(57)【要約】  ろ材表面に三次元テーパ付きフルートを含み、フルートがろ過性能を高めるように構成されている、プリーツ加工されたろ材、ろ材パック、フィルタエレメント、および流体をろ過するための方法が提供される。いくつかの実施形態では、フルートは、隣接するプリーツ間のマスキングを減らす、輪郭がはっきりした頂点を有し、フルートは、それらの長さに沿って稜部を有して、フルートの断面の幾何学的形状を修正する、および／またはフルートは、ろ材にわたって体積を非対称性にする。
2013517930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ろ材パックの第１の面を形成する第１の組のプリーツの折り目と、前記ろ材パックの第２の面を形成する第２の組のプリーツの折り目とを有し、前後配置されている前記第１の組のプリーツの折り目と前記第２の組のプリーツの折り目との間に延在するようにされているろ材；および
（ｂ）前記ろ材に形成され、前記ろ材パックの前記第１の面と前記第２の面との間に延在する複数のフルート；
を含むプリーツ加工されたろ材パックであって、前記複数のフルートの少なくとも一部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面までテーパが付けられている、プリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２】
テーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記第２の面まで実質的に一様のテーパが付けられている、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３】
テーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで、断面積にテーパが付けられており、かつ実質的に一様の高さを有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４】
テーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで、断面積にテーパが付けられており、かつ実質的に一様の幅を有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５】
テーパ領域を示す前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで実質的に一様の高さを有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６】
テーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材の前記第２の面まで実質的に一様の幅を有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項７】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、その長さに沿って実質的に一様のろ材表面積を有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項８】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、その長さに沿ってテーパ付きろ材表面積を有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項９】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも２５重量％のセルロース繊維を含んでいる、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１０】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも５０重量％のセルロース繊維を含んでいる、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１１】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも７５重量％のセルロース繊維を含んでいる、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１２】
前記ろ材の乾燥伸張破壊歪み閾値（ｄｒｙ  ｓｔｒｅｔｃｈ  ｒｕｐｔｕｒｅ  ｓｔｒａｉｎ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）が５％未満である、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１３】
前記ろ材の乾燥伸張破壊閾値が７．５％未満である、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１４】
前記ろ材の乾燥伸張破壊閾値が１０％未満である、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１５】
隣接するフルートに沿ったコード長が実質的に等しい、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１６】
前記テーパが、前記フルートの下流の途中から始まっている、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１７】
前記ろ材が、少なくとも１０％のろ材体積の非対称性を示している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１８】
前記ろ材が、少なくとも５０％のろ材体積の非対称性を示している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項１９】
第１のフルートまたは第２のフルートの少なくとも一方に先端部が形成されており、前記先端部が、前記フルートの全体的なプロファイルを越えて延出している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２０】
前記フルートが、少なくとも２．０の幅対高さのアスペクト比を示している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２１】
前記フルートが、少なくとも３．０の幅対高さのアスペクト比を示している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２２】
前記フルートのろ材コード百分率が少なくとも１％である、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２３】
前記フルートのろ材コード百分率が少なくとも５％である、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２４】
前記フルートが、少なくとも１．１のＤ２／Ｄ１の値を示している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２５】
前記第１のフルートまたは前記第２のフルートの少なくとも一方が、２ミリメートル未満の半径を有する頂点を含んでいる、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２６】
前記第１のフルートの頂点または前記第２のフルートの頂点の少なくとも一方が、１ミリメートル未満の半径を有している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２７】
前記プリーツ加工されたろ材パックにある前記フルートの少なくとも２５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を含み、その稜部は、前記第１の組のプリーツの折り目と前記第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも２５％に沿って延在している、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２８】
前記プリーツ加工されたろ材パックにある前記フルートの少なくとも２５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも２つの稜部を含む、請求項１に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項２９】
前記稜部が互いに非平行である、請求項２８に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３０】
（ａ）前記ろ材パックの第１の面を形成する第１の組のプリーツの折り目と、前記ろ材パックの第２の面を形成する第２の組のプリーツの折り目とを有し、前後配置されている前記第１の組のプリーツの折り目と前記第２の組のプリーツの折り目との間に延在するようにされているろ材；および
（ｂ）前記ろ材に形成され、前記ろ材パックの前記第１の面と前記第２の面との間に延在する複数のフルート；
を含むプリーツ加工されたろ材パックであって、前記複数のフルートの少なくとも一部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面までテーパが付けられており、および前記複数のフルートに沿ったウェブ横断ろ材長は、前記ろ材パックの前記第１の面から前記第２の面まで実質的に一定である、プリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３１】
前記複数のフルートの少なくとも一部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで断面積にテーパが付けられている、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３２】
テーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記第２の面まで実質的に一様のテーパが付けられている、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３３】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで実質的に一様の高さを有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３４】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで実質的に一様の幅を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３５】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの部分が、その長さに沿って実質的に一様の表面積を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３６】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの部分が、その長さに沿ってテーパ付き表面積を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３７】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも１０重量％のセルロース繊維を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３８】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも５０重量％のセルロース繊維を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項３９】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも７５重量％のセルロース繊維を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４０】
前記ろ材の乾燥伸張破壊閾値が１０％未満である、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４１】
前記ろ材が、少なくとも１０％のろ材体積の非対称性を示している、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４２】
前記ろ材が、少なくとも５０％のろ材体積の非対称性を示している、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４３】
前記第１のフルートまたは前記第２のフルートの少なくとも一方が、前記フルートの全体的なプロファイルを越えて延出するように先端部が形成されている頂点を有する、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４４】
前記フルートが、少なくとも２．０の幅対高さのアスペクト比を示す、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４５】
前記フルートのろ材コード百分率が少なくとも１％である、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４６】
前記フルートが少なくとも１．１のＤ２／Ｄ１の値を示す、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４７】
前記第１のフルートまたは前記第２のフルートの少なくとも一方が、２ミリメートル未満の半径を有する先端部を備える頂点を含む、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４８】
前記プリーツ加工されたろ材パックにある前記フルートの少なくとも２５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも２つの稜部を含む、請求項３０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項４９】
前記稜部が互いに非平行である、請求項４８に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５０】
（ａ）前記ろ材パックの第１の面を形成する第１の組のプリーツの折り目と、前記ろ材パックの第２の面を形成する第２の組のプリーツの折り目とを有し、前後配置されている前記第１の組のプリーツの折り目と前記第２の組のプリーツの折り目との間に延在するようにされているろ材；および
（ｂ）前記ろ材に形成され、前記ろ材パックの前記第１の面と前記第２の面との間に延在する複数のフルート；
を含むプリーツ加工されたろ材パックであって、前記複数のフルートの少なくとも一部分には、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面までテーパを付けられており、および前記ろ材パックの前記ろ材の１０％未満が、前記ろ材パックにおいて他のろ材によってマスキングされている、プリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５１】
前記複数のフルートの少なくとも一部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで、断面積にテーパが付けられている、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５２】
テーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記第２の面まで実質的に一様のテーパが付けられている、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５３】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで、実質的に一様の高さを有する、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５４】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの前記部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面まで、実質的に一様の幅を有する、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５５】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの部分が、その長さに沿って実質的に一様の表面積を有する、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５６】
断面積にテーパが付けられている前記複数のフルートの部分が、その長さに沿ってテーパが付けられた表面積を有する、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５７】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも２５重量％のセルロース繊維を含む、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５８】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも５０重量％のセルロース繊維を含む、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項５９】
前記ろ材が、前記ろ材の繊維に少なくとも７５重量％のセルロース繊維を含む、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６０】
前記ろ材の乾燥伸張破壊閾値が１０％未満である、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６１】
前記ろ材が、少なくとも１０％のろ材体積の非対称性を示している、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６２】
前記ろ材が、少なくとも５０％のろ材体積の非対称性を示している、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６３】
前記第１のフルートまたは前記第２のフルートの少なくとも一方が、前記フルートの全体的なプロファイルを越えて延在するように先端部が形成された頂点を有する、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６４】
前記フルートが、少なくとも２．０の幅対高さのアスペクト比を示す、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６５】
前記フルートのろ材コード百分率が少なくとも１％である、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６６】
前記フルートが、少なくとも１．１のＤ２／Ｄ１の値を示す、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６７】
前記第１のフルートまたは前記第２のフルートの少なくとも一方が、２ミリメートル未満の半径を有する先端部を備える頂点を含む、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６８】
前記プリーツ加工されたろ材パックにある前記フルートの少なくとも２５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも２つの稜部を含む、請求項５０に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項６９】
前記稜部が互いに非平行である、請求項６８に記載のプリーツ加工されたろ材パック。
【請求項７０】
（ａ）前記ろ材パックの第１の面を形成する第１の組のプリーツの折り目と、前記ろ材パックの第２の面を形成する第２の組のプリーツの折り目とを有し、前後配置されている前記第１の組のプリーツの折り目と前記第２の組のプリーツの折り目との間に延在するようにされているろ材；および
（ｂ）前記ろ材に形成され、前記ろ材パックの前記第１の面と前記第２の面との間を延在する複数のフルート；
を含むプリーツ加工されたろ材パックであって、前記複数のフルートの少なくとも一部分には、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面までテーパが付けられており、および前記ろ材が少なくとも５０重量％のセルロースを含む、プリーツ加工されたろ材パック。
【請求項７１】
プリーツ加工されたろ材パックを収容するように構成されたフィルタアセンブリであって：
（ａ）前記ろ材パックの第１の面を形成する第１の組のプリーツの折り目と、前記ろ材パックの第２の面を形成する第２の組のプリーツの折り目とを有し、前後配置されている前記第１の組のプリーツの折り目と前記第２の組のプリーツの折り目との間に延在するようにされているろ材；および
（ｂ）前記ろ材に形成され、前記ろ材パックの前記第１の面と前記第２の面との間に延在する複数のフルート；
を含むフィルタアセンブリにおいて、前記複数のフルートの少なくとも一部分が、前記ろ材パックの前記第１の面から前記ろ材パックの前記第２の面までテーパが付けられている、フィルタアセンブリ。
【請求項７２】
本明細書で教示される、プリーツ加工されたろ材パックの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１月２５日にＰＣＴ国際特許出願として、米国企業のＤｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（米国以外の全指定国の出願人）およびＧａｒｙ  Ｊ．Ｒｏｃｋｌｉｔｚ（米国市民、米国のみの出願人）の名義で出願されており、かつ米国特許商標局に２０１０年１月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／２９８，１０９号の優先権を主張する。米国仮特許出願第６１／２９８，１０９号の全開示は、本書にその全体が援用される。
【０００２】
本発明は、プリーツ加工されたろ材、ろ材パック、フィルタエレメント、ならびにろ材、ろ材パック、およびフィルタエレメントの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
気体および液体などの流体流は、汚染物質を含んでいることが多い。多くの場合、流体流から汚染物質の一部または全てをろ過することが望ましい。例えば、粒子状汚染物は、モーター付き車両および発電装置のエンジンへの空気流に、ガスタービンシステムへの空気流およびガス流に、様々な燃焼炉への空気流およびガス流に、および熱交換機（例えば、暖房および冷房）への空気流およびガス流に存在することが多い。エンジン潤滑システム、液圧システム、冷却系および燃料系統における液体流も、ろ過されるべき汚染物を含んでいることがある。そのようなシステムにとって、選択した汚染物質を流体から取り除く（または流体でのそのレベルを低下させる）ことが好ましい。様々な流体フィルタ（ガスフィルタまたは液体フィルタ）が、汚染物の削減のために開発されている。しかしながら、概して、継続的に改良が模索されている。
【０００４】
プリーツ加工されたろ材は長年使用されており、ガスろ過および液体ろ過を含む流体ろ過用途に広く採用されている。プリーツ加工されたろ材は、ろ材を前後に折り畳むことによって所与の体積に対して比較的大きなろ材表面積を提供し、比較的小さな体積中に大量のろ材を配置できるようにしている。プリーツ加工されたろ材は、一般に、ろ材の連続ウェブまたは巻取ウェブから形成され、プリーツがろ材の縦方向に垂直に形成されている。ろ材の縦方向は、全体的に、供給ロ−ルなどの供給源から出るときのろ材の連続方向を指す。連続方向はまた、ろ材の縦方向とも称することがある。それゆえ、プリーツの折り目が、全体的にろ材の連続方向に直角となる。概して、第１の組のプリーツの折り目がろ材パックの第１の面を形成し、第２の組のプリーツの折り目がろ材パックの第２の面を形成し、第１および第２のプリーツの折り目が互いに交互になっている。いくつかの実施形態では、本明細書で説明する「面」は、実質的に一様でないすなわち不規則とし、平面的または非平面的とし得ることを理解されたい。
【０００５】
プリーツ加工されたろ材を含むフィルタエレメントの設計の１つの課題は、所与の体積内でのプリーツ数が増加するにつれて、望ましくないレベルでの流体流量制限が発生し得ることである。この制限は、プリーツが互いに密接に押し込まれすぎてろ過性能に著しい干渉を生じると、重要になる。例えば、プリーツが互いに密接にされると、プリーツ間の領域に流体が入ることが困難になり得る。この制限ゆえに、従来のいくつかのプリーツ加工されたフィルタのろ材は改良されて、ろ材表面に沿って、浅い繰り返しの弧の隆起領域を備える、一様でない表面を形成している。この一様でない表面を有するプリーツが互いに押しつけられると、ろ流体が流れるのを支援するチャネルが形成されることによって、材上の隆起領域が、プリーツ表面間に流体が流れ続けるように支援する。一様でない表面を備えるプリーツは利点を提供するが、特に、より深いプリーツ構成の場合、改善は限定的である。
【０００６】
それゆえ、プリーツ加工されたろ材の改善に対するニーズが存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、プリーツ加工されたろ材、およびプリーツ加工されたろ材を含むろ材プリーツパックに関する。これらのプリーツパックは、同様に、フィルタエレメントに形成することができ、これも本発明の主題である。ろ材およびろ材プリーツパックは、プリーツの折り目間に延在するフルートを含む。フルートは、ろ材に形成された三次元構造であり、プリーツの表面に沿って好都合な流路を提供し、これにより、流体はろ材を通って好都合に流れることができ、プリーツ間隔の制御を支援し、プリーツ面に剛性および構造をもたらすことを支援し、および効率的な汚染物除去をもたらす。
【０００８】
ろ材パックのフルートの少なくともいくつかは、テーパ付きの幾何学的形状を有する。テーパ付きの幾何学的形状は、一般に、フルートの長さに沿って、フルートの幅、および／または高さ、および／または断面積が変化する。プリーツ加工されたろ材にテーパ付きフルートを使用することは、ろ過性能に関して著しい利点を有する。例えば、テーパ付きフルートによって、プリーツパックを通る流体の流れに利益をもたらしながらも、より深いプリーツパックを形成することを可能にし得る。そのような利益は、（流体がろ材パックに流入する）ろ材パックの前面付近のろ材パックの上流側に比較的大きな断面積を有するフルートと共に、（流体がろ材パックから流出する）ろ材パックの背面付近のろ材パックの下流側に比較的大きな断面積を有する、対向したフルートを有することによって実現できる。上流フルートの断面積と下流フルート断面積がこのように異なることによって、プリーツパックに出入りする流れに関連する収縮・拡大圧力損失を小さくすることができ、かつテーパ付きフルートによって形成されたチャネルに沿って流れが移動する際の圧力損失を減少させることができる。それゆえ、テーパ付きフルートは、プリーツパック初期の圧力低下を小さくできる。初期の圧力低下を小さくすること、およびフルートに沿ってろ材を通る流量分布に影響を及ぼすことによって、テーパ付きフルートは、ろ過容量を増やし、かつフィルタ寿命を長くすることができる。
【０００９】
幅、高さおよび／または断面積は、フルートの長さに沿って漸進的に変化することが多いが、一部の実装例では、変化は段階的または非漸次的である。ほとんどの実装例では、テーパ付きフルートは、フルート長の全てまたはほとんどに沿って実質的に一様のテーパが付けられている。しかしながら、一部の実装例では、フルート長に沿って変化するテーパを有し、それゆえ、テーパが一様ではないまたは連続的ではないことが可能である。例えば、フルートは、テーパ付き領域から非テーパ付き領域まで、別のテーパ付き領域まで移り変わり得る。
【００１０】
特定のフルートの断面積は、フルートの一方の端部から他方の端部まで変化し得るが、フルートの幅またはフルートの高さにもテーパを付けることは必須ではない。実際に、一部の実装例では、幅、高さ、またはそれら双方は、フルートの長さに沿って一定または実質的に一定である。詳細な説明で説明されるように、幅または高さを変化させることなく、フルートの断面積を変化させることが可能である。これは、例えばフルートの壁に沿って稜部を形成し、フルートに沿ってそれら稜部の位置を変更することにより、フルートの側壁の形状を変化させることによって、なすことができる。本明細書で使用されるように、稜部は、全体的に、フルートの長さの一部または全てに沿ってろ材に規定された曲り、しわ、または変形である。稜部は、一般に、ろ材の曲線の不連続部であり、一般的には曲線状のろ材中には見出されない。それゆえ、稜部は、概して、単に漸次的な曲線間の変曲点ではなく、曲率のより著しい不連続性である（例えば、本発明の図９Ａおよび９Ｂに示すように）。詳細な説明で詳述するように、本発明の教示に従って構成された稜部によって、特殊テーパ付きフルートが可能となる。特に、フルートの長さに沿って稜部の位置を変化させ、フルートのテーパの制御を促すことが可能である。それゆえ、フルートの長さに沿って形成された稜部を追加し、それら稜部の形状および位置を変えることは、フルート断面積の著しいテーパリングをもたらし得る；およびそのようなテーパリングは、任意選択で、フルートの高さまたは幅を著しく変えることなく、実施できる。
【００１１】
本発明のプリーツ加工されたろ材は、テーパ付きフルートによってろ材の利用レベルを高くでき、さらに好都合である。高い利用レベルとは、ろ材のマスキングが比較的わずかしかないことを意味する。本明細書で使用されるように、マスキングは、隣接しかつ接触するろ材面間の近接領域に関系する。上流または下流の隣接するろ材面が接触する個所では、ろ材を横切る前後間の実質的な圧力差がなくなるか、またはろ材を横切る流れに対しかなりの抵抗がある。この抵抗は、シートが密接に接近していなかった場合に観察されたであろうものよりも、大きい。概して、マスキングは、別のろ材シートに密接に接近または接触しているろ材の箇所、または流れの境界面で生じる。この密接な接近は、その位置において、ろ材を通る流れを推し進める圧力の低下をもたらし得る。その結果、マスキングのあるろ材は、ろ材のろ過性能には有益ではない。ろ材のマスキングを著しく削減することは、流体のろ過に利用可能なろ材の量を増やすので、ろ過性能および設計の大幅な改善を図り得る。
【００１２】
従って、ろ過に利用可能なろ材の量を増やすために、マスキングを減らすことが望ましい。マスキングの削減によって、ろ材プリーツパックのダスト貯蔵容量が増え、所与の圧力低下でのろ材を通る流体の処理量が増え、および／または所与の全流体流量でのろ材プリーツパックの圧力低下を小さくする。本発明の教示に従って作製されたプリーツ加工されたろ材のフルートは、ろ材のマスキングの削減を可能にする。この削減は、フルートの形状を制御することによって、特に、隣接するプリーツのフルートと接触する表面積が小さいフルートの先端部を有することによって、達成される。シャープな丸み（ｓｈａｒｐ  ｒａｄｉｕｓ）または輪郭がはっきりした先端部を有することによって鋭いフルートの先端部を形成でき、これにより、プリーツ間のマスキングを小さくする。詳細な説明で記述されるように、本発明の様々な実施形態では、鋭いフルートの先端部は、フルートに沿った稜部と同時に形成され、ろ材表面積を大きくし、テーパ付きフルートを形成し、かつろ材の性能を制御するようにする。
【００１３】
所与のフルートに沿ってマスキングされる特定のろ材領域は比較的小さくし得るが、フィルタエレメント全体にわたってマスキングのあるろ材の総量は、かなりのものとなり得る。それゆえ、マスキングの削減をささやかに改善することでも、大きな価値を有し得る。フィルタエレメントにおいてマスキングのあるろ材の量を削減する一方で、同時に、フィルタに存在する実効ろ材の量をさらに増やすために、フルートの幾何学的形状を修正することが可能である。マスキングを削減することによって、フィルタエレメントの性能を高めるまたは寿命を延ばすことができる、または同じ性能またはフィルタ寿命を維持しながらフィルタエレメントのサイズを小さくできる。概して、フィルタエレメントの寿命を延ばすこと、または所与のフィルタエレメントサイズに対してフィルタの初期の圧力低下を小さくすること、または所与のフィルタエレメントの性能に対してフィルタエレメントのサイズを小さくすることは、フィルタの性能を高めると称することができる。本発明のテーパ付きフルートは、フルートの幅、高さ、または断面をそれらの長さに沿って変動させながらも、ろ材のマスキングを削減して構成できる；およびこのマスキングを限定する能力によって、有用なろ材を最大にする結果、ろ過性能を高めることができる。
【００１４】
本発明に従って作製されたプリーツ加工されたろ材は、製造中、ろ材にほとんど歪みがないようにテーパ付きフルートを構成でき、比較的非伸張性のろ材を、プリーツ加工されたろ材パックの一方のプリーツ面から他方のプリーツ面まで一方向に延びるテーパ付きフルートに形成できるようにする点で、さらに好都合である。高セルロース含有量を有するろ材は、低コストであるゆえに望ましいことが多く、および本発明は、ろ材に許容できない損傷をもたらすことなく、高セルロースろ材を取り入れ、かつ好適なテーパ付きフルートを形成することを可能にする。同様に、ろ材に許容できない劣化をもたらすことなく、高ガラス繊維含有量を有するろ材を使用でき、かつテーパ付きフルートに形成できる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本発明に従って作製されたろ材プリーツパックにはフルートが構成され、それらフルートは、異なるフルート形状を有し、プリーツパックの上流側および下流側の開放体積を異ならせるようにし、この特性は、本明細書では、プリーツパックの体積の非対称性と称する。このプリーツパックの体積の非対称性は、一部の実施形態では、汚染物質の貯蔵を促進し、流量を高め、およびろ過を良好にし得る。プリーツパックの体積の非対称性は、浅いプリーツパックを有するフィルタ構成の性能を高めるのに特に役立ち得る。プリーツパックの体積の非対称性は、フルートのテーパ付けとは異なるが、体積の非対称性とテーパ付けとの組み合わせは、プリーツパックの性能および有用寿命を著しく改善し得る。確かに、フルートのテーパリングを使用して、体積の非対称性を生み出すまたは増大することができる。
【００１６】
本発明はまた、プリーツ加工されたろ材パックにも関する。語句「プリーツ加工されたろ材パック」は、折り畳み、プリーツ付け、または三次元ネットワーク状にろ材を形成することによって構成または形成されたろ材パックを指す。プリーツ加工されたろ材パックは、より簡単に、ろ材パックと呼ぶことができる。プリーツ加工されたろ材パックは、任意選択で、フィルタエレメントに見られる他の特徴（シール、シール支持材、およびプリーツパック端部封入を含む）と組み合わせることができる。概して、プリーツ加工されたろ材パックは、第１の面を形成する第１の組のプリーツの折り目と、第２の面を形成する第２の組のプリーツの折り目とを有するろ材を含み、このろ材は、前後配置されている第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間に延在する。
【００１７】
折り目は、一般に、ろ材の縦方向を横断して形成されるが、これは必須ではない。折り目は、縦方向を横断する角度とは異なる、ある角度を形成できる。第１の面は、概して、プリーツ加工されたろ材の入口または出口であり、第２の面は、ろ材の入口または出口の他方である。例えば、ろ過されていない流体は、第１の面を経由してプリーツ加工されたろ材パックに入ることができ、ろ過された流体は、第２の面を経由してプリーツ加工されたろ材パックを出ることができる、またはその反対である。
【００１８】
本発明に従って作製されたプリーツ加工されたろ材は、パネル型フィルタ、シリンダー状フィルタ、および円錐形フィルタを含め、多数の形状および構成に組み立てることができる。パネル型フィルタでは、プリーツ加工されたろ材は、一般に、平面的またはパネル構成に延在し、第１の組のプリーツの折り目から形成されたプリーツ加工されたろ材の第１の面（プリーツ先端部とも呼ぶ）と、第２の組のプリーツの折り目から形成されたプリーツ加工されたろ材の第２の面（プリーツ先端部とも呼ぶ）を有する。プリーツの折り目によって形成された第１の面および第２の面は、ほぼ平行にある。流体は、一方の面を通ってパネル型フィルタへ流れ込み、他方の面を通ってパネル型フィルタから流出する。
【００１９】
シリンダー状または円錐形フィルタでは、プリーツ加工されたろ材は、全体的に、チューブまたは錐体（または、チューブまたは錐体の部分的なセクション）に形成され、プリーツ加工されたろ材の第１の面（第１の組のプリーツの折り目によって形成される）は内部面を形成し、プリーツ加工されたろ材の第２の面（第２の組のプリーツの折り目によって形成される）は外側面を形成する。空気ろ過のためのシリンダー状および円錐形フィルタの場合、空気は、一般に、外側面から内部面へ、フィルタエレメントに流れ込む（または、逆流フィルタと呼ばれることもあるフィルタでは、その逆である）。
【００２０】
本発明の上述の概要は、本発明に開示する各実施形態を説明するものではない。これは、以下の詳細な説明および特許請求の範囲の目的である。
【００２１】
本発明を、添付の図面と併せて、以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を考慮することから、より完璧に理解し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理によるフィルタエレメントの斜視図である。
【図２】図２Ａは図１のフィルタエレメントの前面図である。図２Ｂは図１のフィルタエレメントの拡大前面図である。
【図３】図３Ａは図１のフィルタエレメントの背面図である。図３Ｂは図１のフィルタエレメントの拡大背面図である。
【図４】フィルタエレメントを、図５Ａ−５Ｃに示す断面に分割した一連の平面を示す、図１のフィルタエレメントの側面図である。
【図５】図５Ａは図４の平面Ａ−Ａ’に沿って取った、図１のフィルタエレメントからのろ材の拡大断面である。図５Ｂは図４の平面Ｂ−Ｂ’に沿って取った、図１のフィルタエレメントからのろ材の拡大断面である。図５Ｃは図４の平面Ｃ−Ｃ’に沿って取った、図１のフィルタエレメントからのろ材の拡大断面である。
【図６】図１のフィルタエレメントから取ったろ材のシートの一部分の拡大斜視図である。
【図７】図１のフィルタエレメントから取った個別のフルートの拡大斜視図である。
【図８】図８Ａは図７の線Ａ−Ａ’に沿って取った、図７に示すろ材のシートの一部分の断面図である。図８Ｂは図７の線Ｂ−Ｂ’に沿って取った、図７に示すろ材のシートの一部分の断面図である。図８Ｃは図７の線Ｃ−Ｃ’に沿って取った、図７に示すろ材のシートの一部分の断面図である。図８Ｄは図７の線Ｄ−Ｄ’に沿って取った、図７に示すろ材のシートの一部分の断面図である。
【図９Ａ】図９Ａ−９Ｃは本発明の原理によるろ材の概略的な拡大断面図である。
【図９Ｂ】図９Ａ−９Ｃは本発明の原理によるろ材の概略的な拡大断面図である。
【図９Ｃ】図９Ａ−９Ｃは本発明の原理によるろ材の概略的な拡大断面図である。
【図１０】本発明の実装例に従って構成されたフルート付きろ材の拡大断面図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは本発明の原理によるろ材パックの一部分の概略的な拡大断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは本発明の原理によるろ材パックの一部分の概略的な拡大断面図である。
【図１２】本発明の原理によるプリーツ加工されたろ材パックの一部分の端面の斜視図である。
【図１３】本発明の実装例に従って作製されたろ材パックの一部分の部分的な拡大斜視図である。
【図１４】本発明の実装例に従って作製されたフルート付きろ材のシートの部分的な拡大斜視図である。
【図１５】エンボス加工されたフルートを備えたろ材の連続シートの部分的な上面図である。
【図１６】エンボス加工されたフルートを備えて形成されたろ材の連続シートの部分的な上面図である。
【図１７】フルートの有効内径を測定する方法を示す、本発明の原理によるフルートの拡大された走査断面画像である。
【図１８】本発明の実装例に従ってフルート付きろ材を形成するための装置の概略図である。
【図１９】図１９Ａは平坦な連続シートからフルート付きのおよびプリーツ加工されたろ材へ変換されるろ材のシートの概略的な上面図である。図１９Ｂは平坦な連続シートからフルート付きのおよびプリーツ加工されたろ材へ変換される図１９Ａからのろ材のシートの概略的な側面図である。
【図２０】本発明の実装例に従って作製されたバンチング（ｂｕｎｃｈｉｎｇ）機構の側面の斜視図であり、バンチング機構は、後でフルートを形成するためにろ材をウェブ横断方向に集めるように構成されている。
【図２１】本発明の実装例に従って作製されたバンチング機構および造形ローラの側面の斜視図であり、バンチング機構は、後でフルートを形成するためにろ材をウェブ横断方向に集めるように構成されている。
【図２２】本発明の実装例に従って作製された造形ローラの側面の斜視図であり、造形ローラは、ろ材にフルートを形成するように構成されている。
【図２３】本発明の実装例に従って作製された代替的な造形ローラの側面の斜視図であり、造形ローラは、ろ材にフルートを形成するように構成されている。
【図２４】本発明の実装例に従って作製された造形ローラの分解斜視図であり、造形ローラは、ろ材にフルートを形成するように構成されている。
【図２５】本発明の実装例に従って作製された造形ローラの断面であり、造形ローラは、ろ材にフルートを形成するように構成されている。
【図２６】図２５に示す造形ローラのセグメントの斜視図である。
【図２７】図２７Ａ−２７Ｃはセグメント化ニップローラ上のスコーリング棒の様々な間隔を示す概略的な断面図であり、スコーリング棒は、連続的なろ材に適切なプリーツの折り目を形成するように構成されている。
【図２８】本発明の実装例によるフルート付きろ材を形成する装置の概略図である。
【図２９】本発明の実装例によるフルート付きろ材を形成する装置の概略図である。
【図３０】本発明の原理によるシリンダー状ろ材パックの一部分の斜視図である。
【図３１】図３０のシリンダー状ろ材パックの一部分の斜視図であり、およびろ材パックを通って外側から内側への流体の流れを示す。
【図３２】一部分を切り欠いた、シリンダー状フィルタエレメントの側面の立面図である。
【図３３】図３２のシリンダー状フィルタエレメントの斜視図である。
【図３４】円錐形フィルタエレメントの１つのタイプの概略的な側面の立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
これらの図面は、本発明の全体像であると考えられ、本発明の全ての実施形態を包含するように描かれているわけでも、常に縮尺通りに描かれているわけでもないことを理解されたい。本発明に従って作製されたろ材は、概して変形を示すことも理解されたい。
【００２４】
本発明は、様々な修正形態および代替形態の影響を受けるが、それらの詳細は、一例としておよび図に示しており、詳細に説明する。しかしながら、本発明は、説明の特定の実施形態に限定されるわけではないことを理解されたい。反対に、本発明の趣旨および範囲内にある修正物、等価物、および代替物を網羅するものである。
【００２５】
本発明は、プリーツの折り目間に一方向に延在するフルートを含むプリーツ加工されたろ材、およびろ材プリーツパック、ならびに、プリーツ加工されたろ材およびろ材プリーツパックを作製するための方法および機器に関する。フルートは、ろ材に形成された三次元構造であり、プリーツ表面に沿って好都合な流路を提供し、ろ材に流体を好都合に流すことを可能にし、および効率的な汚染物除去をもたらす。
【００２６】
ろ材およびプリーツパックのフルートの少なくともいくつかは、テーパが付けられた幾何学的形状を有する。テーパ付けは、一般に、フルート長の少なくとも一部分に沿って、フルートの幅、高さ、および／または断面積を変更することによってなされる。特定のフルートの断面積は、フルートの一方の端部から他方の端部まで変化し得るが、フルートの幅またはフルートの高さにもテーパが付けられる必要はない。実際、一部の実装例では、幅、高さ、またはそれら双方が、フルート長に沿って一定または実質的に一定である一方、フルートの断面積は変化する。他の実装例では、フルートの高さおよび幅は、それらの長さに沿って変化する。
【００２７】
幅、高さおよび／または断面積の変化は、フルート長に沿って漸次的であることが多いが、一部の実装例では、段階的、あるいは非漸次的とし得る。多くの実装例では、テーパ付きフルートは、フルート長の全てまたはほとんどに沿って実質的に均一のテーパであることを示している。しかしながら、一部の実装例では、フルート長に沿って変化するテーパを有することが可能であり、そのため、テーパは均一ではない。一部の実装例では、１つ以上のフルートの一部分のみがテーパを備える一方、１つ以上のフルートの他の部分は実質的に直線状であることを可能とし得る。概して、テーパ付きフルートは、それらの長さに沿って広がってから狭くなったりしない。換言すると、一般に、断面積が小さくなるようにテーパが付けられるフルートは、断面積が大きくなるようなテーパには切り替わらない；および断面積が大きくなるようにテーパが付けられるフルートは、断面積が小さくなるようなテーパにはならない。しかしながら、一部の実装例では、長さの一部分に断面積が小さくなるようにテーパが付けられた後で、断面積が大きくなるようなテーパが付けられ、次いで、再び断面積が小さくなるようにテーパが付けられるフルートなど、非連続的なテーパ付けも起こり得る。そのような一部の実装例では、フルートの断面積の始まりと終わりは変化しないが、フルートの部分に沿って断面積のテーパ付けが発生する。
【００２８】
プリーツ加工されたろ材にテーパ付きフルートを使用することは、ろ過性能に関して大きな利益を有し得る。例えば、テーパ付きフルートは、ろ材を流れる流体に利益をもたらしつつ、より深いプリーツパックが使用できるようにする。そのような利益は、（流体がろ材パックに流入する）前面付近のろ材パックの上流側の断面積が比較的大きなフルートを、同様に比較的大きな断面積を有する、（流体がろ材パックから流出する）背面付近のろ材パックの下流側の対向するフルートと共に有することによって、実現できる。上流および下流のフルート断面積のこの変化は、プリーツパックに流入する流れに関連したプリーツパックの面積収縮による入口圧力損失、およびプリーツパックから流出する流れに関連したプリーツパックの面積拡大による出口圧力損失を減らす。流れの均一性は、流れがフルートに沿って、およびテーパ付きフルートによって形成されたろ材を通って移動するにつれ、ろ材および／またはチャネルの圧力損失を有益に減らすために使用され得る。フルート中の、ろ材を流れるより均一な流れは、フルート内により均一なダスト負荷をもたらすことができる。次いで、テーパ付きフルートを使用して、プリーツパックの初期の圧力低下を小さくし得る。初期の圧力低下を小さくし、かつフルートに沿ったろ材の流量分布に影響を及ぼすことによって、フィルタのダスト容量（フィルタ寿命）を増加させるためにテーパ付きフルートを使用し得る。圧力損失を減らし、かつ流れの均一性を高めることによって、テーパ付きフルートはまた、フィルタエレメントを流れる流体の逆流によってパルス式に洗浄されるろ材に特に好適となる。テーパ付きフルートを備えるプリーツ加工されたろ材はまた、様々な他のろ過用途にも有用とし得る。
【００２９】
プリーツ加工されたろ材パックを使用して、ガス状または液状物質とし得る流体をろ過できる。ろ材を使用してろ過できる例示的なガス状物質は空気であり、ろ材を使用してろ過できる例示的な液状物質は水、油、燃料、および液圧流体を含む。ろ材パックを使用して、ろ過されるべき流体から構成成分の少なくとも一部分を分離または除去できる。構成成分は、汚染物、または除去または分離の対象となる別の物質とし得る。例示的な汚染物および除去の対象となる物質は、固体、液体、ガスまたはこれらの組み合わせと特徴付けられるものを含む。汚染物または除去の対象となる物質は、粒子状物質、非粒子状物質、またはこれらの混合物を含み得る。除去の対象となる物質は、ろ材によって捕捉できる化学種を含み得る。構成成分および汚染物の除去への言及は、完全な除去もしくは分離または部分的な除去もしくは分離を指すことを理解されたい。
【００３０】
ここで図面を参照して、本発明の様々な例示的な実施形態を説明する。図１〜６は、本発明に従って構成された例示的なフィルタエレメントを示す。この例示的なフィルタエレメントの対向プリーツ面上の例示的なフルートを、フルートの全長にわたって実質的に接触させて示しているが、本発明のフルートは、それらの長さにわたって接触させなくてもよいし、またはごくまれにのみそれらの長さにわたって接触させてもよいことが理解される。図１は、正面斜視図からのフィルタエレメント１００を示す。フィルタエレメント１００は、プリーツ加工されたろ材１１０を取り囲むフレーム１０２を含む。ろ材１１０の前面１０８を図１に示し、ろ材１１０の対応する背面１０９を図３に示す。さらに、フレームは、右側面１０４、左側面１０５、上部１０６、および底部１０７を有する。
【００３１】
図２Ａは、図１に示すフィルタエレメント１００の概略的な正面図を示し、図２Ｂは、プリーツ加工されたろ材１１０の前面の単純化した拡大図を示す。プリーツ加工されたろ材１１０の拡大図は、多数のプリーツの先端部１２２を含むプリーツ１２０の端面を、各プリーツ間の空間１２４と共に示す。プリーツ加工されたろ材の拡大図は、実質的に概略的な図に留まるため、実際のろ材の詳細な図を意図したものではないことを理解されたい。
【００３２】
ろ材１１０の前面１０８は、一般にフィルタエレメント１００の「上流」側であり、背面１０９（図３Ａおよび３Ｂに図示）は、フィルタエレメント１００の「下流」側である。それゆえ、典型的な実施形態では、フィルタエレメント１００を通る流体の流れは、前面１０８から入ってフィルタエレメントの内部を通過した後、背面１０９から（ろ材１１０を通過して）出る。図３Ｂに示す背面１０９は、プリーツ先端部１２３を備える複数のプリーツ１２１と、プリーツ１２１間の空間１２５とを含むプリーツパック表面の単純化した概略図を示す。
【００３３】
ここで図４、５Ａ、５Ｂ、および５Ｃを参照すると、これら図は、本発明の教示に従って作製されたテーパ付きフルートを有する、プリーツ加工されたろ材の例の別の詳細を示す。
【００３４】
図４は、図１に示すフィルタエレメント１００の右側パネル１０４を示す。平面的断面図Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、およびＣ−Ｃ’を図５Ａ〜５Ｃに示す。平面的断面図Ａ−Ａ’は、エレメント１００の前面１０８付近で取られたエレメント１００の断面に対応する；平面Ｂ−Ｂ’は、前面１０８と背面１０９との間のほぼ中間の、エレメント１００の中心付近で取られたエレメント１００の断面に対応する；平面Ｃ−Ｃ’は、エレメント１００の背面１０９付近で取られたエレメント１００の断面に対応する。断面図Ａ−Ａ’およびＢ−Ｂ’は、前面１０８および背面１０９に非常に接近させて取ることができるが、一般に、プリーツの折り目が付けられる箇所のフルートには少なくとも適度な変形がある。それゆえ、図５Ａ〜５Ｃは、プリーツの折り目に近い部分の断面を示すが、プリーツの折り目のすぐ隣である必要はない。
【００３５】
図５Ａは、平面Ａ−Ａ’に沿って取ったろ材１１０の拡大図を示す。ろ材パックの上流と考えられるフルートは、「ｉｎ」と表示して特定する（流体が、これらフルートにおいてプリーツパックに流入するため）一方、ろ材パックの下流に指定されるフルートは、「ｏｕｔ」と表示して特定する（流体が、これらフルートにおいてプリーツパックから流出するため）。図５Ａは、隣接する下流フルート２２０で囲まれた上流フルート２１０を示す。上流フルート２１０によってプリーツパックに入る流体は、フルートに沿って流れることができるが、最終的にはろ材１１０を通過し、その後、下流フルート２２０によってプリーツから出る（実際のプリーツの折り目を通過する少量の流体を除いて）。
【００３６】
図５Ａでは、上流フルート２１０は、（図４の位置Ａ−Ａ’において）下流フルート２２０よりも遙かに大きい断面積を有することが観察される。図５Ａでは、ろ材１１０の隣接する層間に比較的小さいマスキングしかないことも観察される。フルートがフィルタエレメントにより深く延在すると、上流フルート２１０の断面積が減少、または小さくなり始める一方、下流フルート２２０の断面積が増大、または大きくなり始める。フィルタエレメントの中心の近くでは（図５Ｂに図示）、下流フルート２２０の断面積は実質的に上流フルート２１０と等しい。テーパリングは、上流フルート２１０の断面積が下流フルート２２０よりも著しく小さい、図５Ｃに示す断面まで続く。注目すべきは、このかなりの量のテーパリングが、フルートの高さおよび幅を維持したままフルート長に沿ってマスキングを全く増やすことなく図示の実施形態で達成されたこと、および上流および下流フルートが各々、実質的に同じ周囲の長さのろ材を有して各フルートを形成することである。この例では、各フルートの断面積のみがフルート長に沿って変化する。下記で詳細に説明するように、代替的な実施形態ではフルート高さおよび幅を変更できる。それゆえ、図５Ａ〜５Ｃは、プリーツ加工されたろ材に構成されたテーパ付きフルートの有用な実施形態を示すが、本発明の範囲に留まる限り代替形態が可能である。
【００３７】
図５Ａ〜５Ｃから、テーパ付きフルート構成は、隣接するフルート間の比較的少量のろ材マスキングによって達成され、かつろ過に利用可能な表面積には変化が全くないことも観察される。換言すると、フルートのテーパ付けは、上流または下流フルートのいずれかに露出するろ材の量を変化させずに行う。図５Ａ〜５Ｃのテーパ付きフルートの構成は、前面付近のろ材の上流側に大きな開放フルートを有し、および背面付近のろ材の下流側も大きな開放フルートを有する実装例を示す。この結果、２インチ超の深さ、６インチ超の深さ、および特に１０インチ超の深さのものを含め、比較的深いプリーツ加工されたフィルタエレメントなど、多くの状況においてろ過性能を高めることが可能となる構成をもたらされる。
【００３８】
図６は、図５Ａ〜５Ｃに示すフルートと一致するフルートの幾何学的形状をもたらすろ材２５０のシートの断面を示す。ろ材２５０のシートの断面は、テーパ付きフルートが比較的大きな上流フルート２５２から比較的大きな下流フルート２５４までどのように変形するかを明らかにする。縮尺通りではない斜視図で示されるこの図では、符号Ｘ０およびＸ１を使用して、プリーツ加工されたろ材の幅（または、４つのフルートの幅である少なくとも図示の断面）を示す。全体的に、プリーツ加工されたろ材は、Ｘ０およびＸ１が等しくなるように形成され、これにより、垂直な側面を有するろ材を容易に形成できるようになる。しかしながら、一部の実装例では、Ｘ０をＸ１よりも大きくも小さくもできることを理解されたい。そのような構成では、Ｘ０とＸ１の差は、プリーツパックの前面の寸法がプリーツパック背面の寸法とは異なるプリーツパックを有することによって、示すことができる。そのような変形形態は、全ての応用に好適ではないが、プリーツパックの幾何学的形状を変更する能力は、一部の実装例では好都合である。
【００３９】
追加的な意義を有するのは、図６で明白な、大きなフルート断面積から小さなフルート断面積への（および小さなフルート断面積から大きなフルート断面積への）テーパ付き移行部が、ろ材シート２５０を大きく歪ませることなく、形成できることである。特に、フルートは、ろ材を過度に伸張させることなく形成できる。なぜなら、フルートを形成するろ材の長さが、側面２５６から２５８へ測定するときに、全体的に、プリーツパックの前面からプリーツパックの背面へプリーツ表面に沿って等しいためである（例えば、長さは、図４に示すように断面Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、およびＣ−Ｃ’で測定すると実質的に同じである）。それゆえ、いくつかの実施形態では、ろ材の前縁部２５７に沿って辿った距離は、後縁部２５９に沿って辿った距離と等しいまたはほぼ等しくし得る。それゆえ、ろ材の過度の伸張は、一般にフルートの幾何学的形状の形成には発生しない−高セルロースろ材およびガラス繊維ろ材、ならびに劣化しない限りは容易に伸張しない他のろ材を使用する、フルート付きろ材の作製に非常に重要とし得る特性である。例示的な実装例では、ウェブ横断方向のろ材の伸張量は１０％未満であり、７．５％未満であることが多く、および望ましくは５％未満である。
【００４０】
本発明の実装例に従って作製されたフルート付きろ材の別の態様は、図７を、図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、および８Ｄに示す断面と共に参照することによって明らかにされる。フルート２５２は、大きな上流開口部を備える前面から、小さな上流開口部を備える背面までテーパが付けられていることが示されている。このテーパの形成状態は、平面Ａ−Ａ’；平面Ｂ−Ｂ’；平面Ｃ−Ｃ’；および平面Ｄ−Ｄ’に沿って取った断面を検討することによって明らかとなる；それぞれ図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、および８Ｄに対応する。図８Ａでは、ろ材２５５の下側の体積は、フルート２５２の内部からろ材を外方に延出させるようにする稜部２７０を有することによって、大きくされる。加えて、フルート２５２は、隣接するろ材からわずかに上向きに突出する頂点２６０を含む（マスキングを減らすために）。頂点２６０のこの上向きの突出は、比較的かすかであり、目視観察することは困難であるが、それでも、これにより、ろ材のマスキングを減らす助けとなる。
【００４１】
フルート２５２の下流に進んで、図８Ｂに示す断面Ｂ−Ｂ’において、頂点２６０は、よりはっきりと規定されている。加えて、図８Ａの頂点２６０の各側の単一の稜部２７０は、頂点２６０の各側で２つの稜部２７０に分散している。２つの稜部は、フルートの形状を修正するのを助け、フルート２５２の断面積は、図８Ａに示すものから減少し始めている。この変化は、図８Ｃの断面Ｃ−Ｃ’でも続いており、頂点２６０はそのままであるが、頂点２６０の各側の２つの稜部２７０は、頂点２６０からさらに離れるように動いており、それにより、フルート２５２の断面積はさらに削減されている。最後に、断面Ｄ−Ｄ’に沿って取ったフルート２５２の突き当たりでは、フルートの断面積はさらに小さく、頂点２６０が非常に輪郭が明確に規定されるが、稜部２７０は１つのみが明白である。これは、第２の稜部がフルート２５２の縁部２５７と１つになるためである（これは同様に、隣接するフルートの頂点に対応する）。図７および図８Ａ〜８Ｄに示すフルートの幾何学的形状は、テーパ付きフルートの形成方法を示す例示的な実施形態を説明するが、そのようなフルートが形成できる排他的な方法を示すことを意味するものではない。
フルートの特徴およびフルート付きろ材の特性
以下、フルート稜部の存在、フルートの幅および高さ、フルートのコード長、ろ材コード百分率、ろ材体積の非対称性、フルートの密度、フルート頂点の半径、およびフルートの向きを含め、本発明に従って作製されたテーパ付きフルートの特徴について説明する。
フルート稜部
ここで図９Ａ〜９Ｃを参照すると、テーパ付きフルートの構成に好適な様々なフルート付きろ材シートの断面図が示されている。図９Ａ〜９Ｃは、全ての許容可能なフルートの幾何学的形状の縮尺通りの図ではなく、単に例示的な実装例を意図したものであることに留意されたい。
【００４２】
図９Ａでは、フルート付きろ材シート３００のセグメントをフルート３１０と共に示す。加えて、ろ材シート３００はまた、フルート３１０間にフルート３１２を形成する。図９Ａには示されていないが、ろ材３１０は、一般に多数の追加的なフルートと共に延在し、および図５Ａ〜５Ｃに示すように、ろ材パックには追加的なろ材シートが存在する。フルート付きろ材シート３００は、優れたろ過性能をもたらすいくつもの特徴を明らかにする。ろ材シート３００のフルート３１０の１つの特徴は、頂点３０１および３０３における最も高い範囲が、単純な曲面ではなく、鋭い先端または点を有することである。鋭い先端または点は、比較的小さい半径からなるフルート先端部のモデルによって近似され得る。半径が大きいと、対向するプリーツ面からの隣接するフルートが接触する際にろ材のマスキングを大きくするため、鋭い先端は有用とし得る。フルート３１０は、頂点３０２および３０４をさらに有する。ろ材シート３１０の頂点３０２、３０４は、頂点３０１および３０３よりも大きく湾曲している。しかしながら、他の実装例では、頂点３０２および３０４を、同じように比較的鋭くなるように構成できる。フルート頂点３０１および３０３を、隣接する第１の側面の頂点と称し、頂点３０２および３０４を、隣接する第２の側面の頂点と称することができる。第１の側面の頂点としてのいくつかの頂点および第２の側面の頂点としての他の頂点の特性は、任意であり、所望であれば、逆にできる。
【００４３】
フルート３１０は、フルート３１０の内部体積および形状を規定するのを助ける一連の稜部３０８を有する。稜部は、ろ材をその箇所で変形させた結果として、ろ材に形成できる。ろ材に圧力を加えた結果として、ろ材は稜部で変形できる。稜部３０８の位置の変更は、フルート３１０のテーパに著しい影響を及ぼす一方、同時に、対向するフルート３１２のテーパも変更する。それゆえ、例えば、稜部３０８が低いプリーツ頂点３０４の方へ移動すると、フルート３１２の断面積を大きくする一方、フルート３１０の断面積を小さくし得る。そのような一部の実装例では、フルートの相対的な幅対高さの比が変化することがある一方、他の実装例では、この比は実質的に一定のままとなる。
【００４４】
フルート付きろ材３００は、各フルート３１０に２つの稜部３０８を有するものとして示す。稜部３０８は、フルートの長さの少なくとも一部分に沿って延在する。一部の実施形態では、各稜部３０８は、フルート付きろ材の比較的平らな部分３０８ａが、フルート付きろ材の比較的急な部分３０８ｂに接合する領域全体として特徴付けられ得る。用語「稜部」の使用は、頂点とはみなされないろ材の一部分を特徴付けるものである。すなわち、稜部は頂点間に設けることができ、稜部は非頂点とみなすことができる。稜部は、ろ材の異なる傾斜部分間の交線とみなすことができる。
【００４５】
一部の実装例では、稜部の出現は、ろ材自体が不規則であるために、幾分曖昧である。稜部の特性は、フルート頂点と混同されるものではない。全体的に平らな部分３０８ａおよび全体的に急な部分３０８ｂの特性は、稜部３０８の存在を特徴付ける１つの方法を意図している。概して、平らな部分３０８ａおよび急な部分３０８ｂは、ある程度の曲線を示してもよい。すなわち、平らな部分３０８ａおよび急な部分３０８ｂは、特に空気または液体などの流体がろ過中にろ材を通って流れる際に、完全には平面的ではないことが予測される。より具体的には、稜部は、フルート付きろ材の断面のプロファイル内のろ材の実質的に異なる傾斜部分間の移行領域とし得る。稜部は、しわまたは曲りなどの（例えば、図９Ａの３０８参照）ろ材の曲率の不連続性を特定する。移行部は、比較的急激とし得る。通常の使用下では、稜部は、他の隣接するプリーツからの稜部とは接触しない。稜部は、フルートの断面積のカスタマイズおよび最適化を可能にし、比体積内のろ材の量を増やし、および対向するろ材表面のフルート間のマスキングを減らすのを助けることによって、ろ材パックを通る流体流れおよびろ過の効率を高める。
【００４６】
適切な稜部は、フルートの高さまたは幅を変更することなく、およびろ材を著しく伸張させる必要なく、フルートの断面積のテーパ付けに特に有用である。また、稜部は、フルートの全表面積を変更することなく、断面積をテーパ付けによって変化させることを可能にし得る。
【００４７】
例示的なフルート付きシート３００の場合、フルート付きろ材の比較的平らな部分３０８ａが、図９Ａでは、頂点３０１と稜部３０８との間に延在するフルート付きろ材の部分として分かる。フルート付きろ材の比較的急な部分３０８ｂは、頂点３０２から稜部３０８へ延在するろ材の部分として特徴付けることができる。図９Ａに示すろ材の稜部の存在によって、隣接する頂点３０１および３０２におけるマスキングを減らすのを助ける。稜部３０８が存在することによって、隣接する頂点間（例えば、頂点３０１と３０２との間；または３０１と３０４との間）に存在するろ材の量を増やすのを助け、かつ頂点を鋭くするのを助ける。
【００４８】
稜部を使用して作製されたテーパ付きフルートはまた、一般にテーパ付きの稜部、例えば、互いに向かって集まる、互いから別れる、またはフルート頂点で合流する稜部を有することも観察される。そのように集まることは、上述の、例えば、図７および図８Ａ〜８Ｄにおいて明らかである。
【００４９】
稜部は、しわ付け、曲げ、折り畳み、圧印、または、フルート付きろ材を形成する最中にフルート付きシートのある長さに沿ってろ材を操作する結果、形成できる。フルート付きろ材の形成ステップの最中に、稜部を固定するステップを行うことが望ましいかもしれないが、必須ではない。稜部の固定は、稜部のろ材内の残留応力を除去し、ろ材が、形成された形状に留まる傾向を有するようにすることを意味する。例えば、稜部は、熱処理または水分処理またはそれらの組み合わせによって固定できる。加えて、稜部を固定する追加的なステップがなくても、稜部は、しわ付け、曲げ、または折り畳みの結果、存在できる。
【００５０】
稜部の存在は目視観察によって検出できる。稜部の存在は、フルートのプリーツの折り目が不明瞭であるゆえ、フルートの端部を見ても特にはっきりしないかもしれないが、フィルタエレメントを切り込んで、稜部がフルートの長さに沿って延在していることを見てもよい。さらに、稜部の存在は、（一部の実装例では）フィルタエレメントにダストが詰まっており、フルート付きシートを剥がして、フルート付きろ材の稜部に対応する稜部を有するダストの固まりを見せるという技術によって、確実に示すことができる。ダスト表面の固まりの２つの部分が交差していることは、稜部であることのインプレッションを与え、ろ材の曲率が不連続であることを明らかにする。例示的な実装例では、フルート内にダストの固まりを作るために、ろ材に詰めてフルートを満たすのに使用できるダストは、ＩＳＯファインテストダスト（ＩＳＯ  Ｆｉｎｅ  ｔｅｓｔ  ｄｕｓｔ）として特徴付けることができる。清浄なフィルタエレメントに硬化可能な樹脂（エポキシなど）を含浸させてから、セグメントに切り分けることは、本発明に従って作製されたテーパ付きフルート内部の幾何学的形状を確認するために、さらに効果的な技術である。稜部は、非常に微妙なものでも、この技術を使用して特定できる。
【００５１】
稜部は非常に有用であるが、稜部の数がかなり少ない、稜部があまり広範囲にわたっていない、または稜部が全くない、好適なテーパ付きフルートを有することも可能である。一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックのフルートの２５％未満が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を有する。あるいは、一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックのフルートの５０％未満が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を含む。一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックのフルートの少なくとも７５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を含むことを理解されたい。
【００５２】
稜部の存在の特性は、稜部はフルートのある長さに沿って存在するが、必ずしもフルートの全長に沿っては存在しないことを意味することを理解されたい。概して、稜部を、得られるろ材に所望の性能、特にテーパ付き形態をもたらすのに十分な長さだけ、フルートに沿って設ける。稜部は、フルートの全長に延在してもよいが、稜部が、例えば、プリーツまたは折り畳みなどのフルートの端部における影響の結果、フルートの全長（フルート長の１００％）に延在しないことも可能である。
【００５３】
好ましくは、稜部は、フルート長の少なくとも１０％、より一般には、フルート長の２５％に延在する。一例として、稜部は、フルート長の少なくとも３０％、フルート長の少なくとも４０％、フルート長の少なくとも５０％、フルート長の少なくとも６０％、またはフルート長の少なくとも８０％に延在できる。そのような稜部は、フルートの長さに沿って連続してまたは不連続に延在できる。また、稜部は、フルートに沿って一様に分布できるか、またはフルートの長さに沿って一様でなく位置決めできる。例えば、いくつかの実施形態では、ろ材パックの上流面または下流面のいずれかの付近でより多数のまたはより少数の稜部を有するように分布したフルートを有することが望ましいかもしれない。加えて、フルート上の稜部の位置は、テーパを修正するために変更できる。
【００５４】
例えば、一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックにあるフルートの少なくとも２５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を有し、その稜部は、第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも２５％に延在する。あるいは、一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックにあるフルートの少なくとも２５％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を含み、その稜部は、第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも５０％に延在する。一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックにあるフルートの少なくとも５０％が、隣接するフルート頂点間に少なくとも１つの稜部を含み、その稜部は、第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも５０％に延在することを理解されたい。
【００５５】
代替的な設計も考慮され、かつ本発明の範囲内にある。例えば、一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックにあるフルートの少なくとも２５％は、隣接するフルート頂点間に、第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも１０％に沿って延在する稜部を有する。一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックにあるフルートの少なくとも５０％は、隣接するフルート頂点間に配置されかつ第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも１０％に沿って延在する少なくとも１つの稜部を有する。一部の実装例では、プリーツ加工されたろ材パックにあるフルートの少なくとも１０％は、隣接するフルート頂点間に、第１の組のプリーツの折り目と第２の組のプリーツの折り目との間のフルート長の少なくとも１０％に沿って延在する少なくとも１つの稜部を有する。
【００５６】
本発明の１つの利点は、一般にフルート高さ、フルート幅、鋭いフルート頂点、および任意選択でフルートに沿った１つ以上の稜部を含むフルートの幾何学的形状によって、ろ材プリーツパックにより多くの量のろ材全表面積を含ませることができ、最小限のマスキング、およびろ材を過度に伸張させないろ材のテーパリングで、そのろ材の活用を改善することである。これは、フィルタエレメントのサイズを大きくすることなく、ろ過性能を高める能力をもたらす。
【００５７】
しかしながら、１つの稜部または２つの稜部が、隣接する頂点間毎に存在すること、または繰り返しパターンがあることを要しない。一部の実装例では、少なくとも２５％のフルートは、隣接する頂点間に少なくとも１つの稜部を有して、稜部が存在することの利益を達成することを示している。さらに一層好ましくは、少なくとも５０％のフルート、および一層好ましくは１００％のフルートが、フルートの隣接する各頂点間に少なくとも１つの稜部を有していることを示す。
フルート幅、高さおよびろ材長
フルート頂点３０１、３０３および稜部３０８が存在することによるフルート３１０の特性に加え、幅、高さ、およびろ材長に関してフルートを特徴付けることが可能である。図９Ａのフルート３１０では、フルート幅Ｄ１は、頂点３０２の中心点から頂点３０４の中心点までの測定量である。あるいは、フルート幅Ｄ１は、頂点３０１の中心点から頂点３０３の中心点までの測定量とし得る。繰り返しの規則的なフルートの幾何学的形状では、Ｄ１のこれら２つの測定値は同じである。
【００５８】
Ｄ１の絶対的な寸法は、用途に依存して変化する。他方で、概して、Ｄ１は、様々な用途のために拡大または縮小できる。例えば、大型のディーゼルエンジンでは、Ｄ１は、０．５インチ以上までの典型的な測定値を有し、一般的な範囲は０．１〜０．３インチとし得る。小型のガソリンエンジン用の燃料フィルタでは、Ｄ１は、０．０１０インチ〜０．０３０インチの典型的な測定値を有し得る。大型のガスタービン用のフィルタでは、Ｄ１は、一般に０．１インチ〜１．５インチとし得る。これらのフルート幅は、単に例にすぎず、およびＤ１は、用途に依存して可変とし得ることが理解される。また、Ｄ１は、本発明の一部の実装例ではフルートの長さに沿って変化し得ることを理解されたい。
【００５９】
本発明のテーパ付きフルートのさらに別の重要な寸法は、フルート頂点３０３から、対向する頂点３０２、３０４によって形成された平面まで垂直に測定されたフルート高さの距離Ｊである。距離Ｊはまた、用途に依存して変化し得る。他方で、概して、Ｊは、様々な用途のために拡大または縮小できる。例えば、大型のディーゼルエンジンでは、Ｊは、０．０３インチ〜０．０８インチの典型的な測定値を有し得る。小型のガソリンエンジン用の燃料フィルタでは、Ｊは、０．０３インチ〜０．０８インチの典型的な寸法を有し得る。大型のガスタービン用のフィルタでは、Ｊは、一般に０．０１０インチ〜０．３００インチを有し得る。例示的なガスタービンの実装例では、Ｊは、例えば０．５インチ未満である。これらのフルート高さは単に例にすぎず、およびＪは、用途に依存して可変とし得ることが理解される。また、Ｊは、本発明の一部の実装例ではフルートの長さに沿って変化し得ることを理解されたい。
【００６０】
フルートの幅対高さの比はまた、本発明の一部の実装例では、調整される。フルートの幅対高さの比は、フルート幅Ｄ１対フルート高さＪの比である。フルートの幅対高さの比は、以下の式：
フルートの幅対高さの比＝Ｄ１／Ｊ
で表すことができる。
【００６１】
フルート幅Ｄ１およびフルート高さＪなどの測定距離を、ろ材の平均値と特徴付けることができる。そのような測定は、各端部におけるフルート長の一定量（２０％など）を除いて（プリーツの折り目を形成することによるフルートの歪みがあるため）、フルート長に沿って行うことができる。それゆえ、距離Ｄ１およびＪは、フルートの端部は一般にプリーツ付けを行った結果変形しているため、フルートの端部から離して測定できる。フルートの幅対高さの比は、フルートの長さにわたって変化することも、変わらないままであることもできる。フルート高さまたはフルート幅がフルートの長さにわたって変化するテーパ付きフルートを設けることの利点は、隣接するろ材表面間が接触する可能性を低減し、それゆえマスキングを減らすことができる能力にある。
【００６２】
全体的に、好適なＤ１／Ｊ比は、１０未満であり、より一般には８未満であり、多くの場合６未満である。Ｄ１／Ｊが高くなりすぎる場合、フルートを通る流れは、フルートがかなり幅広であるにもかかわらず短すぎるために、制限されすぎることがある。また、圧負荷下でのフルートの著しい構造的変形が、より起こるようになり、これは、下流フルートがつぶれることとなり得る。好適なＤ１／Ｊ比は、１超、より多くの場合１．５超、および通常２超を含む。ほとんどの実装例では、幅対高さの比は、少なくとも約２．０であり、全体的には少なくとも２．１であり、より一般には少なくとも２．２であり、多くの場合少なくとも２．３であり、任意に少なくとも２．５であり、および任意選択で少なくとも３．０である。
【００６３】
他の好適なＤ１／Ｊ比は、例示的な実装例では、４超、６超、または８超を含む。それゆえ、好適な範囲は、これらに限定されるものではないが、Ｄ１／Ｊ比が２〜１０、４〜８、および５〜７である。しかしながら、一部の実装例では、Ｄ１／Ｊ比が極端に小さいフルートを使用できる（そのようなフルートは概して製造がより困難であるが）。例えば、１．０未満、０．７５未満、および０．５０未満のＤ１／Ｊ比が可能である。一部の実装例では、非常に高いまたは低いＤ１／Ｊの値を含むフルートは、０．５〜２．０に近い値のＤ１／Ｊを含むフルートよりも性能がよい。そのようなＤ１／Ｊ比の好適な範囲は、２〜８および０．０７５〜０．５００を含む。
【００６４】
フルートの幾何学的形状を特徴付ける別の寸法は、フルートの任意の所与のスポットにおけるフルートの周囲に沿ったろ材長に対応する寸法Ｄ２である。Ｄ２は、フルート付きろ材ではＤ１よりも長い。長さＤ２は、フルート付きシート３００の一周期のフルート付きシート３００の長さと定義される。フルート付きシート３００の場合、距離Ｄ２は、頂点３０２から頂点３０４までのフルート付きシートの長さである。この距離は２つの稜部３０８を含む。フルート付きろ材の隣接する頂点間に１つ以上の稜部を設けることによって、距離Ｄ２は、従来技術のろ材よりも長くなり、所与の体積におけるろ材を多くし得る。１つの稜部または複数の稜部が存在する結果、例えば、稜部のないプリーツ加工されたろ材と比較して、ろ過に利用可能なろ材を多くすることが可能となる。これは特に、鋭いフルート頂点と組み合わされて、マスキングを減らすときに有益である。このろ材の増大は、マスキングをほとんどもしくは全く増やさずに、またはマスキングを減らしても達成できる。Ｄ２は、テーパ付きフルートの設計および製造における特に有用なパラメータである。プリーツの長さに沿った異なるセクションにおけるＤ２の値が、ろ材の歪み限度よりも大きな量で変化する場合、ろ材の破壊が発生し得る。それゆえ、プリーツ面に沿ったＤ２の変化を制御して、変化をろ材の歪み限度内に保つ必要がある。
【００６５】
重要なフルートの幾何学的形状の追加的な態様は、フルート幅（Ｄ１）とフルートに沿ったろ材長（Ｄ２）の相対値である。Ｄ２／Ｄ１の値はまた、プリーツ加工されたろ材の説明に有用である。一部の実施形態では、第１の組のプリーツの折り目から第２の組のプリーツの折り目まで延在するフルートの少なくとも一部分は、１．０超、多くの場合少なくとも１．０５、および多くの場合少なくとも１．１のＤ２／Ｄ１の値を含む。一部の実装例では、Ｄ２／Ｄ１は少なくとも１．１５であり、他の実装例では少なくとも１．２０である。Ｄ２／Ｄ１の値が高いことは、所与のフルート幅に沿って設けられたろ材の量の増加を示し、かつまた、フルートの高さＪの増大ももたらし得る。一部の実装例では、Ｄ２／Ｄ１は、１．３０超、１．４０、または１．５０である。Ｄ２／Ｄ１の典型的な範囲は、例えば、１．０５〜２．０；１．１０〜１．７５；および１．２０〜１．５０を含む。
【００６６】
フルートを理解するために有意義な方法を提供し得る、フルートの幅対高さの比に類似する別の性質は、「開放チャネルの幅・高さ比」である。概して、開放チャネルの幅・高さ比は、式：
開放チャネルの幅・高さ比＝Ｄ１／Ｃ
に従って決定できる。
【００６７】
この式では、Ｃは、フルート高さ（Ｊ）からろ材厚さ（Ｔ）を引いた開放チャネルのフルート高さである（図９Ａ参照）。ろ材の性能を高めるために、概して、約２．２５超、約２．５超、約２．７５超、または約３超の開放チャネルの幅対高さ比をもたらすことが望ましい。開放チャネルの幅対高さ比は、好ましくは約１０未満、約９．５未満、約９未満、約８．５未満、約８未満、約７．５未満、または６未満である。例示的な実装例では、開放チャネルの幅対高さ比は２〜７、３〜６、または４〜５である。
コード長、ろ材コード百分率、およびろ材の密度
ろ材の性能を高めるためにマスキングを減らすことが望ましいが、ろ材の性能を高める別の技術は、所与の体積においてろ過に利用可能なろ材の面積の量を増加させることである。図９Ａ〜９Ｃに示すろ材構成は、所与の体積に存在するろ材表面積の量を増やす技術を示す。ろ材−コード百分率は、テーパ付きフルートを含むフルート構成が、ろ材パックに、いかにして所与の体積におけるろ材表面積を増やすことができるかの手法の支援となり得る。
【００６８】
本発明の一部の実装例の別の態様は、ろ材のコード長（ＣＬ）が、ろ材−コード百分率を決定することを含む。コード長は、１つの頂点の中心点から、隣接する頂点の中心点までの直線距離を指す（例えば、図９Ａの隣接する頂点３０１、３０２参照）。ろ材の厚さの影響を最小限にするため、コード長の測定値は、ろ材内の中心点から決定される。
【００６９】
ろ材−コード百分率は、コード長（ＣＬ）の測定値を必要とする。コード長ＣＬとろ材長Ｄ２との関係は、ろ材−コード百分率として特徴付けられる。ろ材−コード百分率は、以下の式：
ろ材−コード百分率＝（（１／２・Ｄ２）−ＣＬ）×１００／ＣＬ
に従って決定できる。
【００７０】
フルート付きろ材の隣接する頂点間に単一の稜部または複数の稜部を設けることによって、距離Ｄ２は、従来技術のろ材より長くできる。１つの稜部または複数の稜部が存在する結果、例えば、稜部のないプリーツ加工されたろ材と比較して、ろ過に利用可能なろ材をより多くすることが可能となる。ろ材−コード百分率の測定値を使用して、隣接する頂点間に提供されるろ材の量を特徴付けることができる。
【００７１】
ろ材−コード百分率の測定値を使用して、隣接する頂点間に提供されるろ材の量を特徴付けることができる。例示的な実施形態では、ろ材−コード百分率は、１％超、あるいは２％超、３％、４％、または５％である。一部の実装例では、ろ材コード百分率は、７．５％超、または１０％超である。ろ材コード百分率の好適な範囲は、例えば、０．１％〜１５％、０．５％〜１０％、および１％〜５％を含む。ろ材コード百分率は、フルートの全長に沿って常に同じではないため、本発明の一部の実装例では、フルートの少なくとも２５％は、フルート長の５０％に沿って、少なくとも１％のろ材−コード百分率を示す。代替的な実装例では、フルートの少なくとも２５％は、フルート長の５０％に沿って、少なくとも２％、３％、４％または５％のろ材−コード百分率を示す。
【００７２】
隣接する頂点間に１つ以上の稜部を設ける結果、隣接する頂点間に存在するろ材が増えることは、ろ材−コード百分率によって特徴付けることができる。本発明に従って作製されたフルートの場合、ろ材−コード百分率は約１％超、約１．５％超、および約２％超である。一部の実装例では、ろ材−コード百分率は３％超であり、任意選択で４％超である。一部の実装例では、ろ材コード百分率は５％を上回り得る。ろ材−コード百分率は、概して約２５％未満、より一般には約２０％未満である。
【００７３】
ろ材に過剰のマスキングがない、およびろ材を通る流体流れを低下させないという条件で、フィルタエレメントに比較的大量のろ材を有することも望ましい。この点で、フルート幅に対するろ材長（Ｄ２／Ｄ１）を大きくする一方、高さＪは不変のままとすることは、所与の体積内でのろ材の増加に反映される。それゆえ、プリーツ加工されたフィルタ内のろ材の密度の１つの測定値は、体積に対するろ材の量の測定値である。これは、式：
Ｄ２／（Ｄ１×Ｊ）
を使用して計算できる。概して、ろ過性能を示すものとしてのろ材の密度は、他のパラメータに加えてろ材の密度に関して、プリーツ加工されたろ材を特徴付けることによって、最適にされる。
【００７４】
図９Ａに示すフルート断面は、本発明に従って構成されたフルートの例である。図９Ｂに、代替的なフルート構成を示し、隣接する頂点３２４と３２６との間に４つの稜部３２８および３２９を備えるフルート３３０を含むフルート付きろ材３２０を示している。それゆえ、ろ材の単一の周期長は、実施形態に示す４つの稜部を含む。稜部３２８および３２９は頂点３２４、３２５、および３２６とは異なることを理解されたい。ろ材３２０は、隣接する頂点間（例えば、頂点３２５と３２６との間）に２つの稜部３２８および３２９があるように、提供され得る。代替例では、３つ以上の稜部がある。
【００７５】
フルート３３０は、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示すフルートと同様である。フルート３３０のテーパ付けは、フルート３３０の長さに沿って稜部３２８、３２９の位置を変えることによって、達成できる。それゆえ、稜部３２８および３２９が緩慢に下向きに（頂点３２５から離れて、頂点３２４および３２６によって形成された平面に向かって）移動する場合、フルート３３０の断面積は徐々に減少する一方、隣接するフルート３３２の断面積（頂点３２５と３２７との間のろ材によって規定される）は増大する。それゆえ、フルート３３０を、ろ材パックの背面付近の最小面積に達するまで断面積がテーパ付けされて徐々に小さくなる好ましい「上流」フルートとし得る一方、フルート３３２を、ろ材パックの背面付近の最大面積に達するまで断面積が徐々に増大する好ましい「下流」フルートとし得る。
【００７６】
フルート３３０、３３２の断面積を変えるために稜部３２８、３２９の位置を変えさせることによって、フルートのろ材３２０の全長を変化することなく、フルートに著しいテーパを形成することが可能となる。これは、少なくとも２つの理由から好都合である。第１に、ろ材の一部の領域をろ材の他の領域に折り重ねる必要があることによるなど、テーパを形成するためにろ材を浪費する必要がない。第２に、稜部３２８、３２９の位置を変えることによる、図９Ｂに示すテーパ付きフルートの形成が、ろ材を著しく伸張させる必要性を回避し、それにより、高セルロースろ材および他の比較的低伸張性のろ材、例えば、ガラス繊維およびセラミック繊維を含有するろ材などを使用できるようになる。
【００７７】
それゆえ、頂点３２４、３２５および３２６に対して稜部３２８および３２９の位置を変えることによって、フルート３３０および３３２にテーパ付けする一方、同時に、頂点間の距離を比較的一定に保つ（ろ材の不規則性の限界内に）ことが可能となる。フルート３３０および３３２の高さＪおよび幅Ｄ１は、（図示の実施形態では）フルートの長さに沿って変化しない。代替例では、これらの相対寸法に変化を示すテーパを形成することも可能である。例えば、フルート３３０の高さＪは、フルートの長さに沿って低くできる一方、同時に稜部３２８と３２９との間の距離も削減できる。
【００７８】
稜部３２８、３２９は、フルート付きろ材の比較的平らな部分と、フルート付きろ材の比較的急な部分とを交差させる結果、設けることができる。フルート付きろ材の比較的急な部分は、稜部３２９と頂点３２５との間に延在するフルート付きろ材の部分と特徴付けることができ、かつ、（例えば）稜部３２８と稜部３２９との間の角度を有すると特徴付けることができる。頂点３２５は、フルート付きろ材の平らな部分よりも上側に延在する。それゆえ、頂点３２５は、隣接するフルート付きろ材からの、輪郭がはっきりとした隆起であることを示し、このことは、ろ材の隣接するプリーツのフルート間のマスキングの減少に役立つ。
【００７９】
ここで図９Ｃを参照すると、フルート３５０および３５２を含むフルート付きろ材３４０が示されている。各フルート３５０は、隣接する頂点３４４と３４５との間に少なくとも２つの稜部３４８および３４９を含む（図示の断面図でフルート当たり合計４つの稜部）。それゆえ、フルート３５０の長さＤ２に沿って、ろ材３４０は４つの稜部３４８および３４９を含む。フルート３５０および３５２のテーパ付けは、稜部３４８および３４９の位置を動かすことによって達成できる。フルート３５０の下側の面積を増やすために、図９Ｃに示すように、稜部３４８および３４９を、頂点３４５から離れて、頂点３４４および３４６に向かって移動させる。これは、フルート３５２の断面積を同時に削減するが、ほとんどまたは全くろ材シート３４０を伸張させる必要なく達成できる。テーパ付けはまた、例えば、頂点３４５で集まる稜部３４９を有することによって；頂点３４４および３４６で集まる稜部３４８を有することによって、または互いに集まる２つの稜部を有することによって、発生し得る。
【００８０】
隣接する各頂点間に２つの稜部が有ることは必須ではない。稜部が３つ以上または１つ以下の場合もある。交互に稜部が存在するまたは隣接する頂点間の間隔に稜部が設けられることが望ましい場合、頂点間に稜部が存在しない場合もある。しかしながら、稜部が存在しない場合でも、図９Ｃに示す頂点３４５など、わずかに先の尖った頂点でも有することが望ましい。なぜなら、そのような頂点は、マスキングを有意義に減らすことができるためである。
【００８１】
概して、フルートのパターンが繰り返されて、隣接する頂点間に稜部が存在する個所に、フルートのパターンを設けることができる。フルート付きシート３００、３２０、および３４０を、頂点から頂点まで比較的対称的に示す。すなわち、フルートは、隣接する頂点間に同じ数の稜部を有して繰り返される。隣接する頂点は、フルート付きろ材の長さに沿って隣同士の頂点を指す。しかしながら、ろ材の一周期は、隣接する頂点間に同じ数の稜部を有する必要はなく、かつ、ろ材は、こうして非対称的と特徴付けることができる。すなわち、ろ材は、一周期の一方の半分に稜部を有し、かつ一周期の他方の半分には稜部が無いように準備できる。
【００８２】
図９Ａは、フルート幅である寸法Ｄ１、およびフルートに沿ったろ材長である寸法Ｄ２を採用している。本発明の典型的な実装例では、Ｄ１およびＤ２は、フルートの長さに沿って一定のままである。しかしながら、一部の実装例では、フルートの長さに沿ってＤ１またはＤ２のいずれかを変更することが可能であるが、そのような変更は、一般に、隣接するフルートの長さに沿ったＤ１および／またはＤ２の逆の変化によってオフセットされる。それゆえ、１つのフルートが、プリーツパックの一方の端部から他方の端部まで寸法Ｄ１が５０％の総増加を示す場合、一般に、対向する隣接するフルートは、プリーツパックの一方の端部から他方の端部まで、寸法Ｄ１に５０％の総減少を示す必要がある。
【００８３】
隣接するフルートが、対応してＤ１の逆の変化を受けない場合、プリーツパックの一方の面が対向面よりも大きなまたは小さな幅を有するテーパ付きプリーツパックをもたらす。同様に、１つのフルートが、プリーツパックの一方の端部から他方の端部へ、Ｄ２に５０％の総増加を示す場合、一般に、隣接するフルートは、プリーツパックの一方の端部から他方の端部へ、Ｄ２に５０％の総減少を示す必要がある。ろ材の幅にわたるＤ２の測定値の和を一定に保つことが望ましく、そうでなければ、ろ材を著しく伸張させる必要があり、これは概して、高セルロースろ材では実現できない。ろ材全長がプリーツに沿って一方の面から他方の面に変化しないこの原理はまた、概して、プリーツの折り目にも当てはまる。プリーツの折り目が、フルート付きろ材を形成するのに使用されるろ材の幅よりも長いウェブ横断ろ材長を必要としないことが、必要である。これは、フルートの形成に必要なろ材の幅のいずれの増加もろ材の歪みを大きくするため、当てはまる。多くの合成ろ材材料は、ろ材を著しく劣化させることなく、よりそのような歪みを受けることがあるが、高セルロースろ材は、数％を超える伸張を容易には受けない。それゆえ、特に高セルロースろ材を使用する場合、プリーツの折り目が、プリーツ加工されたろ材に著しい伸張力を加えないことが望ましく、多くの場合必要である。
ろ材体積の非対称性＆断面の非対称性
本発明のテーパ付きろ材の別の特性は、一部の実装例では、ろ材体積の非対称性が存在することである。ろ材体積の非対称性は、ろ材プリーツパックの一方の側（上流側または下流側のいずれか）が、ろ材プリーツパックの他方の側とは異なる体積を有するときに、発生する。そのような非対称性は、フルートが構成され、それらにテーパを付ける方法によって、生じ得る。本明細書で使用されるように、ろ材体積の非対称性は、概して、フルート頂点で囲まれた大きなろ材体積と、対向するフルート頂点によって囲まれた小さなろ材体積とのろ材体積比の測定値である（例えば、図１０および１１Ａ参照）。全てではないが、いくつかの実装例では、大きなろ材体積は、上流の開放ろ材体積に対応し、小さなろ材体積は下流の開放ろ材体積に対応する（使用中、上流の体積の占有部には、ダストのような汚染物が蓄積し得る）。
【００８４】
ろ材体積の非対称性は、流体流れの改善および負荷性能の向上を含め、様々な理由で有益である。一部の実装例では、ろ材は、１％超、３％超、５％超、または１０％超のろ材体積の非対称性を示す。例示的なろ材構成は、１５％超、２０％超、５０％超、７５％超、１００％超、１５０％超、および２００％超のろ材体積の非対称性を示す。好適なろ材体積の非対称性の範囲は、例えば、１％〜３００％、５％〜２００％；５０％〜２００％；１００％〜２００％；および１００％〜１５０％を含む。テーパ付きフルートは、ろ材体積の非対称性を組み込んで、ろ過性能をさらに高め得る。
【００８５】
テーパ付きフルートを含むろ材パックはまた、任意の所与の点でのろ材の断面に基づいて計算されるろ材断面の非対称性を示し得る。テーパ付きフルートでは、断面の非対称性は、フルート付きろ材パックの深さに沿った測定個所によって変動する。断面の非対称性はろ材体積の非対称性をもたらし得るが、これは、テーパ付きろ材断面積がフルートの長さに沿って変動し、ろ材の各側の全体積が等しくなる累積効果を有するようにし得るため、いつでも当てはまるわけではないことを理解されたい。また、ろ材パックの所与の断面は、ろ材の上流側に大きな断面積を示し得るが、それに続くろ材のテーパリングによって、全体的なろ材体積の非対称性がろ材の全体積に関して下流側に有利に働くようにする。
【００８６】
一部の実施形態では、ろ材パックは、ろ材の一方の側の断面積が、同じろ材の対向する側よりも少なくとも１％大きくなるように、断面の非対称性を有する。ろ材にわたる断面積の差は３％超、５％超、または１０％超であることが多い。例示的なろ材構成は、１５％超、２０％超、５０％超、７５％超、１００％超、１５０％超、および２００％超のろ材断面の非対称性を示す。好適なろ材断面の非対称性の範囲は、例えば、１％〜３００％、５％〜２００％；５０％〜２００％；１００％〜２００％；および１００％〜１５０％を含む。
【００８７】
断面積の差は、フルート設計の幾何学的形状によって制御される。フルートに沿った稜部の存在、数、および形状が著しい影響を与えることが多く、断面の非対称性の程度を決定することが多い。フルートのテーパリングは、概して、フルート長に沿って断面の非対称性を変化させる。しかしながら、これはいつでも当てはまるわけではなく、例えば、フルートの高さＪは変化するが幅Ｄ１は一定を保つ。そのような実施形態では、フルートに沿って稜部の相対位置を変えること（あるいは、フルートに沿ってろ材の分布を変えること）によって全断面積を一定に保つことが可能になることがある。
【００８８】
断面積に差をもたらすフルートの幾何学的形状は、フルートを通る流れ特性に著しい影響を与え得る。フルートの相対断面積の変化は、一般に、その領域のろ材パックの上流および下流部分の断面積の変化をもたらす：ろ材パックの上流部分の断面積が増大する場合、ろ材パックの下流部分も、一般に断面積が減少する。本発明は、ろ材体積の非対称性および断面の非対称性をカスタマイズしてろ過性能を高めることができる。
【００８９】
語句「ろ材体積の非対称性」によって意味することをさらに理解するために、図１０〜１２を参照する。図１０の場合、ろ材４００が、第１の理論的平面４０２と第２の理論的平面４０４との間で上下して示されている。ろ材体積の非対称性は、ろ材パックの理論的平面４０２と４０４との間の、ろ材４００の一方の側をろ材４００の他方の側と比較した体積差を指す。理論的平面４０２および４０４を特徴付ける１つの方法は、頂点４０６および４０８が、図１１ａに示すように、対向するろ材表面に接触するように、ろ材４００にプリーツ付けを行って十分に詰め込むことであると考えられる。
【００９０】
ろ材体積の非対称性は、ろ材パック内でのパッキング構成ではなく、ろ材のフルート構成の尺度である。ろ材の一方の側の開放断面積（図１０、領域４０７）は、ろ材の一方の面から、ろ材の同じ側のフルートの各頂点によって規定されたラインまで延在するものとして認め得る。この領域は、ろ材の対向面と、対向するフルートの各頂点によって規定されたラインとによって囲まれたろ材の他方の側の開放断面積（図１０、領域４０９）よりも大きい。これらの断面積は、ろ材の所与の断面にろ材断面の非対称性を規定する。
【００９１】
そこで、プリーツパックの上流面から下流面まで延在する断面の非対称性は、上流体積および下流体積を、および同様に、ろ材体積の非対称性を特徴付ける。プリーツパックに対して、フルート頂点がプリーツの折り目からプリーツの折り目まで延在するまたは延在しない場合、プリーツの折り目間のろ材がほとんど曲率を示さず、実質的に平坦である（プリーツの折り目間のろ材のフルートのセクションの質量重心が実質的に平面に位置する）場合、上流ろ材体積は、上流ろ材表面、プリーツの折り目での接触面、およびプリーツの折り目の中心線までフルート頂点の上に形成された凸閉包によって取り囲まれている体積であることが分かる。下流ろ材体積は、下流ろ材表面、プリーツの折り目における接触面、およびプリーツの折り目の中心線までフルート頂点の上に形成された凸閉包によって取り囲まれている体積であることが分かる。
【００９２】
ここで図１１Ａを参照すると、図示のプリーツパッキング構成は、最大プリーツ総数（ＰＣＭａｘ）と特徴付けることができる。なぜなら、この構成は、フルートが歪まずに所与の体積中に最大数のプリーツが入ることを示しているからである。図１１Ａでは、ろ材４００の断面を示しており、ろ材４００自体に前後してプリーツが付けられていることを示す。ろ材体積の非対称性の計算に基づいて、図１１Ａに示すろ材の配置に対するろ材体積の非対称性の値は、図１１Ｂでは頂点４０６同士および４０８同士が接触していないが、図１１Ｂに示すろ材の配置に対するろ材体積の非対称性と同じである。従って、ろ材体積の非対称性の定義は、ろ材にプリーツ付けを行って、プリーツ加工されたろ材パックを形成する際に存在し得る、ろ材表面間の潜在的な分離を考慮している。
【００９３】
実際の測定値に関して、図１０の理論的平面４０２および４０４は、頂点の統計的最大値に基づいて決定される。例外的な状況は計算から除外できる。例えば、高すぎるかまたは低すぎるかのいずれかの、およびろ材のパッキング密度にあまり影響を及ぼさない偶発的な頂点があり得る。それらの頂点は、理論的平面４０２および４０４を計算するためのものとはみなされない。さらに、体積の非対称性を大きくするために、頂点が省略されたり、または平均フルート高さよりも著しく低い高さに形成されたりする場合もあり得ることを理解されたい。そのような場合、頂点高さが低いことは、パッキング密度の計算に影響を及ぼさない。概して、パッキング密度は、図１１Ａに示すように、ろ材表面の頂点がちょうど接触するような所与の体積に利用可能なプリーツ数を指す。
【００９４】
「ろ材体積の非対称性」を計算する利点は、ろ材に基づいてろ材の体積（上流体積および下流体積）を計算でき、および結果が、フィルタエレメントの実際の上流体積および下流体積とは異なり得ることである。例えば、ろ材を、頂点が実質的にちょうど互いに接触するようなパネルとして配置できる。その場合、フィルタエレメントの上流体積および下流体積は、「ろ材体積の非対称性」の計算と一致する必要がある。
【００９５】
しかしながら、代わりに、ろ材を、頂点が互いに接触しないような構成に配置できる。例えば、ろ材表面を、パネル型フィルタエレメントにおいて互いに十分に分離するか、またはシリンダー状フィルタエレメントの典型的な場合のように、互いに分離することができる。そのような場合、フィルタエレメントにおける体積の非対称性は、「ろ材体積の非対称性」の計算とは異なると予測される。従って、「ろ材体積の非対称性」の計算を使用することは、ろ材自体に基づきかつフィルタエレメントへのろ材の配置またはパッキング方法に関わらず、ろ材パックに対する体積の非対称性（または体積の対称性）の計算を正規化する技術である。値を得ることができる別の計算は、フィルタエレメントにおける実際の体積の非対称性である。フィルタエレメントに対する実際の体積の非対称性は、エレメントの上流側とエレメントの下流側との間の体積の差から生じる体積の非対称性を指す。ろ材の構成（例えば、パネルまたはシリンダー）は、この値に影響を及ぼす。
【００９６】
ろ材断面の非対称性はまた、フィルタエレメントを検査することによって計算できるが、断面積は、プリーツの折り目から離れて測定されることが望ましい。それゆえ、例えば、ろ材断面積は、プリーツの折り目から、フルート高さの３倍を除外した距離にわたってフルート長に沿って取られ得る。ろ材断面の非対称性がプリーツの折り目から離れて計算される理由は、ろ材断面の非対称性の計算へのプリーツの折り目の影響を回避するためである。さらに、ろ材断面の非対称性は、フルート長に沿って変化し得ることを理解されたい。この変化は、フルートのテーパの結果とし得る。
【００９７】
ろ材断面の非対称性に関しては、ろ材の断面積は、一般に、ろ材の各側に非対称性を示す。図１１Ａに示すように、断面は、断面積４０３と断面積４０５との非対称性を示す。
【００９８】
フルートの三次元構造は、流体の流れのための開放体積と、汚染物（ダストなど）が蓄積するための空間とを規定する。一部の実施形態では、ろ材は、ろ材体積の非対称性を示し、ろ材の一方の側の体積が、ろ材の他方の側の体積よりも大きくなるようにする。概して、ろ材体積の非対称性は、フルートを含むプリーツ加工されたろ材の上流側と下流側との間の体積の非対称性を指す。ろ材体積の非対称性は、ろ材パック内のパッキング構成によってではなく、ろ材のフルート構成によって生じる。
フルートの密度
ろ過に利用可能なろ材の量を増やすための別の技術は、ろ材パックのフルートの密度を高めることを含む。フルートの密度は、ろ材パックのろ材の断面積当たりのフルートの数を指す。フルートの密度は、フルート高さＪ、フルート周期Ｄ１、およびろ材厚さＴを含め、いくつもの要因に依存する。フルートの密度は、ろ材パックのフルートの密度と称することができ、および最大プリーツ総数（ＰＣＭａｘ）で決定できる。ＰＣＭａｘは、フルートを変形させずにプリーツパックを製造できる最大限に密集したプリーツ総数である。概して、ＰＣＭａｘは、フルートの変形を受けて性能が低下する前の、所与の体積に配置できる最大数のプリーツを指す。パネル型フィルタに対して、ＰＣＭａｘプリーツ密集部は、１／（２Ｊ）に等しい。フィルタエレメントのためにろ材パックのフルートの密度（ρ）を計算する式は以下の通りである：
ρ＝フルートの数／（２×ろ材パック断面積）
フィルタエレメントのフルートの密度は、フィルタエレメントの断面積の上流にあるフルートおよび下流にあるフルートを含めてフルートの数をカウントし、その数を、フルートの数が決定された個所におけるフィルタエレメントの断面積を２倍したもので割ることによって、計算できる。概して、規則的なろ材には、フルートの密度は、入口面から出口面まで、またはその逆の方向にフィルタエレメントの長さにわたって比較的一定を保つことが予測される。
【００９９】
ろ材断面積は、ろ材の断面積を指し、必ずしもフィルタエレメントの断面積を指すわけではないことを理解されたい。フィルタエレメントは、ハウジングを係合するためのシースまたはシールを有し、それにより、フィルタエレメントに、ろ材の断面積よりも大きな断面積をもたらし得る。さらに、ろ材の断面積は、ろ材パックの実効面積を指し、ろ過に有用でないろ材パックの部分は含まない（シールによって覆われる面積など）。
【０１００】
概して、フルートの密度が高められているろ材パックを提供することは、ろ材のある体積内でろ材の表面積を増大させる傾向を有し、それゆえ、ろ材の負荷容量を増大させる傾向を有する。従って、ろ材のフルートの密度の増加は、ろ材の負荷容量を高める効果を有し得る。しかしながら、ろ材のフルートの密度の増加は、他の要因は一定のままと仮定して、ろ材によって圧力低下を増大させる効果を有し得る。
【０１０１】
ろ材のフルートの密度の増加は、フルート高さ（Ｊ）またはフルート周期長（Ｄ１）、またはそれら双方を小さくすることによることが多い。その結果、フルートのサイズ（フルートのサイズはフルートの断面積を指す）は、フルートの密度が増加するにつれ、縮小する。小型のフルートは、ろ材パックにわたって圧力低下を増大させる効果を有し得る。ろ材パックにわたる圧力低下への言及は、ろ材パックの第２の面で測定される圧力に対するろ材パックの第１の面で決定される圧力差を指し、第１の面および第２の面は、ろ材パックのほぼ対向する側に設けられる。ろ材パックにわたる圧力低下は、一部には、フルートの密度およびフルート長に依存する。
【０１０２】
ここで図１２〜１４を参照すると、プリーツ加工されたろ材パックを参照符号４５０で示す。プリーツ加工されたろ材パック４５０は、縦方向４５４および横断方向４５６を有するろ材４５２を含む。ろ材は、第１の一連のプリーツの折り目４５８および第２の一連のプリーツの折り目４５９を提供するように折り畳まれ（折り目４５８および４５９は図１２を参照）、ろ材４５２は、前後配置されて、第１の組のプリーツの折り目４５８と第２の組のプリーツの折り目４５９との間に延在する。ろ材４５２はフルート４７０を含む。フルート４７０は、比較的鋭い頂点４７２および４７４を含む。加えて、フルート４７０は、隣接する頂点間（例えば、頂点４７２と４７４との間）に稜部４７６が設けられている。
【０１０３】
プリーツ加工されたろ材パック４５０は、開口部４８６を間に形成するろ材表面４８２および４８４と、開口部４９２を間に形成するろ材表面４８８および４９０とを含む。プリーツ加工されたろ材パック４５０は、第１の組のプリーツの折り目４５８と開口部４８６とを含む第１の面４８５を有するものとして特徴付けることができる。加えて、プリーツ加工されたろ材パック４５０は、第２の組のプリーツの折り目４６０と開口部４９２とを含む第２の面４８７を有するものとして特徴付けることができる。従って、第１の面４９２の開口部４８６を経由して、プリーツ加工されたろ材パック４５０に空気が流入し、ろ材４５２を通過してろ過を行ってから、第２の面４９４の開口部４９２を経由して、プリーツ加工されたろ材パック４５０から流出することができる。特定の状況では、第２の面４９４を経由して、プリーツ加工されたろ材パックに流入し、第１の面４８５を経由して、プリーツ加工されたろ材パック４５０から流出する流体の流れを有することを好都合とし得る。ろ材は、一緒に集まる稜部４９３を有する。このテーパは短縮遠近法で描かれ、稜部の誇張された動きを示す。
【０１０４】
ここで図１５および１６を参照すると、本発明に従って作製された２つのろ材の構成の部分の上面図が示されている。図１５に、フルートの形成およびプリーツ形成前の、各フルートの各部分の位置を表示して、ろ材５００のウェブの単純化した図を示す（それゆえ、図１５は、フルート頂点および稜部がフルート形成の最中に配置されるべき個所を示す、平坦な状態のろ材５２０を示す）。フルート５０２のそれぞれの輪郭は、中心頂点５０４と、隣接する対向側頂点５０６とを示す。それに続くプリーツの位置を線５１０で示す。図１５に示す実施形態は、６つのフルート５０２を有して示す。フルート５０２の各々は、破線の４つの稜部５０８ａおよび５０８ｂを含む。稜部は、一対の稜部５０８ａおよび５０８ｂが各フルート５０２の頂点５０４の各側にあるように、位置決めする。稜部５０８ａおよび５０８ｂは、互いに向かって集まって、上記で図７に示したものと同様のフルートを形成する。それゆえ、各頂点５０４の各側には、一対の稜部５０８ａおよび５０８ｂがあり、これら稜部は、１つのプリーツに沿って互いに集まってから、次のプリーツに沿って互いに末広状になり、再び、それに続く頂点において互いに集まる。このように、ろ材５００を用いて、プリーツ加工されたろ材の断面積を変化させることが可能である。図１５では、中心頂点５０４および隣接する対向側頂点５０６は互いに平行しており、それにより、フルート付きろ材を形成することが可能となり、フルートは一定の幅および高さを有する一方、それらの長さに沿って断面積が依然として変化することが観察される。
【０１０５】
図１６に関しては、ろ材５２０は、中心頂点５２４と、隣接する対向側頂点５２６とによって規定される複数のフルートを備えて示される。プリーツ個所５３０も示されている。図１６に示すろ材は平らにされており、頂点５２４および隣接する対向側頂点５２６の位置を示している。この実施形態では、フルートは、平行な頂点５２４、５２６を有しない。それゆえ、フルートの幅または高さを変動させながらも、ろ材を使用してテーパ付きフルートを形成することができる。図１６に示す実施形態では、テーパ付きフルート付きろ材を形成するために稜部は必要ない。
フルート頂点の半径
上述の通り、フルート頂点は、一般に、シャープな丸み、またはプリーツ間のマスキングを減らす、輪郭がはっきりした先端部によって特徴付けられる。この輪郭がはっきりした先端部は、フルートの全体的なプロファイルから延出して、フルート頂点に、隣接するろ材のマスキングを実質的に減らす隆起を形成できる。所与のフルート頂点は、形状にある程度ばらつきがあり、必ずしもその先端部に完全な円弧を形成しないことが理解されるが、一部の実装例では、フルート頂点の半径に実質的に対応する距離を特定および測定することが依然として可能である。この距離は、フルートの内部で測定でき、かつ有効内径として計算される。この有効内径は、４ミリメートル未満であることが多く、大抵は２ミリメートル未満であり、１ミリメートル未満であることが多く、および任意選択で０．５ｍｍ未満である。一部の実装例では、特に、大きなフルートには、より大きな半径も使用することができる。明らかなまたは測定可能な半径を有していないフルートも、それらが、稜部の存在、ろ材の非対称的な体積などの、本明細書で説明された他の特性を含む場合、本開示の範囲にあることがさらに理解される。
【０１０６】
図１７は、実際のろ材で決定された半径の例を示す。半径は、例えば、局所有効内径と呼ばれる測定値を使用する方法論によって測定できる。局所有効内径は、所与のフルート先端部、頂点、または稜部での最小曲率外径（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｏｕｔｅｒ  ｒａｄｉｕｓ  ｏｆ  ｃｕｒｖａｔｕｒｅ）から、フルートの平均ろ材厚さを差し引いたものと定義される。最小曲率外径は、所与のフルート先端部、頂点、または稜部の断面の最外面を辿ることによって形成された曲線に適合する接触円の最小曲率半径である。参考までに、曲線の所与の点における十分な平滑面曲線の接触円は、内側法線に中心があり、かつ曲率が、その点での所与の曲線の曲率と同じである円である。
【０１０７】
代替例では、許容可能な半径を説明するのに使用できる式（いくつかの実施形態のための）は、フルート幅（Ｄ１）およびろ材厚さ（Ｔ）に基づく。比較的シャープな丸みと特徴付けることができる頂点における半径を説明するのに使用される例示的な式は、（Ｄ１−２Ｔ）／８である。好ましくは、比較的シャープな丸みは、約（Ｄ１−２Ｔ）／１６未満の半径を有する。
【０１０８】
頂点は鋭いが、多くの実装例では、きつい湾曲の外表面を依然として含み、ある半径の孤または曲りに近似することがある。比較的鋭い頂点を設けることによって、ろ材表面間の接触および／または近接面積を縮小してもよく、それにより、マスキングを減らす。ろ過の最中、ろ材は、一般に圧力下で撓み、比較的鋭い頂点は、ろ材表面間の接触を減らし続け、それゆえ、マスキングを減らすことに関して継続して利点をもたらすことができる。
【０１０９】
本発明によれば、流体のろ過方法も提供される。この方法は、ろ過されていない流体が、プリーツ加工されたろ材パックの第１の面または第２の面に流入し、かつプリーツ加工されたろ材パックの第１の面または第２の面の他方から流出する結果、フィルタエレメントの一部として設けられたプリーツ加工されたろ材パックを通って流体を通過させるステップを含む。プリーツ加工されたろ材パックを通ってろ過されるべき流体の流れは、直線状の貫流と特徴付けることができる。
フルートの向き
流体が非垂直な角度で第１の面または第２の面に向かって流れるかどうかに依存して、第１の流れ面または第２の流れ面に対して非垂直な角度で延在するフルートを有することを有利とし得る。プリーツ加工されたろ材パックの第１の面または第２の面に対して非垂直な角度でフルートを設けることは、プリーツ加工されたろ材パックに入る前に流体が曲がる必要なく、流体の流れをより受けられるようにフルートの角度を調整することにより、プリーツ加工されたろ材パックに流体がより流入するようにすることを可能にする。ろ材パックの第１の面および第２の面は平行または非平行とし得る。フルートが延在する角度は、第１の面、第２の面、または第１の面および第２の面の双方に対して測定できる。
【０１１０】
それゆえ、フルートが第１の面または第２の面に垂直に延在するようにフルートを形成でき、または第１の面または第２の面に対して、０度超であるが１８０度未満の角度で延在するようにフルートを設けることができる。フルートが面に対して０度または１８０度の角度で延在する場合、流体が、フルートを経由してプリーツ加工されたろ材パックに入ることは困難である。概して、流体が、フルートを通って入ることによって、プリーツ加工されたろ材パックに入ることが望ましい。
【０１１１】
一部の実装例では、フルートは、面に対して約８５度〜９５度、他の実装例では、面に対して約６０〜１２０度、およびさらに他の実装例では、面に対して約７０〜１１０度の角度で延在する。好ましくは、フルートは、第１の面または第２の面に対して垂直の約６０度以内の角度で延在するように設けられる。概して、この範囲は、第１の面または第２の面に対して約３０度〜約１５０度に対応する。さらに、フルートは、第１の面または第２の面に対して垂直の約５度以内に延在するように設けることができる（第１の面または第２の面に対して約８５度〜約９５度に対応する）。フルートは、第１の面または第２の面に対して垂直（９０度）に延在するように設けられることが望ましいとし得る。
フルートのあるプリーツ加工されたろ材の作製方法
フルートを含むプリーツ加工されたろ材は、様々な方法および機器を使用して作製できる。それゆえ、ろ材、ろ材プリーツパック、およびフィルタエレメントは、それらの製造方法に限定されない。フルート付きろ材は、所望のフルート形状をもたらす任意の技術によって準備できる。それゆえ、本発明は、特定のフルート形成方法に限定されない。しかしながら、フルートの幾何学的形状、およびろ材がフルート付きおよびプリーツ付きであるかに依存して、いくつかの方法が事実上上手く行く。高セルロース含有量の乾式ろ材は、比較的非伸張性であり、および数％を超えて伸張される場合には、処理を施される。対照的に、高合成物質含有量のろ材は、はるかに伸張性があることが多い。両タイプのろ材とも本発明の使用に好適である。
【０１１２】
ろ材形成の最中、ろ材の限定された寸法は、一般にろ材の幅である。なぜなら、ろ材が製造される機械の幅方向が限定されているためである。ろ材の長さは、ろ材が切断されるまでまたは終端するまで、連続し得る。連続方向は、ろ材の長さに沿ったろ材の方向を指す。横断方向は、概して、ろ材の幅にわたるろ材の方向を指す。プリーツ加工されたろ材は、概して、縦方向を横断して形成されたプリーツまたは折り目を含み、プリーツの数および各プリーツの高さを所望の通り制御できるようにする。プリーツまたは折り目は、一般に、横断方向に形成され、ろ材が交互に折り畳まれるようにして（例えば、前後配置）、第１の面、第２の面、および第１の面と第２の面との間のろ材延出部を有するフィルタエレメントを形成する。概して、ろ過されるべき流体が、ろ材パックの第１の面および第２の面の一方に入り、第１の面および第２の面の他方から出る。
【０１１３】
比較的鋭い頂点を示すフルート付きろ材を提供するための例示的な技術は、比較的鋭い縁部を提供するのに十分な、フルート付きろ材の曲り、折り畳み、またはしわを含む。比較的鋭い頂点を提供する能力は、曲り、折り畳み、またはしわをもたらすのに使用された処理装置、およびろ材自体の組成を含め、いくつもの要因に依存する。概して、比較的鋭い頂点を提供する能力は、破壊強度、およびろ材の厚み、およびろ材が、伸張するまたは引裂きもしくは切断に抵抗する繊維を含有するかどうかに依存する。フルート形成の最中、引裂き、切断、またはその他のろ材の損傷を回避することが望ましい。
【０１１４】
本方法は、比較的少量の歪みに対処するのみのろ材を使用できる。なぜなら、プリーツの折り目は、ろ材の全長を比較的一定に保ちかつ歪みを減少させるように形成されるからである。概して、比較的少量の歪みのみを許容できるろ材は、ろ材が高セルロース含有量を有し、かつ冷たく乾いている場合によくあるように、歪みが３％よりは大きい場合、破壊する傾向を有するろ材を含む。濡れている場合でも、温かいろ材は、一部のろ材では歪みが約８％より大きい、および他のろ材では約１０％である、または時には約１２％より大きい場合に、破壊する傾向を有することが多い。それゆえ、本発明のフルート設計および製造方法を、一部の実装例では、高セルロース含有量を有するろ材と共に使用できる。一部の実施形態では、セルロース含有量は、１００％または１００％に近い。他の実装例では、セルロース含有量は９０％超、８０％、７０％、６０％または５０％である。
【０１１５】
上記で示したように、ろ材の全幅は、プリーツの横断方向にわたって一定とし得る。これにより、ろ材に比較的小さな全体的な歪みを生じるプリーツの折り目構成を可能にする。従って、ろ材パックに使用できるろ材は、一部の実装例では約８％より大きい、他の実装例では１０％、またはさらに別の実装例では約１２％より大きい歪みに耐えることができないろ材と特徴付けることができる。しかしながら、高レベルの歪みに耐えることができるろ材も、本発明の様々な実装例に使用できることを理解されたい。
【０１１６】
図１８は、本明細書で開示した技術に一致するプリーツ加工されたろ材を形成するための１つのシステム６００を示す。ロール巻きのろ材６２０が、ろ材６０２を寄せ集めてひだを形成するバンチング（ｂｕｎｃｈｉｎｇ）機構６４０とつながる状態で巻き戻し台６２２上にある。ろ材６０２は、バンチング機構６４０を通過し、付形ロール６６０およびスコーリングロール６７０まで至り、それぞれ付形、および折り目付けが行われる。付形ロール６６０およびスコーリングロール６７０を出ると、ろ材６０２は、任意選択で塗布ステーション６７５を通過して、畳み込みセクション６８０に入り、そこで、折り目に沿って折り畳まれて、パック済セグメント６１２に保管される。
【０１１７】
ろ材のロール６２０を使用して、処理するまでろ材６０２を保管し、概して、処理する場所にその構成で届けられる。ろ材のロール６２０は、ロール６２０に巻きつけられた様々なタイプのろ材６０２を含み得る。概して、ろ材６０２は平坦な、比較的可撓性のあるシートであり、巻きつけたり巻き戻したりできるようにされている。様々な実施形態では、ろ材６０２はセルロースろ材であるが、他のタイプのろ材も考慮される。例えば、ろ材６０２はまた、ポリマーろ材の平坦なシートなどの合成ろ材とし得る。
【０１１８】
図１９Ａおよび１９Ｂは、ろ材が、図１８に示すシステムと同様のシステムを通過する際の、それぞれろ材の上面図および側面図を示す。第１のセクション６９２は、ろ材のロール６２０から離れた後に、システムに入れられるろ材を示す。第２のセクション６９４は、概して、第１の垂直の切断線によって表されるバンチングロール６４０による処理を出た後のろ材を示す。第３のセクション６９６は、付形およびスコーリングロール６６０を出た後のろ材６０２を表し、第４のセクション６９８は、システムの畳み込みセクション６８０に入ったろ材６０２を表す。
【０１１９】
「バンチング」は、ろ材６０２に施される処理、およびまた、図１９Ａおよび１９Ｂの第２のセクション６９４に示すようなろ材６０２の物理的状態を指すのに使用される。ろ材６０２は、ろ材６０２の長さに沿って実質的に平行の凹凸６０４を示し、このろ材６０２の長さは、全体的に縦方向、換言すると、様々なシステムの構成要素を通過するろ材６０２の方向と平行な方向にある。バンチング６４０は、フルート付けされる際にろ材６０２に歪みが生じないようにし、それにより、フルート形成および他のろ材の付形に対するろ材６０２の許容範囲を大きくする。ろ材６０２にひだ付け（ｂｕｎｃｈｉｎｇ）した結果、凹凸が形成される際に、ろ材６０２の幅はわずかに減少し、かつろ材６０２の高さはわずかに増大する。バンチング機構は、様々な構成を有することができ、以下、図２０の説明で、一例としてより詳細に説明される。
【０１２０】
ろ材のバンチング６４０に続いて、ろ材は、図１９Ａおよび図１９Ｂのセクション６９６に示すように付形６６０およびスコーリングされ得る。「付形」は、ろ材６０２の長さに沿って縦方向にフルート６０６を形成し、および「スコーリング」は、フルート６０６に垂直に−全体的に縦横断方向に、ろ材６０２に折り目６０８を形成する。折り目６０８は、概して、フルート６０６の形状に対応する特有の形状を有する。一実施形態では、ろ材６０２は、２つのニップローラの間を通過してから、２つのスコーリングロールの間を通過する。別の実施形態では、ろ材は、スコーリング棒を規定する２つのニップローラの間を通過する。ろ材の付形およびスコーリングを、下記で詳細に説明する。
【０１２１】
様々な実施形態において、ろ材が付形およびスコーリングされた後、接着剤を塗布できる。これは、図１９Ａまたは１９Ｂには図示していないが、図１８の塗布ローラ６７５に対応する。接着剤の塗布では、フルートの先端部に沿った点に少量の接着材料を置いて、ろ材が折り畳まれた後に接触する別のフルートに接合できるようにする。グルーまたは接着材料（熱溶融性接着剤、加熱硬化接着剤などを含め、様々な接着剤を使用できる）が優先的に塗布され、グルーまたは結合剤の塗布によってろ材を過度に封止しないようにする。例えば、隣接するプリーツのフルートと接触するフルートの先端部４０６および４０８を示す、上記の図１１Ａを参照できる。接着剤は、これらの個所（フルートが先端部４０６または４０８で一体となる）に塗布できる。概して、接着剤の量は、製造中ならびに使用中に、プリーツを一緒に保持するのに十分である必要がある。それゆえ、接着剤を使用する際には、隣接するプリーツ間の強力な接合が通常必要とされる。一部の実施形態では、フルートの先端部の全体に沿って接着剤がのばされるが、他の実装例では、接着剤は、各フルートの先端部の一部分に沿ってのみのばされる。例えば、接着剤を、フルートの先端部に沿って断続的に塗布することができ、プリーツの折り目付近に主として塗布することができ、プリーツ先端部のごくわずかにのみ塗布することができるなどである。テーパ付きフルートを結合するための接着材料の使用に加えて、非テーパ付き（すなわち、規則的な）フルートもまた、接着材料を使用して結合できることを理解されたい。
【０１２２】
ろ材は塗布ロール６７５と接触して、接着剤または他の塗布剤を塗布してもよい。塗布に続いて、または、代替例では、付形およびスコーリングに続いて、ろ材は、畳み込みセクション６８０に入る。畳み込みセクション６８０は、折り目６０８に沿ってアコーディオンのようにろ材６０２が折り畳まれ、かつ、別の処理までそのような状態で保管される場所である。システム６００で処理されかつ畳み込みセクション６８０に入るろ材６０２が多いほど、ろ材６０２はよりパッキングされて、折り目６０８の周りで圧縮される。
【０１２３】
ここで、図１８のシステム６００の構成要素を詳細に説明する。図２０は、本明細書で開示する技術と一致するバンチング機構を示す。少なくとも一実施形態では、バンチング機構６４０は、主ロール６４２と、主ロール６４２の円周の周りに、主ロール６４２と機械的に結合する複数のバンチングアクスル６５０とを有する。複数のバンチングアクスル６５０の各々は、それらの各軸の周りを回転するように構成されている。複数のバンチングアクスル６５０の各軸６５１は、主ロール６４２の円周の周りに回転可能に配置できる。図示の実施形態では、複数のバンチングアクスル６５０は、主ロール６４２の各側の第１のアクスルホルダ６４４および第２のアクスルホルダ６４６に回転可能に配置される。第１のアクスルホルダ６４４および第２のアクスルホルダ６４６は、複数のバンチングアクスルの各々のアクスルの各端部を収容するように構成されている開口部を規定する。代替例では、バンチング機構は、（図２０の円形配置とは反対に）実質的に平面的な構成で一連のローラを含むことができ、それにより、ろ材は、最初のローラから最後のローラまで通過するにつれ、漸次ひだ付けされる。
【０１２４】
図２１は、バンチング機構６４０に入り、ひだが付けられてバンチング機構６４０から出て、一対の付形ローラ６６０に入るろ材６０２を示す。以下のバンチング機構の説明は、図２０および図２１を考慮して理解できる。動作中、ろ材は、主ロール６４２の円周に供給され、主ロール６４２および複数のバンチングアクスル６５０の各々を別々に進み、ここで、複数のバンチングアクスル６５０の各々が２つの凹凸を生じさせる：１つの凹凸は、ろ材の各側面に隣接しており、徐々におよび漸次ろ材にひだを付ける。例外は、第１のバンチングアクスル６５２であり、これは、ろ材の中心部分に沿って、単一の、第１の凹凸を生じさせる。
【０１２５】
今述べたように、ろ材は、まず、主ロール６４２および第１のバンチングアクスル６５２を通過し、ここで、第１のバンチングアクスル６５２は第１のバンチング形状６５３を規定する。第１のバンチングアクスル６５２はシリンダー状であり、中心軸６５１の周りを回転する。第１のバンチングアクスル６５２で規定された第１のバンチング形状６５３は、ろ材が第１のバンチング形状６５３と主ロール６４２との間を通過する際にろ材に力を加え、ろ材の中心部分に沿って第１の凹凸を形成する。このように、第１のバンチングアクスル６５２の残りの部分の表面は、おそらくろ材と接触しない。現在の実施形態では、第１のバンチング形状６５３は、第１のバンチングアクスルから半径方向に延出する、単一の丸みのある、円形ディスクである。第１のバンチング形状６５３は、第１のバンチング幅を有し、かつろ材の幅の実質的に中心に位置決めされている。
【０１２６】
ろ材は、主ロール６４２および第１のバンチングアクスルを通過後、第２のバンチングアクスル６５４および主ロール６４２を通過する。第２のバンチングアクスル６５４は、第２のバンチング幅を有する第２のバンチング形状６５５を規定し、第２のバンチング幅は第１のバンチング幅よりも大きい。第２のバンチング形状６５５は第１のバンチング形状６５３を含み、およびまた、第１のバンチング形状の付加物も含んで、ろ材のひだ付けが、段階的に進行するようにする。このように、第２のバンチング形状６５５は、ろ材に沿って第１の凹凸に係合しかつそれを強める第１のバンチング形状６５３の円形ディスクと、第１のバンチング形状６５３の両側にそれぞれ隣接する一対の円形ディスクとを有する。第２のバンチング形状６５５、それゆえ、第２のバンチング幅は、ろ材の幅の実質的に中心に位置決めされる。また、第２のバンチングアクスル６５４の中心ディスクは、第１のバンチングアクスル６５２の中心ディスクと実質的にコラジアル（ｃｏ−ｒａｄｉａｌ）であり、第２のバンチングアクスル６５４の中心ディスクおよび第１のバンチングアクスル６５２のディスクは双方ともろ材の第１の凹凸に係合する。
【０１２７】
第２のバンチングアクスル６５４と主ロール６４２との間のろ材の通過後、ろ材は、第３のバンチングアクスル６５６と主ロール６４２との間を通過する。第３のバンチングアクスル６５６は、第２のバンチング幅よりも大きい第３のバンチング幅を有する第３のバンチング形状６５７を規定する。第３のバンチング形状６５７、それゆえ第３のバンチング幅は、ろ材の幅の実質的に中心に位置決めされる。第３のバンチング形状６５７は、第２のバンチング形状６５５の３つのディスクと、２つの追加的なディスクを含む：第２のバンチング形状６５５の各側にそれぞれ１つが隣接している。第３のバンチング形状６５７の３つの中心ディスクは、第２のバンチング形状６５５のディスクとほぼコラジアルである。
【０１２８】
次いで、ろ材は、第４のバンチングアクスル６５８と主ロール６４２との間を通過し、第４のバンチングアクスル６５８は、第３のバンチング幅よりも大きい第４のバンチング幅を有する第４のバンチング形状６５９を規定し、かつろ材の幅の実質的に中心に位置決めされる。第４のバンチング形状６５９は、第３のバンチング形状６５７の５つのディスク、および２つの追加的なディスクである：第３のバンチング形状の各側にそれぞれ１つが隣接している。
【０１２９】
次いで、ろ材は、主ロール６４２と、任意の追加的な数のバンチングアクスル６５０との間を通過できる。この追加数は、第１のバンチングアクスル後の各バンチングアクスルが、特定の増分だけ、すなわち、２つの追加的なバンチングディスクの幅だけろ材のひだ部分の幅が増大するので、ロールがひだ付けする幅に依存する。第４のバンチング形状６５９の５つの中心ディスクは、第３のバンチング形状６５７のディスクとほぼコラジアルである。
【０１３０】
複数のバンチングアクスル６５０の各増分バンチングアクスルは、それに先行するバンチングアクスルの形状を含み、ろ材の既存の形状に係合しかつそれを強める。複数のバンチングアクスル６５０の各々は、その前のバンチングアクスルの形状に増分的な付加を与え、ろ材のひだ付けを段階的に進行させる。バンチングディスクは、概して特定の半径を有し、ろ材上の各凹凸の深さおよび幅が、ろ材の長さに沿って実質的に一貫するようにする。各ディスクは、ほぼ同一であり、かつ等間隔にされ、ひだがろ材の幅にわたって実質的に一貫するようにする。
【０１３１】
バンチングアクスルの数が増加すると、直径の大きな主ロール６４２を使用して、主ロールの円周の周りに複数のバンチングアクスルを収容することを望ましいとし得る。このように、システムは、ひだ付けされるろ材の幅に依存して切り替えて変更できる複数の主ロールを有することができる。
【０１３２】
上述の通り、ろ材６０２のひだ付けは、さらなる付形および処理に耐えるように、ろ材の歪みに対する許容範囲を増やすことができる。このように、ろ材のひだ付け後、図２１に示すようなニップローラ６６０などのシステムの他の構成要素によって、さらに付形できる。図２２はまた、ろ材を付形するための一対のニップローラ６６０を示す。様々な実装例では、ろ材の付形は、ろ材の長さに沿ってフルートを形成することを含む。
【０１３３】
ろ材は、ろ材６０２のひだ付け後、全体的に、２つのニップローラ６６０間に通過させられることによってフルート付けされる。ニップローラ６６０は、ろ材がローラ６６０間を通過する際に、ろ材の長さに沿ってフルートの形状を付与する。このように、ニップローラ６６０は、フルートの所望の形状を規定する。一対のニップローラ６６０の第１のニップローラ６６６は、特定のフルート形状６６４を規定し、および一対のニップローラ６６０の第２のニップローラ６６８は、はめ合いフルート形状６６２を規定することができ、ローラ６６０の各側が、ろ材に同じフルート形状を押し付けるようにする。別の実施形態では、はめ合いフルート形状６６２は、特定のフルート形状６６４を受けるための柔軟な面とし得る。
【０１３４】
フルートは、全体的に、ろ材の縦方向に確立される。一部の実施形態では、ニップローラ６６０を通過する前またはその最中にろ材を加熱し（例えば蒸気、赤外線ヒータ、加熱ローラなどによって）、かつ付形プロセス後に冷却する。このように、少なくとも一実施形態ではニップローラ６６０を加熱できる。フルートは、様々な構成を有し得る。一構成では、フルートにはテーパが付けられる。別の構成では、フルートは実質的に直線状である。さらに別の構成では、フルートは部分的にテーパが付けられる。
【０１３５】
別の実施形態では、ろ材は、ニップローラによって付形およびスコーリングされる。図２３はニップローラ７６０を示し、第１のニップローラ７６６は複数のスコーリング棒７７２を有し、かつ第２のニップローラ７６８は、各スコーリング棒７７２を収容するようにそれぞれ構成された複数のスコーリング面７７０を有する。一実施形態では、スコーリング面７７０は、圧縮性材料を含み得る。別の実施形態では、スコーリング面７７０は、各スコーリング棒７７２のそれぞれの形状に適合する、第２のニップローラ７６８によって規定された開口部である。さらに別の実施形態では、スコーリング面７７０は、各スコーリング棒７７２のそれぞれの形状に適合する雌型はめ合い面である。
【０１３６】
ろ材のスコーリングは、全体的に、縦横断方向に間隔を置いてろ材に曲げを生じ、そこでろ材が折り畳まれる。このように、スコーリング棒７７２を使用して、間隔を置いてろ材の幅にわたって「型押し」し、そこでろ材が折り畳まれ得る。スコーリング棒７７２のプロファイルは、全体的に、局所的なフルートのプロファイルに従う。そのため、例えば、テーパ付きフルートを有するろ材の場合、局所的なフルートの高さが高い場合にはスコーリング棒７７２の高さを高く、および局所的なフルートの高さが小さくなるとスコーリング棒７７２の高さは小さくなる。
【０１３７】
ろ材がまず特定の幅で折り畳まれてから、再びろ材の上に折り重ねられるように、ろ材は全体的にアコーディオン式に折り畳まれるため、ろ材は、一方の側および他方の側から交互に連続的にスコーリングされる。このように、スコーリング棒７７２およびスコーリング面７７０は、全体的に、ニップローラ７６０の面上で互い違いに連続して現れ、第１のニップローラ７６６および第２のニップローラ７６８の双方とも、複数のスコーリング棒７７２および複数のスコーリング面７７０を有する。図２３に示すように、第２のニップローラ７６８上のスコーリング棒７７２は、第１のニップローラ７６６のスコーリング面７７０と対になっている。
【０１３８】
本明細書で説明する技術の少なくとも一部の実施形態では、様々な形状のろ材を形成するために、ニップローラを変更できる。そのような実施形態では、ろ材に得られる所望の形状に従って交換および変更できる複数の構成要素を含むニップローラを有することが望ましいとし得る。図２４は、置き換え可能および切り替え可能な構成要素を有する１つの例示的なセグメント化ニップローラ８６６を示す（ローラ８６６を分解図で示す）。ニップローラ８６６は、ローラの形状を全体的に規定しかつ他の構成要素と結合できる面を提供するローラベース８６７を有する。複数のセグメント８６５が、共同で、ろ材に型押しされるフルート形状８６４を規定する。スコーリング棒８７２およびスコーリング面８７０が交互に、ローラの幅にわたって円周に間隔を置いて延在する。
【０１３９】
図２５は、図２４のセグメント化ニップローラ８６６の断面図を示し、これは、特定のセグメント８６５のフルート形状８６４の一部分のプロファイル図を提供する。図２６は、図２５に示すセグメント８６５の斜視図を示す。セグメント８６５は、セグメント８６５をニップローラ８６７に結合させる結合面８６９を規定する。様々な実装例では、セグメント８６５およびスコーリング棒８７２は、得られるろ材形状を変更するために、交換する、置き換える、取り外す、および取り替えることができる。少なくとも一実施形態では、セグメント８６５および／またはスコーリング棒８７２は、ローラベース８６７の適所にボルト締め、ねじ込み、または締結される。別の実施形態では、セグメントおよび／またはスコーリング棒は、ローラベース８６７、セグメント８６５および／またはスコーリング棒８７２、またはそれら双方によって、スナップ嵌めによる摩擦によって適所に保持される。少なくとも一実施形態では、各セグメント８６５およびニップローラ８６７によって位置合わせピンが収容されて、確実に適切な配置にする。
【０１４０】
図２７ａ、２７ｂ、および２７ｃは、図２４のセグメント化ニップローラ８６６のスコーリング棒の様々な間隔を示す概略的な断面図である。これらの概略図は、概して一様のセグメント８６５を示す一方、様々な幅のセグメント８６５を有することを可能とし得る。
【０１４１】
図２８は、ろ材の付形およびスコーリングの双方を行うニップロール８６０を組み込む、本明細書で説明する技術に一致する別のシステムを示す。ロール巻きのろ材８２０が、ろ材８０２を寄せ集めてひだを付けるためのバンチング機構８４０と結合した巻き戻し台８２２上にある。ろ材８０２は、ロールを付形およびスコーリングするために、付形およびスコーリングロール８６０を通過する。ろ材は、付形およびスコーリングロール８６０を通過後、塗布ロールに接触して接着剤または他の塗布剤を塗布され得る。ろ材は、付形およびスコーリングロールから出た後、畳み込みセクション８８０に入り、そこで、折り目に沿って折り畳まれ、かつろ材プリーツパックに切り分けられる。
【０１４２】
図２９の代替的なバンチングおよび付形機構を説明する。上述の通り、ろ材は、主ロール９４６の円周を通過するように供給され、かつろ材が主ロール９４６の周りを進むにつれて次第にひだ付けされる。主ロール９４６は、全体的に、ろ材を受け取るように構成されている。第１のバンチングおよび造形ロール９４１は、主ロール９４６の円周および主ロール９４６の幅の中心に位置決めされる。複数の実施形態において、第１のバンチングおよび造形ロール９４１はまた、主ロールを通過するろ材の幅の中心となるように位置決めされる。ろ材は、主ロールと第１のバンチングおよび造形ロール９４１との間に通過して、第１のバンチングおよび造形ロール９４１からろ材に加えられる力によって、ろ材の長さに沿ってフルートを生じさせるようにする。
【０１４３】
ろ材が第１のバンチングおよび造形ロール９４１および主ロール９４６を通過後、同様に主ロール９４６の円周に位置決めされた一対の第２のバンチングロール９４２を通過する。第２のバンチングおよび造形ロール９４２間の距離は、第１のバンチングおよび造形ロール９４１の幅よりも大きく、第２のバンチングおよび造形ロール９４２は、ろ材に力を加えて、第１のバンチングおよび造形ロール９４１下の通過によって生じたフルートの各側に、ろ材の長さに沿ってフルートを生じさせるように構成されている。一対の第３のバンチングおよび造形ロール９４３および一対の第４のバンチングおよび造形ロール９４４もまた、主ロール９４６の円周に位置決めされ、かつろ材に力を加えて、既存のフルートの各側に、ろ材の長さに沿ってフルートを生じさせるように構成されている。このように、第３のバンチングおよび造形ロール９４３間の距離は、第２のバンチングおよび造形ロール９４２間の距離よりも大きく、第４のバンチングロール９４４間の距離は、第３のバンチングおよび造形ロール９４３間の距離よりも大きい。第１のバンチングおよび造形ロール９４１は、全体的に、第２のバンチングおよびフルート付けロール９４２間、第３のバンチングロール９４３間、および第４のバンチングおよびフルート付けロール９４４間の距離の実質的に中心にある。
【０１４４】
様々な実施形態では、一対の第５のバンチングおよびフルート付けロール、一対の第６のバンチングおよびフルート付けロール、および一対の第７のバンチングロールがある。概して、ろ材に特定の幅のひだを付けるのに必要なだけ多くの対のバンチングロールが主ロールの円周に沿って実装される。少なくとも一実施形態では、５０対のバンチングロールがある。
ろ材
ろ材は、比較的可撓性のろ材として提供することができ、この比較的可撓性のろ材は、セルロース繊維、合成繊維、ガラス繊維、セラミック繊維、またはこれらの組み合わせを含有する不織繊維性材料を含み、多くの場合内部に樹脂を含み、および時には追加的な材料で処理されている。例示的なろ材は、約１２パーセント（１２％）までの歪みを許容できるセルロースろ材と特徴付けることができ、これは、濡れていて暖かいときに引裂かれることはないが、乾燥していて冷たいときにはより低いパーセントの歪み（一部のろ材では３％という低さ）でも破壊する。ろ材は、許容できないろ材の損傷なく、様々なフルート形状またはパターンにフルートを付けることができ、およびプリーツを付けて、プリーツ加工されたろ材を形成することができる。加えて、ろ材は、使用中に、フルート付き構成を維持するような性質であることが望ましい。約１２パーセント（１２％）超の歪みを許容できる一部のろ材が利用可能であり、かつそのようなろ材を本発明に従って使用できる一方、そのタイプのろ材は、比較的大量の合成繊維を組み込む必要があるため、一般により高価である。
【０１４５】
フルート付けプロセスでは、ろ材に非弾性変形が生じる。これは、ろ材がその元の形状に戻らないようにする。しかしながら、造形変位（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）が解放されると、フルートは部分的に跳ね返る傾向を有することがあり、発生した伸張および曲りの部分のみを維持する。また、ろ材は樹脂を含有できる。フルート付けプロセスの最中、ろ材を加熱して樹脂を軟化できる。樹脂が冷えると、フルートの形状を維持する役に立つ。
【０１４６】
ろ材は、例えば、米国特許第６，９５５，７７５号明細書、同第６，６７３，１３６号明細書、および同第７，２７０，６９３号明細書（参照により本願明細書にそれら全体を援用する）を踏まえて、その一方の側面または両側面に細繊維材料を備えることができる。概して、細繊維は、ポリマー細繊維（マイクロファイバーおよびナノファイバー）と称することができ、ろ材に提供されてろ過性能を高めることができる。細繊維は、製造プロセスの様々な段階に追加できる。例えば、一部の実装例では、ろ材は、フルートが形成される前に細繊維を含有する一方、他の実装例では、細繊維は、フルート付きろ材に１つの層または複数の層として追加される。ろ材に細繊維が存在することによって、重量が軽いまたは厚みが薄い一方で所望のろ過特性を得るろ材を提供することを可能にし得る。従って、ろ材に細繊維が存在することによって、ろ過特性を高めることができる、薄いろ材を使用することができる、またはそれら双方とし得る。細繊維の形成に使用できる例示的な材料は、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコールポリマー、ポリウレタン、および、例えばナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン６，６、ナイロン６，１０およびそれらのコポリマーなどの様々なナイロン、ポリ塩化ビニル、ＰＶＤＣ、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ＰＭＭＡ、ＰＶＤＦ、ポリアミド、およびそれらの混合物を含むコポリマーを含む。
【０１４７】
いくつかの技術が、プリーツ加工されたろ材の性能を高めるために頼りにされ得る。この技術は、パネル型フィルタ構成に使用されるプリーツ加工されたろ材、およびシリンダー状または円錐形フィルタ構成に使用されるプリーツ加工されたろ材に適用できる。プリーツ加工されたろ材を、パネル型フィルタ構成またはシリンダー状または円錐形フィルタ構成に使用されるようにするかどうかに依存して、代替的な好ましい選択がなされ得る。本開示を考慮して、ある選択がパネル型フィルタ構成に望ましい場合、およびある選択がシリンダー状フィルタ構成に望ましい場合があることが理解される。
【０１４８】
従って、選択の特定は、パネル型フィルタ構成およびシリンダー状フィルタ構成の双方の選択に反映されるものではないことを理解されたい。さらに、選択は、シリンダー状フィルタ構成が前方流配置（外部のシリンダー状面から汚れた空気がろ材パックに流入する）として、または逆流ろ材パック（ろ材パックの内表面からろ材パックに汚れた流れが入る）として特徴付けることができる配置にされるようにするかどうかによって、変更し得ることを理解されたい。
プリーツパック構成およびフィルタエレメント構成
フィルタエレメントはまた、本発明に従って設けられ、フィルタエレメントは、フルートを有するろ材を組み込んでいる。フィルタエレメントは、プリーツ加工されたろ材パックと、ろ材パックに対して配置されたシールとを含むことができるように提供されるので、ろ過されるべき流体は、ろ材パックの一方の面を通って入り、ろ材パックの他方の面から出る結果、ろ材パックを通過する。シールは、プリーツ加工されたろ材パックに直接、またはシール支持材を介して間接的に取り付けることができ、かつハウジングとフィルタエレメントとの間にシールをもたらすようにハウジングに係合するように設けることができる。シールは、アキシアルシール、ラジアルシール、またはアキシアルシールとラジアルシールの複合型として設けることができる。クリンプシール、ピンチシール、および多くの他のシール形態も可能である。
【０１４９】
フィルタエレメントまたはフィルタカートリッジは、保守可能なフィルタエレメントとして提供することができる。この文脈において、用語「保守可能」は、対応する空気清浄器から周期的に取り外されて取り替えることができる、ろ材を含むフィルタエレメントを指すことを意味する。保守可能なフィルタエレメントまたはフィルタカートリッジを含む空気清浄器は、フィルタエレメントまたはフィルタカートリッジの取り外し、洗浄、および取り替えを行えるように構成されている。概して、空気清浄器は、ハウジングと、アクセスカバーとを含むことができ、アクセスカバーは、使用済みフィルタエレメントの取り外し、および新しいまたは洗浄した（再生した）フィルタエレメントの挿入のために設けられている。
【０１５０】
パネルに成形されたプリーツ加工されたろ材パックは、プリーツ加工されたろ材の面が平行であるとき、「直線状の貫流構成」またはその変形と称することができる。例えば、パネル形態で設けられたフィルタエレメントは、全体的に、流入面および流出面を有することができ、流れは、全体的に同じ直線状の方向にフィルタエレメントに入り、そこから出る。場合によっては、面の各々は、全体的に平坦または平面的であり、２つの面が互いに平行している。しかしながら、この変形例として、一部の適用では、例えば非平面的な面が可能である。
【０１５１】
あるいは、流入面および流出面を、それら面が平行にならないように、互いにある角度をなして設けることができる。加えて、フィルタエレメントは、非平面的な面を有するろ材パックを含むことができ、および非平面的な面は、別の面に対して非平行であるとみなすことができる。ろ材パックの例示的な非平面的な面は、シリンダー状配置または円錐形構成に形成されたろ材パックの内部表面または外部表面を形成する面を含む。ろ材パックの別の例示的な非平面的な面は、ろ材表面が一貫性のないまたは不規則なプリーツ深さを有する（例えば、１つのプリーツのプリーツ深さが別のプリーツのプリーツ深さとは異なる）ろ材パックを含む。流入面（「端部」と称することもある）は、第１の面または第２の面のいずれかを指し、および流出面（「端部」と称することもある）は、第１の面または第２の面の残りの一方を指すことができる。
【０１５２】
パネルに形成された、プリーツ加工されたろ材を含むフィルタエレメントに見られる直線状の貫流構成は、例えば、米国特許第６，０３９，７７８号明細書に示すタイプの、流れが全体的にフィルタエレメントを通過する際に実質的に向きを変えるシリンダー状構成に配置された、プリーツ加工されたろ材を含むシリンダー状フィルタエレメントとは対照的である。すなわち、米国特許第６，０３９，７７８号明細書によるフィルタエレメントでは、前方流システムにおいて、流れは、シリンダー状側面を通ってシリンダー状フィルタカートリッジに入り、その後向きを変えて、シリンダー状フィルタ端部を通って出る。逆流システムでは、流れは、端部を通ってシリンダー状フィルタカートリッジに入り、その後向きを変えて、シリンダー状フィルタカートリッジの側面を通って出る。そのような逆流システムの例は米国特許第５，６１３，９９２号明細書に示されている。プリーツ加工されたろ材を含む別のタイプのフィルタエレメントは、ろ材パックが円錐形に配置されているため、円錐形フィルタエレメントと呼ぶことができる。
【０１５３】
ここで図３０および３１を参照すると、ろ材パックの一部分を、部分的なシリンダー状配置で、参照符号１０００で示す。ろ材パックは、第１の面１００４および第２の面１００６を含む。シリンダー状配置１０００の場合、第１の面１００４は、シリンダー状配置の内表面とみなすことができ、第２の面１００６は、シリンダー状配置の外表面とみなすことができる。第１の面１００４は、比較的大きな開口部１００５を有して設けることができ、第２の面１００６は、比較的小さな開口部を有して設けることができる。ろ材パック１０００が扇形に広げられる場合、第２の面１００６においてプリーツ間の間隔が広げられる。その結果、図３０および３１に示す配置は、第２の流れ面１００６を通って汚れた空気がろ材パックに流れ込み、第１の流れ面１００４を通ってろ材パックから出る場合に好都合とし得る。
【０１５４】
ろ材パックを扇形に広げることによって、汚れた空気を受け入れるために、ろ材表面間の分離を大きくすることおよびろ材領域を大きくすること（マスキングがないことを受けて）が提供され、かつ比較的大きな体積を下流または浄化側体積として提供できるため、流体は、制限が軽減された状態でろ材パックから流出できる。シリンダー状配置１０００の結果として、比較的大きな体積（ろ材パックの体積として計算される）を、内表面に開口する側に提供することができ、および比較的小さなろ材パック体積を、外表面に開口する側に提供することができる。
【０１５５】
他の構成では、プリーツ加工されたろ材は、開放型の中心領域の周りに構成または配置される。そのようなフィルタ構成の例を図３２および３３に示す。図３２を参照すると、フィルタ構成１０３０が示されている。フィルタ構成１０３０は、第１および第２のエンドキャップ１０３２および１０３４を含み、それらの間にはプリーツ加工されたろ材１０３６が延在している。プリーツ加工されたろ材１０３６のプリーツは、全体的に、エンドキャップ１０３２と１０３４との間の方向に延在している。図３２の特定のフィルタ構成１０３０は、プリーツを示すために一個所切り欠いて示される外側ライナ１０４０を有する（プリーツは一般にライナ１０４０を通して見ることができるが、図３２に示す構成１０３０は、構成の他の特徴を不明瞭にしないため、ライナを通してプリーツを描いていない）。図示の外側ライナ１０４０はエキスパンドメタルを含むが、プラスチックおよび紙のものを含め、様々な代替的な外側ライナを使用することができる。場合によっては、外側ライナは単に使用されない。図３３にも注意を向けると、エンドキャップ１０３２および１０３４を示して構成１０３０の側面斜視図が示されている。外側ライナ１０４０はそのままで、プリーツの折り目１０３６が示されている。図３３の特定構成１０３０では、プリーツの方向に垂直な方向は、両矢印１０４２で示すように全体的にフィルタ構成１０３０の円周である。
【０１５６】
図示の特定のフィルタ構成１０３０は、ほぼシリンダー状であるが、代替形態も可能である。一般に、要素１０３０のような要素は、この例ではエンドキャップ１０３２に対応する開放型のエンドキャップと、この例ではエンドキャップ１０３４に対応する閉鎖型のエンドキャップとを有するが、代替形態も可能である。用語「開放型」は、エンドキャップへの言及の際に使用される場合、開口した中心アパーチャ１０４４を有して、ろ材１０３６を通過することなく、フィルタ構成１０３０の内部空間１０４６と外部との間を空気が流れることができるようにしているエンドキャップを指すことを意味している。比較して、閉鎖型のエンドキャップは、アパーチャがないエンドキャップである。図示していないが、フルートは、一般に、プリーツ加工されたろ材１０３６の外側のプリーツの折り目から垂直に（またはほぼ垂直に）要素の内部まで、内部体積１０４６に向かう方向に配置されている。しかしながら、フルートは、外側のプリーツの折り目に対して垂直に延びる必要はないことを理解されたい。
【０１５７】
エンドキャップ１０３２および１０３４のために様々な構成が開発されている。エンドキャップは、ろ材に成形されたポリマー材料を含んでもよい。あるいは、エンドキャップは、金属製エンドキャップ、または適切な接着剤またはポッティング剤によってろ材に固定された、他の予め形成されたエンドキャップを含んでもよい。図示の特定のエンドキャップ１０３２および１０３４は成形エンドキャップであり、各々、圧縮可能な発泡ポリウレタンを含む。エンドキャップ１０３２は、使用中、要素１０３０をハウジングに密閉するための、ハウジングシール１０５０と共に示されている。図示のシール１０５０は、内側ラジアルシールであるが、外側ラジアルシールおよびアキシアルシールも可能である。
【０１５８】
要素は、図３３に示すように、エンドキャップ１０３２と１０３４との間に、ろ材１０３０の内側に沿って延在する内側ライナ１０５２を含んでもよいが、一部の構成では、そのようなライナは任意選択であることを留意されたい。内側ライナは、使用される場合、金属、例えばエキスパンドメタルまたは予め形成された金属とすることができ、またはプラスチックまたは紙とすることができる（例えば）。
【０１５９】
本明細書では、図３２および３３に示すような構成は、「シリンダー状に構成された」ろ材を使用する、または類似の特徴によって「シリンダー状配置」と呼ばれることがある。チューブ状のろ材を使用するフィルタ構成全てが、シリンダー状に構成されるわけではない。この例を図３４に示す。図３４を参照すると、フィルタ構成１１００は、プリーツが付けられたろ材１１０２の延在部を含み、プリーツの方向は、矢印１００４の方向に延在している。フィルタ構成１１００は、幅広端部１１０６および幅狭端部１１０８を有し、幾分円錐状である。幅広端部１１０６にはエンドキャップ１１０７が位置決めされ、幅狭端部１１０８にはエンドキャップ１１０９が位置決めされている。シリンダー状配置のように、様々な開放型および閉鎖型のエンドキャップを使用できる。図示の具体例では、エンドキャップ１１０７は開放型であり、エンドキャップ１１０８は閉鎖型である。
【０１６０】
フィルタ構成１１００は、エンドキャップ１１０７と１００９との間に延在する外側支持スクリーン１０１０を含む。特定の構成１１００は、内側支持スクリーンを、使用することはできるものの、含まない。フィルタエレメント１１００は、封止装置１１１２、この例ではアキシアルシールを含むが、内側または外側のラジアルシールも可能である。要素１１００は、ハウジングを取り付けるための、非連続的なネジ付き取付装置１１１４を含む。この装置１１００は、概して、２００３年１０月２３日出願のＰＣＴ／ＵＳ２００３／３３９５２号明細書に詳細に説明されている（参照により本願明細書に援用する）。
【０１６１】
ろ材プリーツパックおよびフィルタエレメントの代替的な構成、例えば、Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｉｎｃ．に譲り受けられた米国特許出願公開第２００７０２０９３４３号明細書（「Ｆｉｌｔｅｒ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｗｉｔｈ  Ｐｌｅａｔｅｄ  Ｍｅｄｉａ  Ｐｏｃｋｅｔｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」）（出願番号１１／６８３，２８７号）において教示されているものなども可能である（参照により本願明細書にその全体を援用する）。
【０１６２】
フィルタエレメントを、様々なハウジングの構成に使用でき、フィルタエレメントは、所望により、周期的に取り替えるまたは洗浄するまたは改修することができる。洗浄は、例えば、機械的洗浄、パルス洗浄、または流体の逆流洗浄を含み得る。空気ろ過の場合、ハウジングは、エンジンの吸気、タービン吸気、集塵、および暖房および冷房を含め、様々な空気清浄化または処理応用のための空気清浄器の一部として設けることができる。液体ろ過の場合、ハウジングは、例えば、水、オイル、燃料、および液圧流体の清浄化または処理のための液体クリーナの一部とし得る。
【０１６３】
上述の明細書は、本発明を完全に説明している。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明の多くの実施形態をなすことができるため、本発明は、以下の添付の特許請求の範囲に存在する。
【図１】
2013517930.tif 000003
【図２】
2013517930.tif 000004
【図３】
2013517930.tif 000005
【図４】
2013517930.tif 000006
【図５】
2013517930.tif 000007
【図６】
2013517930.tif 000008
【図７】
2013517930.tif 000009
【図８】
2013517930.tif 000010
【図９Ａ】
2013517930.tif 000011
【図９Ｂ】
2013517930.tif 000012
【図９Ｃ】
2013517930.tif 000013
【図１０】
2013517930.tif 000014
【図１１Ａ】
2013517930.tif 000015
【図１１Ｂ】
2013517930.tif 000016
【図１２】
2013517930.tif 000017
【図１３】
2013517930.tif 000018
【図１４】
2013517930.tif 000019
【図１５】
2013517930.tif 000020
【図１６】
2013517930.tif 000021
【図１７】
2013517930.tif 000022
【図１８】
2013517930.tif 000023
【図１９】
2013517930.tif 000024
【図２０】
2013517930.tif 000025
【図２１】
2013517930.tif 000026
【図２２】
2013517930.tif 000027
【図２３】
2013517930.tif 000028
【図２４】
2013517930.tif 000029
【図２５】
2013517930.tif 000030
【図２６】
2013517930.tif 000031
【図２７】
2013517930.tif 000032
【図２８】
2013517930.tif 000033
【図２９】
2013517930.tif 000034
【図３０】
2013517930.tif 000035
【図３１】
2013517930.tif 000036
【図３２】
2013517930.tif 000037
【図３３】
2013517930.tif 000038
【図３４】
2013517930.tif 000039
【国際調査報告】
2013517930.tif 000040
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