JP6232015B2 - マルチカートリッジフィルタアダプタ及びインタフェースシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、気体又は液体のフィルタアセンブリに関する。より具体的には、本発明は、新規又は交換フィルタカートリッジを気体フィルタアセンブリ内に取り付けるための装置及び方法に関する。

気体又は液体のフィルタアセンブリは、多くの場合、気体又は液体を濾過するための濾材を使用する。濾過作動中に、濾材は、濾材を詰まらせて濾材にわたる圧力損失の増大をもたらす微粒子又は他の不純物で飽和した状態になる場合がある。濾材がある一定の圧力降下に達した状態で、圧力損失を最小に保つために、フィルタカートリッジを新しいものと交換することが必要である。既存の方法は、タイロッドとして公知のネジ切りロッドを使用して、カートリッジを取付板に対して密封するためのガスケット又はＯ−リングと共にフィルタカートリッジを取付板（容器密封板）に取り付けるか、又は、スパイダーを底部末端キャップに使用してフィルタカートリッジを定められた位置に固定する。

気体又は液体の濾過システム内の濾材を変えることは、以下のような欠点を含む。例えば、濾材を変えるために掛かる時間により、濾過システムが気体濾過のために利用不能になる。更に、濾材は、交換中及び／又は交換後に濾過済及び未濾過の気体又は液体が混合しないことを保証するように、慎重に変えられなければならない。

高速、効率的、かつ確実な濾材交換の方法を提供するために、フィルタカートリッジが使用される場合がある。フィルタカートリッジを使用する際、フィルタカートリッジが適正に設置され、未濾過の気体又は液体がフィルタアセンブリ内で濾過済の気体と混合しないように密封されることを保証するべく、注意が払われなければならない。一部の事例では、大量の気体又は液体が濾過されることが望まれている。そのような事例では、フィルタアセンブリは、気体又は液体を濾過するための複数のフィルタカートリッジを並列に使用する場合がある。

従って、従来技術に対する改良であるフィルタカートリッジ取付システムを提供することが望ましい。改良型システムは、高速で、使いやすく、比較的廉価で、濾過済及び未濾過の気体又は液体の混合を回避するべく密封方式で設置され得るものである。

上述の必要性は、一態様において、一部の実施形態において高速で使いやすく比較的廉価で濾過済及び未濾過の気体又は液体の混合を回避するべく密封方式で設置され得る濾過システム及び方法を提供する本発明によって、大部分満たされる。

本発明の一実施形態により、フィルタカートリッジのための取付システムは、フィルタカートリッジに取り付けるように構成された上部キャップと、上部キャップ上に位置付けられた嵌合突出部と、嵌合突出部から離れるように半径方向に突出する少なくとも１つのロッキング突出部と、第１の側で嵌合突出部を取り囲み第２の側でフィルタカートリッジに取り付けるように構成された環状平坦面を規定するベース部分と、を含むことができる。

本発明の別の実施形態により、フィルタカートリッジをフィルタアセンブリに取り付ける方法は、フィルタカートリッジの上部キャップ上にロッキング突出部を設ける工程と、上部キャップの嵌合突出部の周りにバネを位置付ける工程と、バネとロッキング突出部との間に環状溝を形成する工程と、フィルタカートリッジの一部分に対して上部キャップを構成する工程と、を含むことができる。

本発明の更に別の実施形態により、フィルタカートリッジのための取付システムは、フィルタカートリッジに取り付けるように構成された上部キャップと、上部キャップ上に位置付けられた嵌合突出部と、嵌合突出部から離れるように半径方向に突出するロッキング板に対して上部キャップをロッキングするための手段と、第１の側で嵌合突出部を取り囲み第２の側でフィルタカートリッジに取り付けるように構成された環状平坦面を規定するベース部分を有するフィルタカートリッジに上部キャップを取り付けるための手段と、を含むことができる。

本発明のある一定の実施形態は、本明細書でのその詳細な説明をより良く理解することができるように、かつ当業技術への本発明の寄与をより良く認めることができるように、かなり広義に概説されている。言うまでもなく、以下に説明し、本明細書に添付された許請求の範囲の主題を形成する本発明の追加の実施形態が存在する。

この点に関して、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に列挙されるか図面に示された構成の詳細及び構成要素の配置への適用に限定されない、ということが理解されるべきである。本発明は、記述されるものに加え様々な実施形態が可能であり、様々な方法で実施及び実行することが可能である。また、本明細書並びに要約書で使用される表現及び用語は、説明を目的としたものであって、制限するものと見なされるべきではない、ということも理解されるべきである。

従って、本発明の開示がベースにする概念は、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法、及びシステムを設計するための基盤として容易に利用され得る、ということを当業者は理解するであろう。従って、特許請求の範囲は、それらが本発明の精神及び範囲から逸脱しない限りそのような同等の構成を含むものと見なされることが重要である。

本発明の開示の一実施形態によるいくつかのフィルタカートリッジを収容するハウジングを含む気体処理アセンブリを示す気体又は液体処理アセンブリの断面図である。 一実施形態によるフィルタカートリッジの等角投影図である。 一実施形態によるフィルタカートリッジの等角投影図である。 別の実施形態によるフィルタカートリッジの等角投影図である。 別の実施形態によるフィルタカートリッジの等角投影図である。 一実施形態による上部キャップの等角投影図である。 別の実施形態による上部キャップの等角投影図である。 一実施形態によるフィルタカートリッジアセンブリの底部キャップの等角投影図である。 別の実施形態によるフィルタカートリッジアセンブリの底部キャップの等角投影図である。 一実施形態によるアダプタの等角投影図である。 一実施形態によるアダプタの等角投影図である。 別の実施形態によるアダプタの等角投影図である。 別の実施形態によるアダプタの等角投影図である。 一実施形態による取付板の部分拡大図である。 一実施形態による取付板の等角投影図である。 別の実施形態による取付板の等角投影図である。 一実施形態による取付板に設置されたアダプタに取り付けられたフィルタカートリッジの部分等角切欠図である。

ここで、図面を参照して様々な実施形態を以下に説明する。図面においては、同様の参照番号が一貫して同様の部品を指している。本発明による一実施形態は、高速で、使いやすく、比較的廉価で、濾過済及び未濾過の気体の混合を回避するべく密封方式で設置され得る濾過システム及び方法を提供する。

本発明装置の一実施形態を図１に示す。内部の構成要素と気体又は液体の流れ方向とを視認することができるように、気体又は液体処理アセンブリ１０が断面で示されている。気体又は液体処理アセンブリ１０は、例えば空気のような未濾過の気体又は液体を受け入れる入口１４と濾過済の気体又は液体を排出するための出口１６とを有するハウジング１２を含む。図１に示す矢印は、本発明の開示による一実施形態による一般的な進行方向を示している。

複数のフィルタカートリッジ１８が、ハウジング１２内に収容される。複数のフィルタカートリッジ１８は、ハウジング１２内に位置付けられた密封及び／又は取付板２０に取り付けられる。カートリッジ取付板２０は、フィルタカートリッジ１８を固定するだけでなく、濾過済及び未濾過の気体又は液体を分離する障壁を与える。様々な実施形態は、所望の濾過機能を達成するために、異なる数のフィルタカートリッジ１８を収容するサイズにすることができる。図１に示す例では、未濾過の空気は入口１４に入り、例えば、フィルタカートリッジ１８の図６及び図７に示す上部キャップ２６の上部開口部を通ってフィルタカートリッジ１８に流れ込む。気体又は液体は、フィルタカートリッジ１８の透過側面２４を通って流れる。透過側面２４は、気体が当該透過側面２４を通って流れる時に気体が濾過される、というように濾材を含むことができる。透過側面２４を通って流れた後に、気体は、出口１６を通ってハウジング１２から流れ出る。本発明の開示を精査した後に、当業者は、他の実施形態では空気流が逆転される場合があることを理解するであろう。換言すれば、気体は、外側から濾材又は透過側面２４を通って入ることができ、次に、浄化された気体が、上部キャップ２６の孔を通ってフィルタカートリッジ１８の中心を通って流れ得る。

フィルタカートリッジ１８は、更に以下でより詳細に図示かつ説明される方式でカートリッジ取付板２０に取り付けられる上部キャップ２６を含む。フィルタカートリッジ１８はまた、底部キャップ２８を含む。濾材（透過側面２４）は、上部キャップ２６と底部キャップ２８との間に位置付けられる。

図２及び図３は、一実施形態によるフィルタカートリッジ１８の異なる角度からの斜視図である。フィルタカートリッジ１８は、フィルタカートリッジ１８の上部３０に位置付けられた上部キャップ２６を含む。底部キャップ２８が、フィルタカートリッジ１８の底部及び３２に位置付けられる。上部キャップ２６及び底部キャップ２８の両方は、上述のように濾材を含むことができる透過側面２４に取り付けられる。上部キャップ２６及び底部キャップ２８は、プラスチック、アルミニウムのような金属、又はあらゆる他の好適な材料、で作ることができる。

図４及び図５は、本発明の開示による第２の実施形態の異なる角度から切り取った斜視図を示している。フィルタカートリッジ１８は、フィルタカートリッジ１８の上部及び３０と底部及び３２に位置付けられた上部キャップ３４と底部キャップ３６を含む。上部キャップ３４及び底部キャップ３６は、アルミニウムで作ることができる。キャップ２６、２８、３４、及び３６は、プラスチック又はアルミニウムのいずれかとして本明細書で説明されるが、当業者は、これらが例であって、キャップ２６、２８、３４、及び３６をどの材料で作ることができるかの制限ではないことを意味する、ということを理解するであろう。あらゆる好適な材料を本発明の開示に従って使用することができる。図４及び図５に示す実施形態における透過側面２４は、当該透過側面２４を収容することを助けることができる網細工３８という追加の特徴を含むことができる。

図６及び図７は、様々な実施形態による上部キャップ２６及び３４の斜視図である。図６の上部キャップ２６と図７の上部キャップ３４との間の大きい違いは、図６の上部キャップ２６がプラスチックから作られ、図７の上部キャップ３４がアルミニウムから作られるということである。２つの実施形態は酷似しているので、それらを併せて以下に説明する。あらゆる他の小さな相違点は、以下で指摘する。上部キャップ２６及び３４は、フィルタカートリッジ１８の上部及び３０に位置付けられる。上部キャップ２６及び３４は、上部キャップ２６及び３４（及び従ってフィルタカートリッジ１８）がカートリッジ取付板２０に取り付けられることを可能にする取付突出部４０を含む（図１で分るように）。取付突出部４０は、フィルタカートリッジ１８の内部４３への流体アクセスを与えるのを助ける。取付突出部４０は、面取り縁部４２を含むことができる。取付突出部４０はまた、取付突出部４０の周りに環状に位置付けられたロッキング突出部４４を有することができる。ロッキング突出部４４は、様々な設置又は実施形態に従って、数が変わる場合がある。例えば、図６及び図７に示すロッキング突出部４４の量は、異なっている。ロッキング突出部４４は、取付突出部４０の周りで城郭風の配置である場合がある。

上部キャップ２６及び３４は、また、図示のように取付突出部４０を取り囲むほぼ平坦な部分を含むことができる上部キャップ面４６を含む。一部の実施形態において、取付突出部４０を取り囲む上部キャップ面４６上に波形バネ４８を位置付けることができる。取付突出部４０は、１つ又はそれよりも多くの溝５０を含むことができる。溝５０は、例えばＯ−リング５２のような弾性材料を収容することができる。

図８及び図９は、様々な実施形態による底部キャップ２８及び３６を示している。底部キャップ２８及び３６は、それぞれ、プラスチック又はアルミニウムで作ることができる。他の実施形態においては、他の好適な材料を使用することもできる。底部キャップ２８、３６は、フィルタカートリッジ１８の透過側面２４に適合するように寸法決めされた隆起した周囲５４を有することができる。一部の実施形態は、図示のように隆起した中心突出部５６を含むことができる。

図１０及び図１１は、第１の実施形態によって使用される上部キャップ２６とカートリッジ取付板２０との間の中間部として使用されるアダプタ５８の異なる角度からの斜視図である。図１２及び図１３は、図示の第２の実施形態によって使用されるような上部キャップ３４とカートリッジ取付板２０との間の中間部として使用されるアダプタ５８の異なる角度からの斜視図である。図１０及び図１１に示すアダプタ５８と図１２及び図１３に示すアダプタ５８との間の主な違いは、アダプタ５８がそれを受け入れて嵌合するように構成されたロッキング突出部４４の数である。この違いは主要でないので、図１０〜図１３に示すアダプタ５８を併せて説明する。

アダプタ５８は、複数の着座部６０を備えている。着座部６０は、アダプタ５８内に位置付けられた内部孔６１の周りに環状に位置付けられている。各着座部６０は、図６及び図７に示すロッキング突出部４４のうちの１つのための着座部であるように構成されている。着座部６０は、半径方向突出部６２を含む。半径方向突出部６２は、各半径方向突出部６２が半径方向間隙６３と交互に入れ替わるような城郭形状である。半径方向突出部６２及び半径方向間隙６３は、取付突出部４０が中心孔６１を通って上がる時にロッキング突出部４４が間隙６３を通って移動することができるように寸法決めされている。ロッキング突出部４４がアダプタ５８をクリアした状態で、フィルタカートリッジ１８は、回転され下げられることができ、ロッキング突出部４４を着座部６０の上に着座させることができる。ロッキング突出部４４を過回転させようとした場合に、それらは、第１のロッキング隆起部６４によって停止されることになる。第２のロッキング隆起部６６は、ロッキング突出部４４を着座部６０内に保つのを助ける。

アダプタ５８はまた、一部の実施形態では、ロッキング突出部６８の形態とすることができるアダプタロッキング構造６８を含むことができる。アダプタロッキング構造６８を突出部として本明細書に図示かつ説明するが、アダプタ５８を板２０に回転的にロッキングするあらゆる他の好適なロッキング構造を使用することができる。図示の実施形態において、ロッキング突出部６８は、アダプタ５８の外周囲上に位置付けられている。アダプタ５８はまた、アダプタ５８の周りを環状に走る密封溝６９とアダプタ５８の周りを同じく環状に走る環状保持溝７０とを含むことができる。一部の実施形態においてかつ図１０〜図１３に示すように、アダプタ５８は、一部の実施形態ではアダプタロッキング突出部６８を規定するのを同じく助けることができる環状リップ７２を含むことができる。

図１４は、カートリッジ取付板２０の部分拡大斜視図である。図１４のカートリッジ取付板２０の部分拡大斜視図は、図１５の実施形態又は図１６の実施形態に示されたいずれの取付板２０とも矛盾しない。

図１５に示す取付板２０は、全体的に、１つの平坦側面８４を有する円板である。板２０は、板孔７４を含む。図１７に関して以下で更に説明するように、フィルタカートリッジ１８は、板孔７４を通じて板２０に取り付けられる。図１６に示す取付板２０は、図１６の取付板２０が円形で平坦側面８４を有していないことを除き、図１５の取付板２０と類似である。当業者は、取付板２０の様々な形状を本発明の開示に従って使用することができることを、本発明の開示を精査した後に理解するであろう。図１６に示すような取付板２０はまた、複数の板孔７４を有する。図１４に示すように、板孔７４は、出っ張り７８を形成する第１の直径の孔７６を含む。第２の直径の孔８０は、貫通孔である。取付板２０はまた、図１０〜図１３に示すようなアダプタロッキング構造６８に対応する対応するロッキング構造８２を含むことができる。

図１７は、フィルタカートリッジ１８がカートリッジ取付板２０に取り付けられる方法を示している。アダプタ５８は、密封板２０に取り付けられ、フィルタカートリッジ１８の上部キャップ２６、３４は、アダプタ５８に取り付けられる。透過側面及び濾材２４は、図の過密化を回避するために、図１７には示されていない。

アダプタ５８は、アダプタ５８の環状リップ７２が第１直径孔７６の終端によって定められた出っ張り７８上に静止するように、密封板２０の板孔７４内に置かれる。アダプタロッキング突出部６８は、板アダプタロッキング構造８２内に嵌め込まれる。板ロッキング構造８２内へのアダプタロッキング構造６８の嵌合は、アダプタ５８が板孔７４内でスピンするのを防止する。Ｏ−リングのような弾性材料８８又は他の弾性材料が、環状リップ７２と出っ張り７８との間に置かれ得る。一部の実施形態において、この弾性材料８８は、アダプタ５８を、矢印Ａによって示す方向に上方かつ密封板２０から離れるように付勢することができる。アダプタ５８は、保持リング９０により、所定位置に保持され、かつ、弾性材料８８によって付勢された時に密封板２０から出て上方に移動することが防止される。保持リング９０は、単にスナップリングとすることができ、又は、あらゆる他の好適なタイプの保持器が、アダプタ５８の保持溝７０内に嵌合され得る。

一部の実施形態では、Ｏ−リング８６とすることができる追加の弾性材料が、アダプタ５８に設けられた環状溝６９内で密封板２０とアダプタ５８との間に嵌合されることができる。この弾性材料８６は、アダプタ５８と密封板２０との間の密封機能を与えるために使用することができる。このシールは、未濾過気体が濾過済気体と混合するのを防止することを助ける。

上部キャップ２６、３４は、ロッキング突出部４４を半径方向間隙６３と位置合わせする（整列させる）ことによってアダプタ５８に対して適合される。フィルタカートリッジ１８の上部キャップ２６、３４は、次に、取付突出部４０がアダプタ５８の中心孔６１を通って延びるように、矢印Ａによって示すように上向きに移動することができる。取付突出部４０は、波形バネ４８をアダプタ５８と上部面４６との間で圧縮させるために中心孔６１を通って延びることができる。次に、上部キャップ２６、３４及びフィルタカートリッジ１８は、ロッキング突出部４４が着座部６０と位置合わせされるように、矢印Ｂによって示す方向に回転することができる。第１のロッキング隆起部６４は、ロッキング突出部４４が過回転するのを防止する。第２のロッキング隆起部６６は、着座部６０に位置付けられたロッキング突出部４４を維持するのを補助する。上部キャップ２６、３４は、次に、ロッキング突出部４４が着座部６０内に着座されるように矢印Ａの反対の方向に僅かに移動することができる。一部の実施形態において、波形バネ４８は、ロッキング突出部４４が着座部６０内へ着座される時に、依然として僅かに圧縮される。

一部の実施形態ではＯ−リング５２とすることができる弾性材料が、図１７に示すように取付突出部４０における溝５０内に置かれ得る。この弾性材料５２は、上部キャップ２６、３４とアダプタ５８との間にシールを作成し、それによって濾過済気体を未濾過気体から密封するのを助ける、ということのために使用され得る。

本発明の説明及び添付図面は、溝、弾性材料、突出部などの特定の幾何形状及び位置を説明しているが、当業者は、本発明の開示を精査した後に、これらの特定の位置及び幾何形状が例示的な意味であり、修正され得て、依然として本発明の開示の範囲内にある、ということを理解するであろう。例えば、より多くの又はより少ないロッキング突出部４４及び対応する着座部６０を使用することができる。弾性材料は、図示のような溝内に、又は、逆転部品上に位置付けられた溝内に、静止させることができる。例えば、溝５０は、取付突出部４０上に静止するように示されているが、この溝５０は、ちょうど同じ程度容易にアダプタ５８上に静止することができる。他の溝及び突出部も、本発明の開示により、一部の実施形態では逆転させることができる。

本発明の多くの特徴及び利点は、以上の詳細な説明から明らかであり、従って、本発明の真の精神及び範囲に該当する本発明の全てのそのような特徴及び利点を網羅することが添付の特許請求の範囲によって意図されている。更に、当業者には多くの修正及び変形が容易に想起されることになるので、図示かつ説明された構成及び作用通りに本発明を限定することは望まれておらず、従って、全ての好適な修正物及び均等物が用いられ得て、本発明の範囲に該当する。

Claims (11)

1. フィルタカートリッジのための取付システムであって、
   フィルタカートリッジに取り付けるように構成された上部キャップと、
   前記上部キャップ上に位置付けられた嵌合突出部と、
   前記嵌合突出部から離れるように半径方向に突出する少なくとも１つのロッキング突出部と、
   当該アダプタによって規定される孔に前記上部キャップの前記嵌合突出部を嵌合させることが可能であるように寸法決めされた環状アダプタと、
   第１の直径と第２の直径とを有する孔を規定する取付板と、
   を含み、
   前記取付板の孔は、前記アダプタを受け入れるように寸法決めされており、
   前記取付板の孔の前記第１の直径と前記第２の直径とは、異なっており、
   前記取付板の孔の前記第１の直径と前記第２の直径との間の変化によって、ステップ部分が規定されており、
   第１弾性部材が、前記取付板の孔から前記アダプタを外へ出すように付勢するため、且つ、前記取付板と前記アダプタとの間にシールを提供するため、前記ステップ部分上に着座しており、
   前記アダプタは、保持リングによって前記取付板の孔内に保持されている
   ことを特徴とする取付システム。
2. 第１の側で前記嵌合突出部を取り囲み第２の側で前記フィルタカートリッジに取り付けるように構成された環状平坦面を規定するベース部分と、
   前記ベース部分の前記平坦面上に位置付けられた波形バネと、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。
3. 前記上部キャップは、アルミニウムで作られている
   ことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。
4. 前記アダプタは、前記少なくとも１つのロッキング突出部を受け入れるように位置付けられ、かつそのように寸法決めされた少なくとも１つの着座部を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の取付システム。
5. 第１のロック隆起部が、前記着座部の一方の側に位置付けられており、
   第２のロック隆起部が、当該着座部の他方の側に位置付けられている
   ことを特徴とする請求項４に記載の取付システム。
6. 前記アダプタの円周部分上に位置付けられたアダプタロッキング構造
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。
7. 前記保持リングは、前記アダプタの第２の溝内に位置付けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。
8. 前記上部キャップが前記アダプタ内に位置付けられる時に、前記上部キャップの前記少なくとも１つのロッキング突出部が前記アダプタの前記少なくとも１つの着座部に着座していることによって、前記第１弾性部材及び前記波形バネが圧縮される
   ことを特徴とする請求項４に記載の取付システム。
9. 前記アダプタの第１の環状溝内に位置付けられて前記取付板の孔と当該アダプタとの間に別のシールを与える第２弾性部材
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。
10. 前記上部キャップの前記嵌合突出部と前記アダプタとの間にシールを与える第３弾性部材
    を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。
11. 入口と出口とを有し、前記取付板と、前記アダプタと、フィルタカートリッジに取り付けられた前記上部キャップと、を収容するハウジング
    を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の取付システム。

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