタ要素２０を交換する時に、ほこりが内燃機関に流れ込むのを防止している。
フィルタハウジング３０は、脱着可能で、かつ閉止手段６２によってロック可能なカバー６０によって覆われる開口３６を、その外周面に有している。このフィルタハウジング３０の壁面の開口３６によって、主フィルタ要素２０および好適には副要素５０もまた、半径方向またはフィルタ装置１００の軸に対して横断する方向に、フィルタハウジング３０内の収容空間に装着され、またはその場所から取り除かれるようになっている。フィルタハウジング３０は、浄化されるガス流のためのローサイド流入口３２およびクリーンサイド排出口３４を有している。
サイクロン予分離器１０は、フィルタハウジング３０の流入口３２の領域に配置される。サイクロン予分離器１０では、軸方向に供給された空気のほこり粒子が、遠心力によって、旋回流の外側へと運ばれて分離される。サイクロン予分離器１０で分離されたほこり粒子は、下向きに配向される粒子排出口１２によって排出される。
サイクロン予分離器１０は、フィルタハウジング３０に接続される、フィルタハウジング３０とは独立した構成要素として構成される。サイクロン予分離器１０で浄化される流れは、フィルタ要素の軸方向の端面の流入側に、軸方向に供給される。サイクロン予分離器１０、主フィルタ要素２０、および副要素５０は、軸方向に一列に配置することができ、特に浄化される燃焼ガスが偏向することなく、軸方向に貫流される。偏向のない流れは、例えば、主流方向の複数の通路が交互に閉塞されるコンパクトな空気フィルタ要素を採用することで達成することができる。
図２は、図１にフィルタ装置１００において、そのカバー６０と主フィルタ要素２０が取り外された状態を示している。主フィルタ要素２０は、ハウジング３０のローサイド流入口３２に面する側に、流入側シール要素４０を有している。流入側シール要素４０は、主フィルタ要素２０におけるジグザグに折り畳まれた環状の２つのベローズ間に、気密な接続を付与するものとして構成される。この流入側シール要素４０は、例えばポリウレタンなどの弾性材料から形成されるのが好ましく、フィルタハウジング３０に搭載される主フィルタ要素２０をフィルタハウジング３０に区画されたスペースにしっかりと固定する保持要素、すなわち、ポリウレタンノブ２２またはスペーサノブ２２をその外周面に有している（図４は、図３において点線で囲まれた範囲の詳細を示している）。
また、ポリウレタンノブ２２は、フィルタハウジング３０のカバー３０を開けた時に、主フィルタ要素２２が落下するのをノブによって防止するプロテクションとしての役割を果たす。図５〜図７に開示されているように（図７は、図３において点線で囲まれた範囲の詳細を示している）、ポリウレタンノブ２２は、カバー６０が開けられた際、フィルタハウジング３０の突起３８と相互に作用し、主フィルタ要素２０をフィルタハウジング３０内にしっかりと固定する。
ポリウレタンノブ２２の側面がフィルタハウジング３０の突起３８に支えられるので、主フィルタ要素２０の落下が自動的に防止される。ポリウレタンノブ２２が弾性を備えている結果として、主フィルタ要素２０は、より大きな力を使うことによって、依然としてフィルタハウジング３０から引き抜くことができる。この点について、ポリウレタンノブ２２は、圧縮されて突起３８の上を滑るようになっている。
図３および図４において、ポリウレタンノブ２２はフィルタハウジング３０の突起３８と離間して配置されている。このようになっているのは、図３および図４がフィルタハウジングに搭載された主フィルタ要素を示しているからである。（図５〜図８では対照的に、）カバー６０が開けられた時、主フィルタ要素２０は開口３６に向かってスライドし、主フィルタ要素２０をフィルタハウジングにしっかりと固定する。
図８は、主要要素２０を取り外している時のフィルタ装置１００の側面図を示している。流出側のシール要素４２は、ローサイドがクリーンサイドから分離されるように、フィルタハウジング３０のクリーンサイド流出口３４のシーリングシート７０に位置している。フィルタ要素２０は、２つのポリウレタンノブ２２と、流出側シール要素４２によってフィルタハウジング３０からの脱落が防止されている。２つのポリウレタンノブ２２は、流入側シール要素４０に配置され、フィルタハウジング３０の突起３８に引っ掛けられる。流出側シール要素４２は、シーリングシート７０にもたれかかっている。
ポリウレタンノブ２２は、フィルタハウジング３０内における主フィルタ要素２０の安定化に貢献するとともに、脱落を防ぐ追加的なプロテクションとしても貢献し、フィルタハウジング３０外へと向かう不慮のスライドに対して、主フィルタ要素２０をしっかりと固定する。

Claims (12)

  1. 流入側フロントアタッチメント（１０）と、
    ガス流の流れ方向に沿って配置され、ガス流から固体粒子を分離し、その固体粒子を少なくとも一つのフィルタ媒体（２４）へと案内する主フィルタ要素（２０）と、を備え、
    前記主フィルタ要素（２０）は、フィルタハウジング（３０）に収容され、該フィルタハウジング（３０）は、前記流入側フロントアタッチメント（１０）に接続されたローサイド流入口（３２）と、浄化されるガス流のクリーンサイド流出口（３４）を有している、浄化されるガスから液体および／または固体粒子を分離する、内燃機関の流入空気のためのフィルタ装置（１００）において、
    前記主フィルタ要素（２０）は、フィルタハウジング（３０）内におけるその位置を安定させるため、主フィルタ要素（２０）の前記ローサイド流入口（３２）に面する外周面から前記フィルタハウジング（３０）に向かう方向に延びる少なくとも一つの保持要素（２２）を有しており、
    前記フィルタハウジング（３０）は、前記主フィルタ要素（２０）を前記フィルタハウジング（３０）から取外し、又は前記主フィルタ要素（２０）を前記フィルタハウジング（３０）へと装着するために構成された閉止可能な開口（３６）をその外周面に有すると共に、前記フィルタハウジング（３０）は、前記フィルタハウジング（３０）の内周面から前記主フィルタ要素（２０）に向かう方向に延びる少なくとも一つの突起（３８）有しており、
    前記開口（３６）が下向きに配向した状態で開けられた際、前記保持要素（２２）が前記突起（３８）に係合し、前記主フィルタ要素（２０）の前記クリーンサイド流出口（３４）に面する外周面に配設された流出側シール要素（４２）が、前記フィルタハウジング（３０）のクリーンサイド流出口（３４）のシーリングシート（７０）にもたれかかることで、前記主フィルタ要素(２０)が前記フィルタハウジング（３０）内から外に脱落するのを防止することを特徴とするフィルタ装置。
  2. 前記フィルタハウジング（３０）は、実質的に互いに対向して位置するか、または実質的に筋交いに位置する少なくとも二つの突起（３８）を有するか、および／または、
    前記主フィルタ要素（２０）は、実質的に互いに対向して位置するか、または実質的に互いに筋交いに位置する少なくとも二つの保持要素（２２）を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
  3. 前記保持要素（２２）が、例えばポリウレタンなどの弾性材料により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ装置。
  4. 前記主フィルタ要素（２０）は、フィルタハウジング（３０）のローサイド流入口（３２）に面する側に、主フィルタ要素（２０）を囲むシール要素（４０）を有し、
    前記保持要素（２２）は、前記シール要素（４０）の外周面に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のフィルタ装置。
  5. 前記シール要素（４０）が、例えばポリウレタンなどの弾性材料によって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ装置。
  6. 前記フィルタ媒体（２４）は、少なくとも一つの環状の星形状の折り畳まれたフィルタ媒体（２４）であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルタ装置。
  7. 前記主フィルタ要素（２０）は、流入側および流出側の端面が交互に閉止される複数のフィルタ通路を備えた少なくとも一つのコンパクトな空気フィルタであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のフィルタ装置。
  8. 前記主フィルタ要素（２０）は、例えば二重ベローズ空気フィルタなどの少なくとも一つの多重ベローズであることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のフィルタ装置。
  9. 前記フロントアタッチメントが、ガス流から固体粒子を分離する保護スクリーン、導入管、ローエアー通路などのサイクロン予分離器として具現化されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のフィルタ装置。
  10. 前記フロントアタッチメントが、ガス流を旋回させることでガス流から固体粒子を１次濾過するサイクロン予分離器（１０）であることを特徴とする請求項９に記載のフィルタ装置。
  11. 前記サイクロン予分離器（１０）が、ガス流を旋回させる複数のガイドベーンを備えた、ガス流の予備浄化を行う多重セルサイクロンであることを特徴とする請求項１０に記載のフィルタ装置。
  12. 流入側および流出側の端面が交互に閉止される複数の通路を備え、平坦および波形の層を交互に積層することで形成されるか、または環状に閉塞した一重又は多重ベローズフィルタ媒体、ジグザグ状に折り畳まれたベローズ、小さい環状フィルタ要素の周りに大きい環状フィルタ要素を配置した二重ベローズ空気フィルタ、によって形成された、コンパクトな空気フィルタ媒体などのフィルタ媒体を備え、
    請求項１から１１のいずれかに記載のフィルタ装置（１００）に装着される主フィルタ要素（２０）において、
    前記主フィルタ要素（２０）は、フィルタハウジング（３０）内におけるその位置を安定させるため、フィルタハウジング（３０）の内周面から主フィルタ要素（２０）に向かって延びるフィルタハウジング（３０）の突起（３８）に支持される少なくとも一つの保持要素（２２）を有し、該保持要素は、主フィルタ要素（２０）の前記ローサイド流入口（３２）に面する外周面より主フィルタ要素（２０）から離れるように配向され、搭載された状態でフィルタハウジング（３０）に向かって延びており、前記主フィルタ要素（２０）はフィルタハウジング（３０）の下向きに配向した開口（３６）から前記フィルタハウジング（３０）に装着された際に、前記保持要素（２２）が前記突起（３８）に係合し、前記主フィルタ要素（２０）の前記クリーンサイド流出口（３４）に面する外周面に配設された流出側シール要素（４２）が、前記フィルタハウジング（３０）のクリーンサイド流出口（３４）のシーリングシート（７０）にもたれかかることで支持され、前記主フィルタ要素（２０）がフィルタハウジング（３０）から脱落するのを防止するように、フィルタハウジング（３０）に対して所定距離だけ離間して配置されることを特徴とする主フィルタ要素。
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