JP6510417B2 - フィルタエレメント - Google Patents

Description

本発明は、異なる折り目高さを備えたプリーツ形状のフィルタ折り目を有する、好ましくは多層構造のフィルタ媒体と、第１のフィルタ折り目高さを有するフィルタ折り目と、それに対して小さい第２のフィルタ折り目高さを有する第２のフィルタ折り目とを有する、フィルタエレメントに関するものであって、その場合にフィルタエレメントが、浄化すべき流体のために、ダーティサイドからクリーンサイドへの貫流方向を有している。

この種のフィルタエレメントは、市場で一般的である。様々な種類の流体設備と組み合わせて、この種のフィルタエレメントは、液状の媒体を整えるために、処理液、油圧オイルのような加圧液体、ならびに、液体燃料や、潤滑剤のために広く使用されている。
多くの場合に、フィルタエレメントが使用される流体設備において、該当する筒状のフィルタエレメントを有する設備部分を、組み込み、あるいは、取り外すために、限られた利用空間しか提供されない。
他方で、それなりに大きいフィルタ流を濾過することができるようにするためには、フィルタエレメントによって提供される十分な大きさのフィルタ面積が必要である。

十分に大きいフィルタ面を提供するために、市場で自由に入手できるような既知のフィルタエレメントは、典型的には、複数層の種々のフィルタ材料から構成された、ジグザグ形状に折り畳まれた、あるいはプリーツ状のフィルタ媒体を有している。
製造する場合に、フィルタ媒体は切断装置を通されて、そこでフィルタ媒体が端縁側を寸法に合わせて裁断され、その後に折り畳み機械へ送られて、そこでジグザグ形状またはプリーツ形状が形成される。
その後の工程では、切断されたフィルタ媒体が、部分片に切断されて、それが筒状に成形されて、フィルタ媒体を形成する。

それに基づいて、本発明の課題は、比較的長い耐用期間の後も、比較的小さい貫流速度において高いフィルタ能力を有する、改良されたフィルタエレメントを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴を有するフィルタエレメントによって解決される。フィルタエレメントの好ましい実施形態と展開が、下位請求項から明らかにされる。

本発明によれば、クリーンサイドに隣接して、あるいはダーティサイドへ向かって配置されている、すべてのフィルタ折り目の移行部が、フィルタ媒体をその長手軸に対して同軸に延伸する仮想の円筒に沿って終端を形成している。

第１の折り目高さを有するフィルタ折り目と第２の折り目高さを有するフィルタ折り目を本発明に基づいて配置することによって、安定化が行われ、その場合に第２の折り目高さを有するフィルタ折り目が、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目を支持している。したがって、高さ輪郭の異なるフィルタ折り目を介してフィルタエレメントのための圧力安定の構造が得られる。
さらに、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目は、フィルタエレメントの使用中、その最初の配置で維持され、かつダーティサイドを向いた、特に大きい表面を有している。
したがってダーティサイドを向いた開放した表面は、周面全体にわたって統一的な折り目高さを有する従来のフィルタエレメントにおけるよりも、大きい。
このことが、フィルタ媒体が流体を貫流するのを容易にし、したがって寿命全体にわたって改良されたフィルタ能力を有するフィルタ媒体と、より長い耐用期間とをもたらす。

標準的なフィルタエレメントの解決法においては、すべてのフィルタ折り目は規則的に等しい使用高さを有しており、それによって貫流状況に従って、互いに対して隣接して配置された複数のフィルタ折り目がその有効なフィルタ面に沿って互いに直接添接してしまうことがあり、それがこのつながり合った領域内の部材材料のある種の「閉塞」をもたらす。
というのは、濾過すべき媒体は、もはや妨げられずに部材複合体のすべてのフィルタ折り目に達することができないからである。
第２のより小さい折り目高さを有するフィルタ折り目が形成されたことによって、第１のフィルタ折り目は、貫流状況に関係なく、その位置に確実に保持され、そのようにしてフィルタエレメントの使用期間全体にわたって流体から粒子汚れを有効に濾過することを保証することができる。
これは、従来の部材によっては不可能である。

好ましくは、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目と第２の折り目高さを有するフィルタ折り目は、主として互いに対して交互に配置されている。
交互の配置ないし変化する配置は、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目の折り目幾何学配置の特に効果的な安定化をもたらす。
また、交互に配置する場合に、第１の折り目高さの複数のフィルタ折り目は、第２の折り目高さのフィルタ折り目を越えて自由に張り出すことができるので、第１の折り目高さのフィルタ折り目の、ダーティサイドまたはクリーンサイドにさらされる表面が最大になる。

第２の折り目高さを有するフィルタ折り目によって、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目の方向付けと配置を安定化することができる。
したがって第２の折り目高さを有するフィルタ折り目は、支持折り目として用いられる。
この安定化は、好ましくはフィルタエレメントの寿命の推移において効果を現す。
というのは、フィルタ折り目の形状の安定化によって、濾過能力は時間にわたって著しく改良されるからである。

特に好ましくは、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目が第２の折り目高さを有するものを越えてダーティサイドまたはクリーンサイドへ張り出している限りにおいて、第２の折り目高さを有するフィルタ折り目によって、第１の折り目高さのフィルタ折り目の接触または互いの接着が阻止されている。フィルタ折り目の接触ないし互いの接着は、常に、有効なフィルタ面の望ましくない減少をもたらす。本発明に基づく配置によって、これが有効に阻止される。というのは、第１の折り目高さのフィルタ折り目は、互いに離隔しているからである。

好ましくは、フィルタ媒体の有効なフィルタ面は、第１の折り目高さに比較し得る、統一的な高さのフィルタ折り目を有するフィルタ媒体に比較して、フィルタ表面の減少にもかかわらず、同一であり、好ましくは増大されている。
したがって有効なフィルタ面が等しい場合に、フィルタ媒体の量を減少させることができ、ないしはフィルタ媒体の表面の減少にもかかわらず、有効なフィルタ面を得ることができる。
２つのアプローチは、本質的に改良されたフィルタエレメントをもたらし、それにおいてフィルタ媒体の利用が最適となる。

好ましくはクリーンサイドは、フィルタ媒体の内側に配置されており、その内側は仮想の円筒を形成しながらフィルタ媒体によって包囲されている。このようにしてフィルタ媒体は、濾過する場合に、好ましくは外側から内側へ向かって貫流される。

代替的に、クリーンサイドをフィルタ媒体の外側に配置することができ、その外側が仮想の円筒へ向けられている。
したがってフィルタ媒体は、内側から外側へ向かって貫流される。この配置は、フィルタ媒体の密度を本質的に増大させることができる、という利点を有している。

好ましくは、それぞれのフィルタ折り目は、２つの互いに添接する平坦なフィルタ面から形成されており、それらフィルタ面がつながり合ってプリーツをたたんだフィルタ媒体を形成し、かつそれぞれ隣接して配置されたフィルタ折り目への移行部の領域内で、同一の曲げ半径を有している。
弧状の移行部によって、フィルタ媒体はプリーツにたたまれる場合にていねいに扱われる。
さらに、平坦なフィルタ面が互いに離隔することが、保証されている。このようにして、有効なフィルタ面が同様に効果的に増大される。

好ましくは、フィルタ折り目は一方の側へ向かって支持パイプによって支持されており、その支持パイプによって仮想の円筒が形成される。
支持パイプによって、フィルタ折り目のための添接面が提供される。
したがってフィルタ折り目の形状が付加的に安定化され、それは特に、流体の流れが著しく変動し、あるいは脈動する場合に効果的である。

さらに、第２の折り目高さを有するフィルタ折り目は、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目の高さの１／４から３／４、好ましくは約２／３を占めることができる。
実験において、この領域について、フィルタ折り目の最適な安定化および支持作用を、同時に有効なフィルタ面を最適化しながら、得ることができた。

特に好ましくは、フィルタ媒体を軸方向の上面で見て、かつクリーンサイドまたはダーティサイドから見て、それぞれ隣接して配置された、第１の折り目高さを有するフィルタ折り目によって仕切られる、第２の折り目高さのフィルタ折り目によって、ある種のＭ型折り目構造が形成されている。

フィルタ媒体のクリーンサイドに配置された底にスリット形状の微細濾過領域を得るために、好ましくは、異なる折り目高さの個々のフィルタ折り目が、Ｍ型折り目構造を形成しながら円錐状に推移して広がる。

第２の折り目高さのフィルタ折り目に隣接する、２つの隣接して配置された第１の折り目高さのフィルタ折り目の間のＭ型折り目構造によって、好ましくは、ダーティサイドまたはクリーンサイドに、仮想の円筒セグメントの形式で流体のための自由な待機空間が形成され、その待機空間がフィルタエレメントの使用中、フィルタエレメントを通る流体のために、流れ速度の均一化と、好ましくは減少をもたらす。
したがって自由な待機空間内で、一時的に貯蔵し、ないしは堰き止めることができ、それによってその後フィルタ媒体を均一に貫流することができる。
このようにして、濾過能力が改良されて、高すぎる流れ速度に基づく流体の過度の帯電が回避される。

ノーマル場合において粒子汚れを有する媒体によって貫流され、その媒体がフィルタエレメントの静電帯電をもたらす、フィルタ媒体の使用中、特に好ましくは、Ｍ型折り目構造に基づいて、この帯電は、それぞれの待機空間によってもたらされる流体流れ速度の低下により減少される。

以下、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

フィルタエレメントを示す斜視図である。 図１のフィルタエレメントを示す上面図である。 図２の表示の一部を拡大して示している。

図１から３には、多層構造のフィルタ媒体３を有する、本発明に係るフィルタエレメント１が示されている。
フィルタ媒体３は、異なる折り目高さｈ１、ｈ２を備えたプリーツ形状のフィルタ折り目５、７を有している。
第１の折り目高さｈ１のフィルタ折り目７は、それに対して小さい第２のフィルタ折り目ｈ２を有するフィルタ折り目５から区別される。
第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５は、第１の折り目高さｈ１を有するフィルタ折り目７の約２／３を占める。
フィルタエレメント１は、外側に位置するダーティサイドＳから内側に位置するクリーンサイドＲへ、浄化すべき流体のための貫流方向を有している。
すべてのフィルタ折り目５、７は、フィルタ媒体３をその長手軸ＬＡに対して同軸に延伸する仮想の円筒９に沿って、クリーンサイドＲへ向かって終端を形成している。

第１の折り目高さｈ１を有するフィルタ折り目７と第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５は、互いに対して交互に、そして特に第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５が第１の折り目高さｈ１を有するフィルタ折り目７の方向付けと配置を安定化させるようにして、配置されている。

第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５によって、第１の折り目高さｈ１を有するフィルタ折り目７の接触または互いの接着が阻止される。
というのは、第１のフィルタ高さｈ１を有するフィルタ折り目７は、第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５を越えてダーティサイドへ張り出しており、かつ互いに離隔しているからである。

特に好ましくは、フィルタ媒体３の有効なフィルタ面積は、第１の折り目高さｈ１と比較し得る、統一的な高さのフィルタ折り目を有するフィルタ媒体に比較して、フィルタ表面の減少にもかかわらず、等しいか、あるいはさらに増大している。
それぞれのフィルタ折り目５、７は、２つの互いに添接する平坦なフィルタ面１１、１３によって形成されており、それらがつながってプリーツとなったフィルタ媒体３を形成している。
その場合に平坦なフィルタ面１１、１３は、移行部１５の領域内でそれぞれ隣接して配置されたフィルタ折り目７、５に対して同一の曲げ半径ＢＲを有している。

フィルタ折り目５、７は、クリーンサイドＲにおいて支持パイプ９によって支持されており、その支持パイプによって仮想の円筒が形成されている。
支持パイプ９は、金属から形成されており、かつその周面に分配して配置された、流体通過用の円形の穴を有している。

フィルタ媒体３を軸方向の上面で見て、かつクリーンサイドＲから見て、それぞれ隣接して配置された、第１の折り目高さｈ１を有するフィルタ折り目７によって区切られる、第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５は、ある種のＭ型折り目構造Ｍを形成する。
フィルタ媒体３のクリーンサイドに配置された底１７にスリット形状の微細濾過領域１６を得るために、異なる折り目高さｈ１、ｈ２の個々のフィルタ折り目５、７が、Ｍ型折り目構造Ｍを形成しながら円錐状の推移で広がっている。

第２の折り目高さｈ２を有するフィルタ折り目５に隣接する、２つの隣接して配置された第１の折り目高さｈ１を有するフィルタ折り目７の間のＭ型折り目構造Ｍに基づいて、ダーティサイドＳに、仮想の円筒セグメントの形式で、流体用の自由な待機空間１９が形成されている。
フィルタエレメント１の使用中、自由な待機空間１９によって、フィルタエレメント１を通る流体の均一化と流れ速度の低下がもたらされる。

さらに、通常粒子汚れを有する流体によって貫流され、その結果、フィルタエレメント１の静電帯電をもたらすが、この帯電が、フィルタエレメント１の使用中、Ｍ型折り目構造Ｍに基づいて、それぞれの待機空間１９によってもたらされる流体の流れの低下によって減少され、これは極めて有利なことである。
その場合に、流れ速度が上昇するにつれて帯電が増加し、それに応じて流れ速度が低下した場合には、減少することが、明らかにされている。
したがって目標は、場合によっては残っている帯電を、後段に接続されている流体循環の構成部分内で流体をアースさせることによって逃がすことができる程度に、流れ速度を減少させることである。

したがって本発明に係るフィルタエレメント１は、比較的長い耐用期間の後も、低い貫流速度において高いフィルタ能力を有している。
したがってフィルタエレメント１は、コスト的により好ましく、かつ、貫流する流体の帯電の減少に基づいて、使用中、より安全であり、なお、その帯電は望ましくない放電とその結果としての部材材料の破壊、オイル老化の増大および火災の危険の増大をもたらすことがあり得るものである。

図において、クリーンサイドＲはフィルタ媒体３の内側に、ダーティサイドＳは外側に設けられている。クリーンサイドＲをフィルタ媒体３の外側に、ダーティサイドを内側に配置してもよいことは、自明である。

Claims (9)

1. フィルタエレメントであって、
   異なる折り目高さ（ｈ１、ｈ２）を備えたプリーツ形状のフィルタ折り目（５、７）を有する、好ましくは多層構造のフィルタ媒体（３）と、
   第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）と、
   それよりも小さい第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）と、
   を有し、
   フィルタエレメントが浄化すべき流体のためにダーティサイド（Ｓ）からクリーンサイド（Ｒ）への貫流方向を有している、ものにおいて、
   クリーンサイド（Ｒ）に隣接して、あるいはダーティサイド（Ｓ）へ向かって配置された、すべてのフィルタ折り目（５、７）の移行部が、フィルタ媒体（３）をその長手軸（ＬＡ）に対して同軸に延伸する仮想の円筒（９）に沿って終端を形成しており、
   フィルタ媒体（３）を軸方向上面から見て、
   それぞれ隣接して配置されている、第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）によって区切られる、第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）が、Ｍ型折り目構造（Ｍ）の形を形成している、ものにおいて、
   粒子汚れを有する流体によって貫流されるフィルタエレメントの使用中において、
   フィルタエレメントが粒子汚れを有する流体によって貫流されることがフィルタエレメントの静電帯電をもたらし、この帯電が、Ｍ型折り目構造（Ｍ）に基づいて、それぞれの待機空間（１９）によってもたらされる流体流れ速度の減少によって減少されており、
   フィルタ媒体（３）の底（１７）にスリット形状の良好な濾過領域（１６）が得られるように、異なる折り目高さ（ｈ１、ｈ２）の個々のフィルタ折り目（５、７）がＭ型折り目構造（Ｍ）を形成しながらくさび状の推移で広がっており、
   それぞれのフィルタ折り目（５、７）が、互いに添接する２つの平坦なフィルタ面（１１、１３）から形成されており、
   前記フィルタ面がつながり合ってプリーツにされたフィルタ媒体（３）を形成し、かつそれぞれ隣接して配置されたフィルタ折り目（７、５）への移行部（１５）の領域内で等しい曲げ半径（ＢＲ）を有している、ことを特徴とするフィルタエレメント。
2. 第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）と、第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）が、大体において互いに対して交互に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタエレメント。
3. 第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）によって、第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）の方向付けと配置が安定化されている、
   ことを特徴とする請求項１と２のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
4. 第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）が、第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）を越えてダーティサイド（Ｓ）へ向かって張り出している限りにおいて、
   第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）によって、第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）の接触または互いの接着が阻止されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載のフィルタエレメント。
5. フィルタ媒体（３）の有効なフィルタ面が、第１の折り目高さ（ｈ１）に比較し得る、統一的な高さのフィルタ折り目を有するフィルタ媒体に比較して、フィルタ表面の減少にもかかわらず、等しく、あるいは、増大されている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
6. クリーンサイド（Ｒ）がフィルタエレメントの内側に配置されており、前記内側が仮想の円筒（９）を形成しながらフィルタ媒体（３）によって包囲されている、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
7. フィルタ折り目（５、７）がクリーンサイド（Ｒ）へ向かって、支持パイプ（９）によって支持されており、前記支持パイプによって仮想の円筒（９）が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
8. 第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）が、第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）の高さの１／４から３／４を占めている、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のフィルタエレメント。
9. 第２の折り目高さ（ｈ２）を有するフィルタ折り目（５）に隣接する、２つの隣接して配置された第１の折り目高さ（ｈ１）を有するフィルタ折り目（７）の間のＭ型折り目構造（Ｍ）に基づいて、
   ダーティサイド（Ｓ）に、仮想円筒セグメントのようにされた、流体のための自由な待機空間（１９）が形成されており、
   前記円筒セグメントが、フィルタエレメントの使用中において、フィルタエレメントを通る流体のために流れ速度の均一化または減少をもたらす、
   ことを特徴とする請求項１又は８に記載のフィルタエレメント。

Images