JP6700428B2

JP6700428B2 - フィルタエレメント、および少なくとも２つのフィルタエレメントを備えるフィルタ

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Publication number: JP6700428B2
Application number: JP2018558486A
Authority: JP
Inventors: ジャン−クロード・クルパラ; ギヨーム・エスタシ
Original assignee: アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー; アルファ・ラヴァル・モアッティ・エスアエス
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2017-01-26
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2037-01-26
Also published as: CN108601995A; KR102176915B1; EP3199219B1; KR20180101592A; EP3199219A1; ES2688446T3; JP2019507012A; DK3199219T3; WO2017129701A1; RU2686911C1; CN108601995B; US20180369722A1; US10960327B2; PL3199219T3

Description

本発明は、2つの同心円状の縁の間で延びる濾過メッシュを有するフィルタエレメントと、一方が他方に組付けられるこのようなフィルタエレメントの対と、軸に沿って積層される複数のこのようなフィルタエレメントを備えるフィルタと、に関する。より詳細には、本発明はフィルタエレメントの改善に関する。

特許文献１として発行された欧州特許は、環状で平らなフィルタエレメントを用いるフィルタ構造を記載しており、フィルタエレメントは、内面と、外面と、濾過メッシュと、を各々有している。濾過メッシュは環状であり、内側縁と外側縁との2つの同心円状の縁の間に延びている。周方向に規則的に分散され、前記同軸の縁同士の間に、濾過メッシュの両側において軸方向で一致して延びる径方向のリブが、内面における区域と、外面における区域と、を形成する役割を果たす。このようなフィルタエレメントは、それらの内側を向く面が、前記内面の接触する径方向のリブによって周方向で区画される空間を画定するような手法で、互いに組付けられるように設計されている。各々の区域について、通路が内側の縁と外側の縁とに配置されている。選択された数のフィルタエレメントの対を積層することで、所望のフィルタ面積が、意図された用途のために得られる。典型的には、濾過対象の流体は、内側の縁に位置する通路を介して積層に浸透し、濾過メッシュを通過し、浄化されると、外側の縁に確定された通路を介して出て行く。当然ながら、濾過メッシュ同士の間の流体の流れは、反対にされても、または何らかの他の手法で構成されてもよい。

フィルタエレメントを通る流れをより大きくしたいという需要が常にある。しかしながら、フィルタエレメントの大きさを増加させると、圧力損失が許容できないレベルまで増加し、フィルタエレメントが弱体化する。加えて、フィルタエレメントの高さ、またはフィルタエレメントの数を増加させると、過剰に高くて重いフィルタをもたらすことになる。

欧州特許第1091791号明細書

そのため、新たな種類のフィルタが必要である。

この点において、本開示は、内面と、外面と、濾過メッシュと、内側の縁および外側の縁である2つの同心円状の縁であって、これらの間に前記濾過メッシュが延びる、2つの同心円状の縁と、少なくとも内面に設けられる径方向のリブと、を有するフィルタエレメントであって、前記径方向のリブは、前記同軸の縁同士の間で延び、前記内面において区域を形成するために周方向に分散され、前記フィルタエレメントは、対応するフィルタエレメントに組付けられて、前記内面が前記対応するフィルタエレメントに面し、かつ区域を定める前記径方向のリブが前記内面と前記対応するフィルタエレメントとの間の空間において区画を周方向に形成するように作用するように構成され、前記内側の縁は、区域のうちの対応する区域とそれぞれ連通する通路を有する、フィルタエレメントに関する。区域のうちの少なくとも一部、好ましくは、区域のうちのほとんど、または、区域のすべてに、径方向のリブを外側の縁に連結する少なくとも1つの補強リブが各々設けられ、前記補強リブは、径方向の平面において見たとき、径方向のリブに対して、および外側の縁に対して、非ゼロの角度をなす傾斜部分を有する。

同心円状の縁は、以下、軸方向を定義するものとして言及される中心軸を中心とした円形である。径方向のリブは、前記内面において区域を形成するために、任意選択で、周方向に規則的に分散される。径方向は、中心軸に対して垂直で中心軸と交差する方向である。軸方向の平面は、中心軸を含む平面である。径方向の平面は、中心軸に対して垂直な平面である。周囲は、径方向平面に含まれると共に中心軸においてその中心を有する円である。接線方向または周方向は、周囲への接線にある方向である。接線方向または周方向は、中心軸に対して垂直であるが、中心軸と交差しない。ここで言及されている対応するフィルタエレメントとは、フィルタエレメントと実質的に同様または同一のフィルタエレメントであり得る、または、同様ではないが相補的な形であるフィルタエレメント、具体的には、同軸の内側の縁と外側の縁との間で延びる濾過メッシュを有するフィルタエレメントであり得る。このような対応するフィルタエレメントは、フィルタエレメントおよび対応するフィルタエレメントが組み立てられるときに区画を定めるように、フィルタエレメントの内面の径方向のリブと接触することになるように意図されている径方向のリブを可及的に有する。

したがって、径方向のリブは、径方向において延びるリブである。

外側の縁が中心軸を中心とした円であるため、外側の縁が延びる平面は径方向平面である。

このフィルタエレメントの構成のおかげで、フィルタエレメントの大きさを増加させることができ、補強リブは大きさをより小さくでき、径方向のリブより少ない材料を必要とするため、濾過のために利用可能な濾過メッシュ表面は、先行技術の装置と比較して増加する。圧力損失は、利用可能な濾過メッシュ表面の増加が理由で低減される。そのため、このフィルタエレメントは、より大きな流体の流れを処理するためのフィルタにおいて使用されるのに適している。また、この構成は、より小さい機械的強度を本質的に有する材料から作られる一方で、先行技術のフィルタエレメント(つまり、補強リブを有しない)と同様の機械的強度を有するフィルタエレメントを設計することを可能にする。具体的には、濾過メッシュは、それ自体においてより小さい抵抗のものとすることができ、一方で、補強リブが理由で、期待される機械的強度を達成できる。同様に、径方向のリブおよび/または補強リブを含むリブは、ポリマーなどの材料から作ることができるが、アルミニウムなど、フィルタエレメントにおけるリブを作るためのより従来からの材料を使用することも、当然ながら可能である。

いくつかの実施形態において、周方向において測定される、径方向のリブと補強リブの傾斜部分との間の距離は、外側の縁に向かって増加する。

いくつかの実施形態において、外側の縁が延びる径方向の平面において見たとき、傾斜部分と径方向のリブとは、5°よりも大きく、好ましくは10°よりも大きく、好ましくは15°よりも大きく、かつ/または、85°未満、好ましくは70°未満、好ましくは60°未満の角度をなす。

したがって、外側の縁が延びる径方向の平面において見たとき、傾斜部分と径方向のリブとは、5°〜85°の角度、好ましくは10°〜70°の角度、好ましくは15°〜60°の角度をなし得る。

いくつかの実施形態において、外側の縁が延びる径方向の平面において見たとき、傾斜部分と径方向のリブとは、例えば30°+/-10°といった約30°の角度を形成する。

いくつかの実施形態において、傾斜部分は矩形である。傾斜部分が直線的ではない場合、角度は、好ましくは径方向のリブと傾斜部分との交差位置において、径方向のリブと傾斜部分への接線との間で測定される。

いくつかの実施形態において、補強リブは、区域を定める2つの連続する径方向のリブを連結する連結部分を備え、区域内には前記補強リブが形成されており、連結部分は2つの分岐部を有し、2つの分岐部は、各々が連結領域において2つの連続する径方向のリブのうちの1つに連結されており、分岐部同士は、結合領域において結合する。

2つの分岐部を有するこのような連結部分は、製造するのが容易になる一方で、濾過メッシュのより大きい区域にわたって効率的な補強を提供すると、本発明者らによって見出されている。

任意選択で、連結領域は、径方向において結合領域よりも内側の縁に近い。

したがって、分岐部は内側の縁に向かって、つまり濾過される流体の入ってくる流れに向かって開く。これは、濾過メッシュにわたる流れの分散を高める。

任意選択で、連結部分は全体的にV字またはU字の形状を有する。この形は、例えば射出成形による製造工程といった製造工程を最適化するために、本発明者らによって見出された。より良好な射出は、成形工程の間のコールドフロントを防止し、それによって不合格部分を低減し、フィルタエレメントの機械的状態を改善する。

連結部分は前述の傾斜部分を備え得る。より正確には、連結部分の分岐部は、このような前述の傾斜部分を形成し得る。

いくつかの実施形態において、補強リブは、全体的にY字の形状を有する。例えば、Y字の上方部分は、おそらくは、濾過対象の流体の流れに面するV字の傾斜した分岐部によって、V字の形を有する連結部分によって形成されてもよい。この形状は、機械的特性を最適化し、フィルタエレメントの圧力損失を低減させることが、本発明者らによって見出されている。

いくつかの実施形態において、補強リブは、第1および第2の連結部分であって、これらの連結部分の各々が2つの分岐部を備え、これらの分岐部の各々が、先の2つの連続する径方向のリブのうちの1つに連結される、第1および第2の連結部分と、2つの径方向部分であって、第1の径方向部分が、外側の縁と第1の連結部分の分岐部の結合領域との間に延び、第2の径方向部分が、第1の連結部分の分岐部の前記結合領域と第2の連結部分の分岐部の結合領域との間に延びる、2つの径方向部分と、を備える。

いくつかの実施形態において、補強リブは、周方向において通路のうちの1つの隣で外側の縁に連結される。これは、出口通路に向けての流体の流れを容易にし、それによって圧力損失を低減する。

いくつかの実施形態において、径方向のリブのうちの1つの両側において延びる補強リブは、径方向の異なる場所において前記1つの径方向のリブに連結される。したがって、径方向のリブ内の応力は、異なる場所にわたって分散させられる。また、2つのフィルタエレメントが互いに組付けられるとき、それぞれのフィルタエレメントの補強リブは互いから少なくとも部分的にずらされ、これは、流体が流れるより大きな空間を残し、フィルタエレメントの圧力損失を低減する。

いくつかの実施形態において、濾過メッシュは円錐形状を有する。これは、圧力損失を低減し、通路の近傍における縁と濾過メッシュとの間の連結を強化することができる。したがって、より大きな流れがフィルタを通じて濾過されることが可能である。

いくつかの実施形態において、濾過メッシュは、通路において内側の縁の軸方向の厚さの40%から60%の間に位置する場所において、内側の縁に固定される。これは、濾過メッシュと内側の縁との間に連結のより良好な機械的耐性を提供する。したがって、フィルタエレメントにおける流量は、フィルタエレメントを損傷することなく増加され得る。これは、フィルタエレメントの最大処理能力を増加させる。

いくつかの実施形態において、濾過メッシュは、通路における外側の縁の軸方向の厚さの40%から60%の間に位置する場所において、外側の縁に固定される。これは、濾過メッシュと外側の縁との間に連結のより良好な機械的耐性を提供する。したがって、フィルタエレメントにおける流量は、フィルタエレメントを損傷することなく増加され得る。これは、フィルタエレメントの最大処理能力を増加させる。

いくつかの実施形態において、前記補強リブは、区域の濾過メッシュ表面を、実質的に等しい面積に分割する。本開示では、実質的に等しい面積は、50%以下で互いと異なる面積である。したがって、これらの実施形態では、濾過メッシュにおける応力はすべての面積の間で平衡される。

いくつかの実施形態において、濾過メッシュ表面全体に対する濾過のために利用可能な濾過メッシュ表面の割合は、少なくとも70%であり、好ましくは少なくとも75%である。補強リブの特別な構成は、全体の濾過メッシュ表面に対する濾過のために利用可能な濾過メッシュ表面の割合を増大させて、フィルタエレメントの効率を改善させることができる。

いくつかの実施形態において、外側の縁の直径は約300ミリメートルとし得る。先に記載しているような補強リブは、大きなフィルタエレメントにとって特に有利であり、そのため、フィルタエレメントの機械的強度を大幅に改善させる。

いくつかの実施形態において、径方向のリブが外面にさらに設けられ、前記径方向のリブは、前記外面において区域を形成するために、前記同心円状の縁同士の間に延びると共に、周方向に規則的に分散され、内面の径方向のリブは、外面の径方向のリブと軸方向において一致する。

いくつかの実施形態において、径方向のリブおよび/または補強リブはポリマー製である。

実施形態では、いくつかのフィルタエレメントが、フィルタエレメントの積層を形成するために一緒に積層されるように構成される。この積層を容易にするために、フィルタエレメントは、フィルタエレメントを位置決めおよび位置合わせするために、複数の孔がそれぞれ設けられてもよい。孔は、ネジロッドなどの組立ロッドを備え付けるように適合されている。孔は、各々のフィルタエレメントで外側の径方向の縁の近くに好ましくは位置付けられ得るが、他の径方向でより中心の方の場所が検討されてもよい。また、孔はいくつかの前記径方向のリブに設けられてもよい。そして、フィルタエレメントは、孔のないいくつかの径方向のリブと、前記孔の設けられたいくつかの径方向のリブと、を適切に備える。代替で、孔は前記径方向のリブ同士の間に設けられる。さらに、オスおよびメスのブッシングが、2つの隣接するフィルタエレメントを互いに対して指示するためにこれらの孔の周りに配置されてもよい。

孔が設けられたフィルタエレメントを包囲するさらなる実施形態では、フィルタエレメントの補強リブのうちの1つ以上は、径方向のリブと孔が設けられた隣接する径方向のリブとの間で連結されてもよい。したがって、これらの実施形態では、補強リブのうちの1つ以上は、フィルタエレメントの外側の縁に連結されない。そのため、補強リブの径方向外側の端は、孔を備える前記径方向のリブに、例えば孔の径方向位置においてといった、孔の近傍において連結され得る。この実施形態は、より小さい直径のフィルタエレメントとって有利であり得る。

前述したように、補強リブを設けることは、フィルタエレメントの機械的強度を増加させ、濾過メッシュを補強する。一部の用途では、特にはより細かいメッシュ開口の場合、従来のフィルタエレメントは、濾過メッシュが組付けられる支持メッシュを有し、それによって二重または三重の層のメッシュ構造を形成する。このような支持メッシュは、濾過メッシュよりはるかに大きいメッシュ開口を有するが、応力に対してより大きな抵抗をもたらす。これは、小さいメッシュ開口を有する濾過メッシュが、要求される機械的強度をそれ自体において呈しない可能性がある。支持メッシュは、応力に対してより大きい耐性であり、要求される機械的強度を提供する。本開示による補強リブを設けることは、特定の実施形態においてこのような支持メッシュから分散することを可能にし得る。本開示の意味において、「メッシュ開口」は、濾過メッシュの要素の開口の最も大きい直径寸法であり、前記要素のメッシュが延びる平面において測定される。

本発明およびその利点は、非限定的な例として与えられている本発明の実施形態の下記の詳細な記載を読むことで、より良く理解される。この記載は、添付の図面を参照している。

一実施形態によるフィルタエレメントの内面の斜視図である。図1のフィルタエレメントの外面の斜視図である。図1における領域IIIの詳細な斜視図である。一方が他方に積層された2つのフィルタエレメントを備えるフィルタの部分的な斜視図である。図4Aの部分的な上面図である。図2の平面V-Vにおけるフィルタエレメントの部分的な断面図である。図2の平面VI-VIにおけるフィルタエレメントの部分的な断面図である。第2の実施形態によるフィルタエレメントの部分的な斜視図である。第3の実施形態によるフィルタエレメントの部分的な斜視図である。フィルタエレメントの積層の分解斜視図である。複数のフィルタエレメントを備えるフィルタの斜視図である。第4の実施形態によるフィルタエレメントの上面図である。第4の実施形態によるフィルタエレメントの部分的な上面図である。

フィルタエレメント10を備えるフィルタ100の実施形態が、図1〜図6を参照して記載される。

図1および図2に描写されている実施形態によるフィルタエレメント10は、内面20と、外面21と、濾過メッシュ22と、濾過メッシュ22が間で延びる内側の縁24および外側の縁26である2つの同心円状の縁と、を有する。同心円状の縁24、26は、以下に軸方向を定義するものとして言及される中心軸Xを中心とした円形である。内側の縁24は、軸方向Xに対して垂直である平面、つまり、径方向の平面において主に延びている。外側の縁26は、軸方向Xに対して垂直である平面、つまり、径方向の平面において主に延びている。

この実施形態では、外側の縁26の直径は約300mmである。当然ながら、例えば約100mm〜約600mmの範囲における直径を含め、他の直径が可能である。

フィルタエレメント10は、少なくとも内面20に設けられた径方向のリブ28を備えている。この実施形態では、図2に示しているように、径方向のリブ28は外面21にも設けられている。したがって、3つの同様のフィルタエレメント10が積層される場合、積層の中間におけるフィルタエレメントの両面は、2つの他のフィルタエレメントのそれぞれの内面を向き、それぞれの面に設けられた径方向のリブは、区画を形成するように相互作用する。

径方向のリブ28は、径方向において内側の縁24と外側の縁26との間に延びている。径方向のリブ28は、図1において示しているように、前記内面20において区域を形成するために、周方向で規則的に分散されている。この実施形態では、さらなる径方向のリブ28が、図2において示しているように、前記外面21において区域を形成するために、周方向で規則的に分散されている。内面20および外面21における径方向のリブ28は、濾過メッシュ22の両側において互いを向いている。別の言い方をすれば、内面20における径方向のリブ28と外面21における径方向のリブ28とは、互いと軸方向で一致する。

内側の縁24は、区域のうちの対応するものとそれぞれ連通している通路30を有している。通路30は、内側の縁24における切り欠き部または切り取り部として設けられている。通路30は、連続する径方向のリブ28同士の間に設けられている。通路30は内面20において設けられている。

図2に示しているように、外側の縁26は、区域のうちの対応するものとそれぞれ連通している通路32を有している。通路32は、外側の縁26における切り欠き部または切り取り部として設けられている。通路32は、連続する径方向のリブ28同士の間に設けられている。通路32は外面21において設けられている。

典型的にはネジロッドである組立ロッドを通過させるための孔34が、各々のフィルタエレメントの外側の縁26の近傍に定められており、円形の縁24、26と径方向のリブ28とを定めているのと同じ材料を成形することで形成されている。オスおよびメスのブッシング36が、2つのフィルタエレメント10を互いに対して指示するために、例えば径方向のリブ28においてといった、孔34の周りに配置される。

図示した非限定的な例では、各々のフィルタエレメント10は16個の区域へと分割され、ブッシングが周方向において規則的に離間される4つの孔34を有している。具体的にはその直径の大きさに依存して、フィルタエレメントは、多かれ少なかれ区域を有し得る。例えば、100〜150mmの外径を有するフィルタエレメントは、8〜12個の区域を有することができ、500〜600mmの直径を有するフィルタエレメントは、20〜24個の区域を有することができる。

フィルタエレメント10は、濾過メッシュ22の周りにモールド成形により製造できる。別の言い方をすれば、フィルタエレメント10は、射出成形または同様のものによって製造でき、濾過メッシュは成形におけるインサートを形成する。成形された部分は、金属(例えば、アルミニウム合金)から、または、特にはポリマーであるプラスチック材料から作られる。径方向のリブ28、内側の縁24、および外側の縁26は、フィルタエレメント10同士の間の漏れを回避するために、エラストマで被覆されてもよい。

例えば油または水といった濾過される液体は、フィルタエレメント10の内側の縁24の通路30を通ってフィルタ100に入り、内面20から外面21へと通過するために濾過メッシュ22を越えることができ、それによって液体が濾過され、外側の縁26の通路32を通ってフィルタエレメント10から流れ出る。反対の流れの方向も可能である。

前述しているように、区域の各々1つには、径方向のリブ28を外側の縁26に連結する少なくとも1つの補強リブ40が設けられている。前記補強リブ40は、外側の縁26が延びる径方向の平面において見たとき、径方向のリブ28および外側の縁26に対して傾斜されている部分を有する。

この実施形態では、補強リブ40は、第1の傾斜部分42aと、第2の傾斜部分42bと、径方向部分44と、を有する。第1の傾斜部分42aおよび第2の傾斜部分42bは、区域を定めている径方向のリブ28と、径方向部分44と、にそれぞれ連結されている。径方向部分44は外側の縁26に連結されている。径方向部分44は径方向において延びている。

以下において、第1の傾斜部分42aのみが記載されている。他に明記されていない場合、第2の傾斜部分42bは、第1の傾斜部分42aの特徴の全部または一部を有し得る。この実施形態では、第1の傾斜部分42aおよび第2の傾斜部分42bは、それらが連結されている径方向部分44を中心として対称である。代替で、第1の傾斜部分と第2の傾斜部分とは、このような径方向部分を中心として非対称であり得る。

図2に示しているように、補強リブ40は外面21にも設けられている。内面20および外面21における補強リブ40は、圧力損失を低減するように、濾過メッシュ22の両側において互いを向いている。内面20における第1の傾斜部分42aについて以後に詳述されている特徴は、外面21における傾斜部分に適用することができる。

第1の傾斜部分42aは直線的であるが、外側の縁26が延びる平面において見たとき、径方向のリブ28および外側の縁26に対して傾斜されている部分を備えるという条件で、湾曲されてもよい。

図1および図2に示しているように、周方向において測定される、径方向のリブ28と補強リブ40の第1の傾斜部分42aとの間の距離Dが、外側の縁26に向かって増加している。第1の傾斜部分42aと、第1の傾斜部分42aが連結する径方向のリブ28とは、外側の縁26に向かって開く鋭角を形成している。

この実施形態では、補強リブ40の径方向部分44は直線的である。直線的な径方向部分が好まれるが、他の代替も可能であることは留意されたい。径方向部分44と第1の傾斜部分42aとは、鈍角を形成するように連結されている。

外側の縁が延びる平面において見たとき、傾斜部分と径方向のリブとは、例えば5°〜85°の角度を形成する。本実施形態では、角度は約30°である。

第1の傾斜部分42aと第2の傾斜部分42bとは互いに連結されており、これにより、2つの連続する径方向のリブ28を連結する連結部分42を形成して、2つの連続する径方向のリブ28の間には、区域が形成されている。実際、第1の傾斜部分42aと第2の傾斜部分42bとは、連結部分42のそれぞれの分岐部を形成しており、各々の分岐部は、連結領域(それぞれ42a'および42b')において径方向のリブ28に連結されており、2つの分岐部は、径方向部分44にも連結される結合領域42'において結合している。この実施形態では、前記連結部分42は全体的にV字の形状を有している。

補強リブ40の径方向部分44を考慮すると、この実施形態では、補強リブは全体的にY字の形を有する。Y字の2つの傾斜した分岐部は、連結部分42を形成する第1の傾斜部分42aおよび第2の傾斜部分42bによって形成されている。

V字またはY字の分岐部は、内側の縁24に向かって開いており、つまり、ほとんどの場合で、流体の流れが区画へと来る方向へ開いている。実際、連結領域42a'および42b'は、結合領域42'よりも内側の縁24に径方向においてより近い。

第1および第2の傾斜部分によって形成された連結部分は、例えばU字といった、V字以外の形状を有してもよい。これは図8に示されており、図8では、フィルタエレメントは、結合領域142'からそれぞれの連結領域142a'および142b'まで湾曲される第1の傾斜部分142aおよび第2の傾斜部分142bを有する1つまたは複数の連結部分142を有してもよい。この図は、連結領域242a'および242b'の近くに直線的な部分を有するが、結合領域242'の近くに湾曲した部分を有する第1の傾斜部分242aおよび第2の傾斜部分242bを有するフィルタエレメントも示している。両方の場合で、連結部分は凹状の形を有し、その凹状は、流体の流れが通常来る内側の縁に向けられている。

図2に示しているように、補強リブ40の径方向部分44は、周方向において通路32のうちの一方の隣において外側の縁26に連結されている。この実施形態では、各々の区域は外側の縁26において2つの通路32を備えている。径方向部分44は、前記2つの通路32の間で外側の縁26に連結されてもよい。しかしながら、各々の区域は、外側の縁26において1つだけの通路32を備えてもよく、または、3つ以上の通路32を備えてもよい。

補強リブ40は、例えば径方向部分44と第1および第2の傾斜部分42a、42bとの交差位置において、拡大部分46を備えてもよい。拡大部分46は、標識付けの目的のために使用されてもよい。

図1および図2で示しているように、補強リブ40は、区域の濾過メッシュ表面を実質的に等しい面積で分割する。

図3は図1の詳細を示している。補強リブは、一部の実施形態については、同様の径方向の場所において、つまり、フィルタエレメントの軸方向中心から同様の距離において、径方向のリブに連結されてもよく、図3に示した実施形態では、径方向のリブ28のうちの1つの両側において延びる補強リブ40が、径方向の異なる場所において前記1つの径方向のリブ28に連結されている。より具体的には、図3は、径方向のリブ28が内面20において2つの隣接する区域を区画していることを示している。区域のうちの1つの第1の傾斜部分42aと、区域のうちの他方の第2の傾斜部分42bと、は径方向のリブ28に連結されている。第1の傾斜部分42aと第2の傾斜部分42bとは、径方向の異なる場所において径方向のリブ28に連結されている。ここで、第1の傾斜部分42aと径方向のリブ28との間の連結領域42a'は、第2の傾斜部分42bと径方向のリブ28との間の連結領域42b'より外側の縁26に近く、内側の縁24から遠い。これは、フィルタエレメント10の射出成形を容易にし、その機械的強度を高め、流体流れに関する利点を提供しており、これは図4Aおよび図4Bを参照して後でより詳細に説明されている。

図4Aおよび図4Bで示しているように、フィルタエレメント10は互いに組付けられるように構成されており、これにより、それらのそれぞれの内面20が互いを向き、それらの間に空間を定める。前記空間は、前記内面の接触する径方向のリブ28同士によって周方向で区画されている。一方、外面21に設けられた径方向のリブ28は互いと接触する必要がない。濾過されていない液体が導入される濾過メッシュ22の側において区域を区画することは、それ自体技術的に知られている逆洗によって、濾過メッシュ22を目詰まり除去することを可能にする。

フィルタ100は、図4Aに示しているように、少なくとも2つのフィルタエレメント10を一体に組み立てることで作られる。所望のフィルタ能力のフィルタを得るために、図4Aに示したフィルタのように、所望の数の個別のフィルタ100を積層して一体に組み立てることで十分である。

図3を参照して以前に詳述しているように、径方向のリブ28のうちの1つの両側において延びる補強リブ40は、径方向の異なる場所において前記1つの径方向のリブ28に連結されている。この特徴のおかげで、2つのフィルタエレメント10が、それらのそれぞれの内面20が互いを向くように互いに組付けられるとき、それぞれのフィルタエレメント10の補強リブ40は、軸方向において全体で互いを向いているわけではない。つまり、2つのフィルタエレメント10が、それらのそれぞれの内面20が互いを向くように互いに組付けられるとき、それぞれのフィルタエレメント10の向かい合う区域の補強リブ40は、径方向の平面において互いに対してずらされている。このずれは、特に図4Bにおいて見ることができる。したがって、隣接するフィルタエレメントの補強リブは、軸方向に重ならない部分を少なくとも有し得て、このことは、流体の流れを容易にする。

また、1つおきの区域で、補強リブ40の径方向部分44の径方向長さは、隣接する区域の補強リブ40の径方向部分44の径方向長さより長くなり得る(例えば、図1参照)。したがって、2つのフィルタエレメント10は、それらのそれぞれの内面20が互いを向くように互いに組付けられるとき、より短い径方向部分44がより長い径方向部分44と軸方向に面する。

これらの特徴は、濾過される液体の流れを容易にし、圧力損失を低減する。

より一般的には、補強リブ40は、濾過メッシュ22が濾過される流体の圧力に耐えることを補助する。補強リブ40の最適な構成は、フィルタを通る流体の流れを増加させることを可能にする。補強リブ40は、フィルタエレメント10を強化することに寄与する。

図5は、図2の平面V-Vにおける、つまり、フィルタエレメント10の径方向のリブ28を貫く、フィルタエレメント10の部分的な断面図である。内面20と外面21とは濾過メッシュ22によって分離される。図5に見られるように、軸方向における径方向のリブ28の厚さは外面21において一定である。軸方向における径方向のリブ28の厚さは、外面21において、内側の縁24から外側の縁26まで低減する。したがって、先に記載したようにいくつかのフィルタエレメント10が互いと組み立てられるとき、隣接する区域は外面の側において互いと連通し、一方、内面の側において互いと区画される。

内側の縁24と外側の縁26とは、2つの平行な径方向の平面によって軸方向に制限されている。

図5に示されているように、濾過メッシュ22は、フィルタエレメント10の軸方向Xを中心とした円錐形状または円錐台状の形状を有する。その利点は、図2の平面VI-VIにおける、つまり内側の縁24の通路30および外側の縁26の通路32を通る、フィルタエレメント10の部分的な断面図である図6を参照して説明されている。

図3に示しているように、内面20において、軸方向に測定される補強リブ40の厚さは、径方向のリブ28の厚さより小さい。第1の傾斜部分42aおよび第2の傾斜部分42bの連結領域42a'、42b'の厚さは、径方向のリブ28の厚さから低減する。連結領域42a'(42b')を除いて、第1の傾斜部分42a(第2の傾斜部分42b)の厚さは一定である。

一方で、図6は、外面21において、軸方向で測定される補強リブ40(そこからの第1の傾斜部分42aだけが図6では示されている)の厚さは、径方向のリブ28の厚さと等しいことを示している。

図6では、符号EIは、通路30における内側の縁24の軸方向の厚さを表しており、符号EOは、通路32における外側の縁26の軸方向の厚さを表しており、符号PIは、中心軸Xに最も近い濾過メッシュ22の端部分と内側の縁24の通路30の最も近い縁との間の軸方向の距離を表しており、符号POは、中心軸Xから最も遠い濾過メッシュ22の端部分と外側の縁26の通路32の最も近い縁との間の軸方向の距離を表している。

濾過メッシュ22が円錐形状を有するため、濾過メッシュ22と通路30、32との間のそれぞれの距離PIおよびPOは、濾過メッシュが平面であるフィルタエレメントにおける距離に対して増加されている。したがって、濾過メッシュ22は、内側の縁24および外側の縁26によってより良好に保持される。これは、通路30、32の軸方向の寸法を増加させることすらでき、それによってフィルタエレメント10をより大きい流量を処理するように構成することができる。

本実施形態では、濾過メッシュ22は、通路30において内側の縁24の軸方向の厚さEIの40%から60%の間に位置する場所において、内側の縁24に挿入される。別の言い方をすれば、PI/EIは40%から60%の間である。

同様に、濾過メッシュ22は、通路32において外側の縁26の軸方向の厚さEOの40%から60%の間に位置する場所において、外側の縁26に挿入される。別の言い方をすれば、PO/EOは40%から60%の間である。

濾過メッシュ22が内側の縁24および外側の縁26によって緊密に保持されるため、先行技術のフィルタエレメントより径方向のリブ28および補強リブ40をより薄くすること、および補強リブ40を内側の縁24に連結しないこと、が可能である。また、傾斜部分42a、42bを含む補強リブ40の提案された構成は、濾過のために利用可能ではない濾過メッシュ22の表面を最小限にする。したがって、実施形態によるフィルタ100では、濾過メッシュ表面全体に対する、濾過のために利用可能な濾過メッシュ表面の割合は、少なくとも75%である。

ここで、フィルタエレメント10の別の実施形態が図7を参照して提示される。この図では、第1の実施形態のものと対応する要素または同一の要素は、同じ符号を与えられ、繰り返して説明していない。補強リブ40は、2つの第1の傾斜部分42aと、2つの第2の傾斜部分42bと、2つの径方向部分44と、を備えている。1つの第1の傾斜部分42aと1つの第2の傾斜部分42bとが、例えば全体的にY字の形に、先に記載したように径方向部分44に連結されている。別の第1の傾斜部分42aと別の第2の傾斜部分42bとが、Y字の形に連結されている。2つの径方向部分44は、径方向において一列にされるように互いに連結されている。別の言い方をすれば、補強リブは、第1の傾斜部分42aおよび第2の傾斜部分42bによってそれぞれ形成された2つの分岐部を各々有する2つの連結部分と、外側の縁から径方向外側の連結部分の分岐部の結合領域42'まで、および分岐部の前記結合領域から径方向内側の連結部分までそれぞれ延びる2つの径方向部分44と、を備えている。したがって、補強リブ40は、一方が他方の上にある、2つの全体的にY字の形状、または全体的に魚の骨の形状を実質的に有する。

2つの第1の傾斜部分42aは、外側の縁26と径方向のリブ28とに対して同じ傾斜角度を有していない。それらのそれぞれの傾斜は、補強リブ40が区域の濾過メッシュ表面を実質的に等しい面積に分割するように決定されている。

図11Aおよび図11Bでは、フィルタエレメント10'のさらなる実施形態が示されている。この実施形態では、フィルタエレメント10'は、径方向のリブ28を外側の縁26に連結する少なくとも1つの補強リブ40が設けられたいくつかの区域を備えている。前記補強リブ40は、外側の縁26が延びる径方向の平面において見たとき、径方向のリブ28および外側の縁26に対して傾斜されている部分を有する。図1および図2に関連して前述した実施形態について、補強リブ40は、第1の傾斜部分42aと、第2の傾斜部分42bと、径方向部分44と、を有する。第1の傾斜部分42aおよび第2の傾斜部分42bは、区域を定めている径方向のリブ28と径方向部分44とにそれぞれ連結されている。径方向部分44は外側の縁26に連結されている。したがって、これらの区域およびその補強リブは、前述したものと同様であり、さらなる説明についてはそちらを参照されたい。

しかしながら、図11Aおよび図11Bの実施形態は、補強リブ50、52が外側の縁26に連結されないいくつかの区域も備えている。代わりに、補強リブ50、52は、2つの径方向のリブ28と、組立ロッドが貫いて通るための孔34が設けられている中間の径方向のリブ28'と、の間に連結されている。ここで、補強リブ50、52は、孔34の場所において、径方向のリブ28'の両側に連結されている。

図9は、軸Xに沿って積層され、上方カバー106と下方カバー108との間に配置された複数のフィルタエレメントを備える積層102を示している。フィルタエレメント10は、前述したように、同一の、同様の、または相補的なフィルタエレメント10との対として組み立てられる。各々の対において、フィルタエレメント10は、それぞれの内面20が互いを向き、前記それぞれの内面20の接触する径方向のリブ28が前記内面同士20の間の空間を区切るように一方が他方に組付けられる。

組立ロッド104はフィルタエレメント10の孔34に挿入され、それによってフィルタエレメント10の位置合わせと軸方向の一致とを確保する。

フィルタ100は、図10において斜視により示されている。フィルタ100はカータ110を備えており、フィルタエレメントの積層102がカータ110内に配置されている。したがって、フィルタ100は複数のフィルタエレメント10を備え、前記フィルタエレメントは軸Xに沿って積層されている。

フィルタ100は、2つの入口部分112と2つの出口部分114とを備えている。フィルタ100は、1つまたは複数の入口部分112、および/または、1つまたは複数の出口部分114を備え得る。この実施形態では、入口部分112は、フィルタエレメント10の内側の縁24の通路30に流体連結されており、一方、出口部分114は、外側の縁26の通路32に流体連結されている。しかしながら、カータ110および積層102内の流れ方向は逆にされてもよい。

フィルタエレメントの積層102は、従来の手法でカータ110に留め付けられる。

本発明が特定の例示の実施形態を参照することで記載されてきたが、特許請求の範囲によって定められているような本発明の大まかな範囲から逸脱することなく、変更がこれらの例に提供されてもよい。具体的には、異なる図示/言及された実施形態の個別の特性が、追加の実施形態において組み合わされてもよい。そのため、記載および図面は、制限の意味ではなく、例示で検討されるべきである。

10、10' フィルタエレメント
20 内面
21 外面
22 濾過メッシュ
24 内側の縁
26 外側の縁
28 径方向のリブ
28' 中間の径方向のリブ
30 通路
32 通路
34 孔
36 ブッシング
40 補強リブ
42 連結部分
42a 第1の傾斜部分
42b 第2の傾斜部分
42' 結合領域
42a'、42b' 連結領域
44 径方向部分
46 拡大部分
50、52 補強リブ
100 フィルタ
102 積層
106 上方カバー
108 下方カバー
110 カータ
112 入口部分
114 出口部分
142 連結部分
142' 結合領域
142a 第1の傾斜部
142b 第2の傾斜部
142a' 連結領域
142b' 連結領域
242a 第1の傾斜部分
242b 第2の傾斜部分
242a'、242b' 連結領域
242' 結合領域
D 距離
EI、EO 厚さ
PI、PO 距離
X 中心軸、軸方向

Claims

内面(20)と、外面(21)と、濾過メッシュ(22)と、内側の縁(24)および外側の縁(26)である2つの同心円状の縁であって、これらの縁の間に前記濾過メッシュ(22)が延びる、2つの同心円状の縁と、少なくとも前記内面(20)に設けられる径方向のリブ(28)と、を有するフィルタエレメント(10)であって、前記径方向のリブ(28)は、前記同心円状の縁(24、26)同士の間に延び、かつ前記内面(20)において区域を形成するために周方向に分散され、前記フィルタエレメント(10)は、対応するフィルタエレメントに組付けられるように構成されて、これにより、前記内面(20)が前記対応するフィルタエレメントに面し、かつ前記区域を定める前記径方向のリブ(28)が、前記内面と、前記対応するフィルタエレメントと、の間の空間内に区画を周方向に形成するように作用し、前記内側の縁(24)は、前記区域のうちの対応する区域とそれぞれ連通する通路(30)を有し、
前記区域のうちの少なくとも一部の各々には、前記径方向のリブ(28)を前記外側の縁(26)に連結する少なくとも1つの補強リブ(40)が設けられること、ならびに前記補強リブ(40)は、径方向の平面において見たとき、前記径方向のリブ(28)に対して、および前記外側の縁(26)に対して、ゼロでない角度をなす傾斜部分(42a、42b)を有すること、を特徴とするフィルタエレメント(10)。
周方向において測定される、前記径方向のリブ(28)と前記補強リブ(40)の前記傾斜部分(42a、42b)との間の距離(D)が、前記外側の縁(26)に向かって増加する、請求項1に記載のフィルタエレメント。
前記外側の縁(26)が延びる前記径方向の平面において見たとき、前記傾斜部分(42a、42b)と前記径方向のリブ(28)とは、5°よりも大きく、かつ85°未満の角度をなす、請求項1または2に記載のフィルタエレメント。
前記補強リブ(40)は、前記区域を定める2つの連続する径方向のリブ(28)を連結する連結部分(42)を備え、前記区域内には前記補強リブが形成されており、前記連結部分(42)は2つの分岐部(42a、42b)を有し、該2つの分岐部(42a、42b)は、各々が連結領域(42a'、42b')において前記2つの連続する径方向のリブ(28)のうちの1つに連結されており、前記分岐部同士は、結合領域(42')において結合する、請求項1から3のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記連結領域(42a'、42b')は、径方向において前記結合領域(42')よりも前記内側の縁に近い、請求項4に記載のフィルタエレメント。
前記連結部分(42)は、全体的にV字またはU字の形状を有する、請求項4または5に記載のフィルタエレメント。
前記補強リブ(40)は、全体的にY字の形状を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記補強リブ(40)は、第1および第2の連結部分(42)であって、当該連結部分の各々が、2つの分岐部(42a、42b)を備え、当該分岐部分の各々が、前記2つの連続する径方向のリブ(28)のうちの1つに連結される、第1および第2の連結部分(42)と、2つの径方向部分(44)であって、第1の径方向部分が、前記外側の縁と前記第1の連結部分の前記分岐部の前記結合領域(42')との間に延び、第2の径方向部分が、前記第1の連結部分の前記分岐部の前記結合領域と前記第2の連結部分の前記分岐部の前記結合領域(42')との間に延びる、2つの径方向部分(44)と、を備える、請求項4から6のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記補強リブ(40)は、周方向において流体通路(32)の隣で前記外側の縁(26)に連結される、請求項1から8のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記径方向のリブ(28)のうちの1つの両側において延びる前記補強リブ(40)は、径方向の異なる場所(42a'、42b')において前記1つの径方向のリブに連結される、請求項1から9のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記濾過メッシュ(22)は円錐形状を有する、請求項1から10のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記濾過メッシュ(22)は、通路(30)における前記内側の縁(24)の軸方向の厚さ(EI)の40%から60%の間に位置する場所(PI)において、前記内側の縁(24)に固定される、請求項1から11のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記補強リブ(40)は、前記区域の濾過メッシュ表面を、実質的に同様の大きさの面積に分割する、請求項1から12のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
濾過メッシュ表面全体に対する濾過のために利用可能な濾過メッシュ表面の割合は、少なくとも70%である、請求項1から13のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
径方向のリブ(28)が前記外面(21)にさらに設けられ、前記径方向のリブは、前記外面(21)において区域を形成するために、前記同心円状の縁(24、26)同士の間に延びると共に、周方向に規則的に分散され、前記内面(20)の前記径方向のリブ(28)は、前記外面(21)の前記径方向のリブと軸方向において一致する、請求項1から14のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記径方向のリブ(28)および/または前記補強リブ(40)はポリマー製である、請求項1から15のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
前記濾過メッシュ(22)は支持メッシュを有しない、請求項1から16のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。
それぞれの内面が互いに面し、前記それぞれの内面の接触する前記径方向のリブ(28)が前記内面同士の間の空間を区切るように、一方が他方に組付けられる、請求項1から17のいずれか一項に記載のフィルタエレメントの対。
前記フィルタエレメントが軸(X)に沿って積層される、請求項1から18のいずれか一項に記載のフィルタエレメントを複数備えるフィルタ(100)。