JPH09512212A - 上部装填フィルターアセンブリーへの、プリーツ加工されたカートリッジフィルターの取り付け - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、プリーツ加工されたフィルターカートリッジの端部をキャップするための改良された装置である。この装置は、少なくとも内側フランジを備えた第１の端部と、その第１の端部の中に入り込んで、プリーツ加工されたフィルター媒体を受け入れるに適する環状スペースを画定するフレア付き第２部分を有する２つの部分のアセンブリーからなる。プリーツ加工されたフィルター媒体は、好ましくは、環状スペースの中に入れ込まれ、漏れることのない気密なシールを形成する。本発明のフィルターアセンブリーは、部品が少なく、製造、装着、及び使用が比較的容易といった、従来のフィルターエンドキャップアセンブリーに勝る明瞭な改良である。

Description

【発明の詳細な説明】 上部装填フィルターアセンブリーへの、プリーツ加工されたカートリッジフィル ターの取り付け 発明の分野 本発明は、濾過装置にフィルターバッグやカートリッジを取り付けるための装 置に関する。 発明の背景 フィルターバッグ（即ち、プリーツ加工されてないフィルター媒体）用に設計 されたパルスジェット式集塵機の中にプリーツ加工されたカートリッジフィルタ ーを改装して取り入れることは、１０年以上にわたって一般に実施されている。 主な長所は、濾過表面積を大幅に増加させ、集塵機をより低い差圧で運転するこ とを可能にすることである。場合により、その目的は、フィルターエレメントを 置き換えること以外に、集塵機に何ら物理的変化を与えずに、ダスト捕集システ ムの空気取扱容量を増やすことである。 プリーツ加工されたカートリッジをチューブのシートに取り付けるための方法 が、上部装填システムと底部装填システムの両方について開発されている。特に 割合に大型の集塵機においては、上部装填システムが好まれ、理由は、装着と除 去のためにきれいな面に接触することが割合に容易なためである。 上部装填取り付けの１つの方法は、カートリッジの上部の成形されたポリウレ タン構造体である。チューブシートの厚さに相当する溝を有するエラストマー構 造体が提供され、カートリッジをチューブシートの中を通してスライドさせて溝 がチューブシートにパチン と収まるまで下方に押し込んだ後、この溝はチューブシートの穴にパチンと収め られることができる。 この取り付け方法はいくつかの欠点を有する。成形されたポリウレタン構造体 が、漏れのないシールを与えるに十分なぴったりしたフィットに設計された場合 、カートリッジは装着と除去が難しい。また、チューブシートの穴の許容度に若 干の変化があり、これが空気の漏れに結びつくことがある。経時的に、ポリウレ タンのシール用構造体は硬化・脆化し、又は温度変化及び／又は化学物質の攻撃 によって寸法が変化することがある。続いて起こるシールの破損は、ダストの発 散とフィルターエレメントの早過ぎる損傷をもたらす。 上部装填取り付けのもう１つの常套法は、ウルベスタッド(Ulvestad)らの米国 特許第４２９２０５７号明細書に開示の集塵機バッグ用の上部除去支持体に類似 の、布帛材料のスナップバンドスリーブによって圧力嵌めされる垂直のカラーを 利用する。プリーツ加工されたカートリッジフィルターの変法において、カラー アセンブリーは、カートリッジに取り付けられなければならない別個な部品であ る。これは、カートリッジの上部エンドキャップに、２〜３本のネジ込みスタッ ドを取り入れることによって達成される。ベンチュリ管とハンドルを備えたカラ ーアセンブリーが、スタッドを設けられたエンドキャップの上に配置される。ガ スケットが、カラーアセンブリーとスタッドを設けられたエンドキャップの間に 必要とされる。集塵機に装着される前に、それらを固定するために、ナットと固 定ワッシャーが使用される。 この方法は、カートリッジとチューブシートの間に耐久性のある気密シールを 形成する。しかしながら、別個な構成部分を使用する必要性は、この取り付け方 法のコストを顕著に付加する。別個なカ ラー、２〜３本のネジ込みスタッドを有するエンドキャップ、ガスケット、関連 のハードウェア、及びアセンブリーに必要な労力は、採用するには過度に複雑で あると思われ、フィルターの保全に不要な時間と労力を付加するものと考えられ る。 従って、本発明の主な目的は、改良されたフィルターカートリッジ取り付け手 段を提供することである。 発明の要旨 本発明は、シール用カラーがエンドキャップ構造体に一体にされ、それによっ て、別個な構成部分又はそれらを固定するためのエンドキャップ構造体の必要性 をなくした、改良されたフィルターカートリッジである。 本発明のカートリッジの上部エンドキャップは、アセンブリーの前に一緒に組 み込まれた２つの構成部分を有する。第１の構成部分は、チューブシートの穴と プリーツ加工されたカートリッジの本体よりも大きい外側直径を有する開口端部 である。第２の構成部分は、その開口端部に入り込むフレア端部を有する円筒状 部分である。この第２の構成部分は、カートリッジの本体よりも大きいが、チュ ーブシートの開口部よりも若干小さく、このため布帛のスナップバンドによって 圧力嵌めされることができる。許容度は、第２構成部分のフレア端部が、その２ つの片が一緒に組み込まれたときにその端部に安定してフィットするように設計 される。 カートリッジがアセンブリーされるとき、注封材料又は同様なシーラント材料 が、開口端部の内側直径と、第２構成部分の内側フランジの間に形成される環状 スペースの中に注ぎ込まれる。この注封材料は、液体として施され、その後で硬 化されて固体になる。注封材料を施した後、プリーツ加工されたフィルター媒体 が、エンドキ ャップのアセンブリーの中に組み入れられる。注封材料が硬化すると、プリーツ 加工されたフィルター媒体がエンドキャップに固定され、気密シールが形成され る。また、硬化した注封材料は、エンドキャップの２つの組み込まれた構成部分 の間の接着剤とシーラントとして作用する。 フィルターの底は、上部アセンブリーに使用されたと同じ注封材料を使用し、 プリーツ加工されたフィルター媒体に取り付けられることができる閉じた金属エ ンドキャップでよい。場合により、このキャップは、成形された熱硬化性又は熱 可塑性の材料で置き換えられてもよい。 最終的なカートリッジアセンブリーは、チューブシートの上側表面から集塵機 に取り付けられる。先ず、布帛スナップバンドが、チューブートの穴のエッジの 周りに装着される。カートリッジアセンブリーは、布帛スナップバンドで囲まれ た穴の中を通して下げられる。上部エンドキャップアセンブリーが布帛スナップ バンドに達したとき、下向きの力が上部エンドキャップに加えられ、上部エンド キャップアセンブリーの円筒状内側部分が、布帛スナップバンドによって力を加 えられる。次いでこのアセンブリーは、上部エンドキャップの外側フランジと、 エンドキャップアセンブリーのフレア付き第２部分の外側表面によって画定され る環状スペースの中に布帛スナップバンドの頭部が据え付けられるまで押し下げ られる。 図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面を参照しながら、以降の説明に照らして考察されると、 より適切に理解されることができる。 図１は、本発明のトップエンドキャップに取り付けられた、プリーツ加工され たフィルターカートリッジの半横向きの立面図である 。 図２は、本発明のエンドキャップの半横向きの横断面図である。 図３は、本発明のエンドキャップの底平面図である。 図４は、チューブシートの穴にぴったり装入され、圧縮された定位で示された スナップバンドである。 図５は、本発明に使用されるスナップバンドの横断部である。 図６は、本発明に使用されるカートリッジ除去工具の前立面図である。 図７は、図６のカーリッジ除去工具の作用端部の拡大された端面図である。 図８は、図６のカートリッジ除去工具の作用端部の拡大された側面図である。 発明の詳細な説明 本発明は、２つの構成部分からなる上部のエンドキャップアセンブリーを備え た、プリーツ加工されたカートリッジフィルターからなる。 図１、本発明のエンドキャップアセンブリー12を組み入れたプリーツ加工され たフィルターカートリッジ10を示す。本フィルターカートリッジ10は、大抵の上 部装填濾過ユニットに見られるチューブシートアセンブリー16の一連の開口部14 の１つに装入されるに適する。エンドキャップアセンブリー12の周りのぴったり したフィットを形成するため、下記により詳細に説明する「スナップバンド(sna p band)」カラーのようなガスケット部材18が、開口部14の内側にそって設けら れる。このガスケット部材は18は、好ましくは、フィルターカートリッジ10とエ ンドキャップアセンブリー12が開口部14を容易にスライドして出入りすることを 可能にすると同時に、使 用中の漏れを防ぐためにエンドキャップアセンブリーの周りにぴったりしたフィ ットが提供されることを保証するような、軟らかい弾力性のある材料から作成さ れる。 本発明のエンドキャップアセンブリー12は、図２と３により詳しく示されてい る。エンドキャップは、内側直径のフランジ22を有する第１の端部20と、第２の フレア部分24の２つの構成部分を有する。示されたように、第２のフレア部分24 は、フレア部分24と内側フランジ22の間に環状スペース26を画定するように、第 １の端部20の中に「入り込む(nest)」又はフィットするに適する。また、好まし くは、外側直径のフランジ30も、第１の端部20に設けられる。この外側フランジ 30は、スナップバンドカラー18の周りにより首尾よく取り付けることを可能にす る。 ２つの部分20と24は、単にその２者の間にぴったりしたフィットを与えること によって一緒に取り付けられることができ、それによってフレア部分24が、第１ の端部22の中に固定し、外側フランジ30に対する摩擦によって適所に保持される 。より好ましくは、２つの部分20と24は、フレア部分24のヘリ32の一部又は全体 の周りに、エポキシ樹脂その他のポリマーのような接着剤を適用することによっ て、一緒に保持される。この結合プロセスは、ぴったりしたフィットが２つの部 分20と24の間で既に与えられている場合は助けられる。また、下記に説明するよ うに、注封材料の適用は、２つの部分を一緒に結合させる助けにもなることを認 識すべきである。 環状スペースは、プリーツ加工されたフィルターエレメント28を受入れ、それ を内側フランジ22とフレア部分24の間に支持するに適するサイズである。「注封 材料(potting compound)」を使用し、プリーツ加工されたフィルターエレメント 28が、環状スペースの中の適所に支持されることが好ましい。この注封材料は、 エンドキャッ プアセンブリーを通り抜けるフィルターエレメントの周りの全ての漏れを回避す るように、フィルターエレメント28のプリーツと環状スペース26内の全ての開ロ スペースとの間の全てのギャップを満たすことができる任意の材料でよい。また 、この注封材料は、使用中にエンドキャップアセンブリー12とフィルターエレメ ント28を一緒に保持するのに役立つ。本発明に使用するに適切な注封材料には、 ポリ塩化ビニルプラスチゾル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン又はセ ラミックのように、液体として施され、次いで硬化されることができる１成分又 は多成分の材料が挙げられる。 本発明のエンドキャップアセンブリーの構造には、従来のエンドキャップデバ イスに勝る数多くの長所がある。第１に、フィルターエレメントを適所に支持す るために、２つのぴったりフィットした部分と注封材料を使用することは、非常 に効率的な独立したフィルターアセンブリーを提供する。ナット、ワッシャー、 ガスケットその他の損失又は損傷を受け易い小部品を用い、保全作業者によって 分解され再度組み立てられなければならなかった従来のデバイスと異なり、本発 明の全ユニットは、極く僅かな時間と極く僅かな労力で、即座に除去され交換さ れることができる。第２に、フィルターエレメントがエンドキャップに注封され て取り付けられることは、ガスケットを不要にし、さらに、フィルターエレメン トの端部の周りのバイパスが効果的に消去されることを保証する。第３に、エン ドキャップアセンブリーに２片だけを使用することは、部品とアセンブリーのコ ストを下げると同時に、従来のデバイスよりも全体のエンドキャップアセンブリ ーを軽量にする。 上記にように、本発明のフィルターアセンブリー10は、スナップバンドカラー 18を有する開口部の中に装着することが好ましい。このようなカラー18の１つの 態様が、図４と５に示されている。この カラーは、弾力性のある部材36、スプリングエレメント34、及び外側ケーシング 38を備える。弾力性のある部材36は、好ましくは、ポリエステル、ポリアラミド 又はポリテトラフルオロエチレンのフェルトから作成され、エンドキャップアセ ンブリー12の周りに適合する機能をし、外側ケーシング38と共にそれらとぴった りしたフィットを形成する。スプリングエレメント34は、好ましくは、３０１ス テンレス鋼のようなスプリング鋼から作成され、径方向のシール力と、スナップ バンドカラー18に弾力性を与える機能をする。このスプリングエレメントは、２ つのリッジ40・42と、環状の窪んだ溝44を提供する形状である。２つのリッジ40 ・42と溝44は共働して、スナップリングを、チューブシート16の開口部14の周り に適所に固定する。また、外側ケーシング38は、好ましくは、耐久性であって、 しかもそれを通ってエンドキャップアセンブリー12が適切な装着位置に容易にス ライドすることを可能にする、ポリエステル、ポリアラミド又はポリテトラフル オロエチレンのフェルトや布帛の材料から作成される。 図４に示されるように、スナップバンドカラー18は、単に、押し曲げられた状 態（即ち、「インゲンマメ」の形状）にカラー18を変形させ、示したように、そ の変形したカラー18を開口部14に配置し、次いで開口部14の中でカラーをバネの 力で元の状態に戻すことによって装着されることができる。その他のガスケット エレメントも、本発明から逸脱することなく、本発明のチューブシートの開口部 14の中に使用され得ることを認識すべきである。例えば、布帛のスナップバンド カラーの代わりに、天然ゴム、ネオプレン、ポリウレタン又はシリコーンの成形 された伸縮性のあるリングが使用されてよい。 本発明のエンドキャップアセンブリー12に外側フランジ30を設け ることによって、フィルターカートリッジがチューブシートに装着された後、エ ンドキャップがスナップバンドカラーをまたぐことを可能にする。このようにし て、フィルターカートリッジに、より適切な構造的支持が提供される（とりわけ 、完全に装着された位置で、外側フランジが実際に拡張してチューブシートに触 れるならば）。その上、使用中にエンドキャップアセンブリーの周りに漏れが生 じないことを保証するために、外側フランジ30は、付加的なシール用表面を提供 する。 チューブシートからフィルターカートリッジを除去する助けをするように、何 らかの形態のハンドルを用意することが、従来のフィルターカートリッジデバイ スに一般に実施されてきた。一般に、これらのハンドルは、フィルターカートリ ッジを橋渡しして取り付けられた、同様な曲がりの金属のループを備えていた。 不都合なことに、これらのハンドルは非常に壊れ易く、フィルターの交換プロセ スの際に、ハンドルが破損する又は破壊していた。本発明にも同様なハンドルデ バイスが用意されてよいが、本発明のフィルターアセンブリーの除去は、より信 頼性のある手段によって行われることが好ましい。 図６〜８に、本発明のフィルターカートリッジの交換を容易にするフィルター 除去工具46が示されている。フィルター除去工具46は、作用端部又は「ヘッド」 48、長い首50（例えば、約３０インチの長さ）、及び直角のハンドル52を備える 。工具のヘッド48は非対称であり、２つの短い丸められた端部54a・54bと、２つ の長い平坦な側面56a・56bを有する。図８に示されたように、丸められた端部54 は、好ましくは、横断面においてある角度にされる（例えば、約４５°の角度） 。 ヘッド48は、ある角度で本発明のエンドキャップアセンブリーの 中央開口部58（即ち、内側フランジ２２によって画定される）の中にフィットす るに適する。中央の開口部58の中に配置された後、次いでそのデバイスは真っ直 ぐにされ、ネック50を、フィルターカートリッジの長手軸に本質的に並行に配置 する。この位置に配置された時、ヘッドは内側フランジ22の下に掛かり、ハンド ル52を引くことによってカートリッジが容易に除去されることができる。カート リッジがチューブシートから開放されると、除去デバイス50は、それをある角度 に再度傾けることによって、カートリッジから容易に分離されることができる。 多数のカートリッジフィルターについて１つだけの除去デバイス50が使用される ことができるため、フィルター環境の厳しさに耐えることができる、例えば１イ ンチ×１インチの軟鋼管材料のような非常に耐久性のある材料から作成されるこ とができる。 本発明には事実上任意の形態のフィルター媒体が使用されてよいが、織布、不 織ニードルフェルト、スパンボンド材料、又はスパンレース材料のようなプリー ツ加工されたフィルター媒体を使用することが特に好ましい。フィルター媒体は 、好ましくは、セルロース、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル、ポリイ ミド、ポリアミド、ポリアラミド、ガラス又はポリテトラフルオロエチレンの繊 維である。また、フィルター媒体は、Ｇｏｒｅの米国特許第４１８７３９０号明 細書、ヤマザキの同４１１０３９２号明細書、バシノ(Bacino)の同４０９６２２ ７号明細書、Ｇｏｒｅの同３９６２１５３号明細書、Ｇｏｒｅの同３９５３５６ ６号明細書、デニー(Denny)の同４０２５６７９号明細書の１つ以上に従って調 製される延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜にラミネートされ ることもできる。 本発明に使用するのに、特に好ましいものは、延伸膨張ＰＴＦＥ 膜をラミネートされたスパンボンド法のポリエステルの４〜１２オンス／平方ヤ ードの層のフィルター媒体である。プリーツ構造とフィルター構成は、トロント (Tronto)の米国特許第５２０７８１２号明細書に従って作成される。 エンドキャップの部分20，24は、炭素鋼、亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼、アル ミニウム、黄銅、又は射出成形プラスチックの例えば高密度ポリエチレン、ポリ プロピレン、ナイロン又はポリ塩化ビニルのような任意の適切な材料から作成さ れてよい。 本願において本発明の特定の態様を例示し、説明してきたが、本発明はこの例 示や説明に限定されるべきではない。いろいろな変化や変更が、次の請求の範囲 の中で本発明の一部として取り入れられ、具体化され得ることは明らかであろう 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内側直径のフランジを有する第１の端部の構成部分、及び第２のフレア付 きの構成部分を備え、その第２の構成部分は、内側フランジの周りでその第１の 構成部分の中に入り込み、その第２の構成部分と内側フランジの間に環状スペー スを形成したエンドキャップ、 そのエンドキャップの環状スペースの中に装着されたプリーツ加工されたフィ ルター媒体、 そのエンドキャップの中のプリーツ加工されたフィルター媒体にそって施され 、そのフィルター媒体の周りの漏れを防ぐ注封材料、 を含み、チューブシートに取り付けられるに適するプリーツ加工されたカート リッジフィルター。 ２．カートリッジフィルターとチューブシートの間に気密なフィットを提供す るように、スナップバンドが設けられた請求の範囲第１項に記載のカートリッジ フィルター。 ３．その端部が外側直径のフランジを備え、その外側直径のフランジがチュー ブシートのスナップバンドの周りにフィットするに適する請求の範囲第２項に記 載のカートリッジフィルター。 ４．注封材料が、ポリ塩化ビニルプラスチゾル、ポリウレタン、エポキシ樹脂 、シリコーン、及びセラミックからなる群より選択された請求の範囲第１項に記 載のカートリッジフィルター。