(57)【要約】クランク室換気配置構成が示されている。そのような配置構成で使用するための好ましい湿式の媒体材料が記載さている。また、記載され特徴付けられた好ましい媒体とともに使用するための実施例のクランク室換気コンポーネント、部品もまた記載され示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室の換気フィルタであって、
湿式法で作製した第１の媒体ステージを含み、
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、
（ｉ）少なくとも１０μｍの平均最大繊維断面寸法と１〜２０ｍｍの平均長さとを持つ、前記第１の媒体ステージ中の繊維材料の総重量の少なくとも３０％である、２成分繊維材料と、
（ｉｉ）少なくとも１μｍの平均最大繊維断面寸法と１〜２０ｍｍの平均長さとを持つ、前記第１の媒体ステージ中の繊維材料の総重量の少なくとも３０％である、２次繊維材料と、を有し、
（ｂ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、
（ｉ）計算された細孔径がＸ−Ｙ方向に対して１２〜５０μｍであり、
（ｉｉ）バインダー樹脂がたとえ追加されとしても繊維材料の総重量の７％以下の含有量で含むことを特徴とするクランク室の換気フィルタ。
【請求項２】
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、湿式法で作製した繊維シートの複数の層と、少なくとも６ｍｍの全媒体厚さとを有する管状の媒体構造物を含むことを特徴とする請求項１に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項３】
（ａ）前記管状の媒体構造物は、第１と第２の端部キャップの間の延長部分に配置されることを特徴とする請求項２に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項４】
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、シリコーンとフッ素化学的繊維処理材料とから本質的になるグループから選択された繊維の処理がなされていることを特徴とする請求項１に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項５】
前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、
（ａ）４５〜７０％の前記２成分繊維材料と、
（ｂ）３０〜５５％の前記２次繊維材料と、
（ｃ）バインダ樹脂がたとえ追加されたとしても総繊維含有量の３％未満の含有量で含むことを特徴とする請求項１に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項６】
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージの下流側面上に配置された第２の媒体ステージを含み、前記第２の媒体ステージは、（ｉ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージと異なる全効率を有することを特徴とする請求項１に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項７】
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、複数の層の湿式法で作製した繊維シートと、少なくとも１２ｍｍの全媒体厚さとを持つ、管状の媒体構造物を含み、
（ｂ）前記第２の媒体ステージは、前記湿式法で作製した第１の媒体ステージに巻き付けられていることを特徴とする請求項６に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項８】
（ａ）前記第２の媒体ステージは、第２の湿式法で作製した媒体ステージであって、
（ｉ）少なくとも１０μｍの平均最大繊維断面寸法と１〜２０ｍｍの平均長さとを持つ、前記第２の媒体ステージ中の全繊維重量の少なくとも３０％である、２成分繊維材料と、
（ｉｉ）少なくとも１μｍの平均最大繊維断面寸法と１〜２０ｍｍの平均長さとを持つ、少なくとも３０％である、２次繊維材料と、を有し、
（ｉｉｉ）計算された細孔径がＸ−Ｙ方向に対して１２〜５０μｍであり、
（ｉｖ）バインダー樹脂がたとえ追加されたとしても繊維材料の総重量の７％以下の含有量で含むことを特徴とする請求項７に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項９】
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、湿式法で作製した媒体がコイル状に２０〜７０回巻きつけられていることを特徴とする請求項１に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項１０】
（ａ）前記２成分繊維材料は、１〜１０ｍｍの平均長さを持ち、
（ｂ）前記２成分繊維材料は、ポリエステル２成分繊維材料を含み、
（ｃ）前記２次繊維材料は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、金属繊維および２以上のガラス繊維、ポリエステル繊維、および金属繊維から選択された繊維を含むことを特徴とする請求項１に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項１１】
（ａ）前記２次繊維材料はポリエステル繊維であることを特徴とする請求項１０に記載のクランク室の換気フィルタ。
【請求項１２】
（ａ）ガス流入配置構成と、ガス流出配置構成と、液排出配置構成と、を含むハウジングと、
（ｂ）前記ハウジング中に操作可能に配置された、点検可能なクランク室の換気フィルタと、を有し、
前記点検可能なクランク室の換気フィルタは、湿式法で作製した第１の媒体ステージを含み、
（ｉ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、
（Ａ）少なくとも１０μｍの平均最大繊維断面寸法と１〜２０ｍｍの平均長さとを持つ、前記媒体ステージ中の繊維材料の総重量の少なくとも３０％である、２成分繊維材料と、
（Ｂ）少なくとも１μｍの平均最大繊維断面寸法と１〜２０ｍｍの平均長さとを持ち、前記媒体ステージ中の繊維材料の総重量の少なくとも３０％である、２次繊維材料と、を有し、
（ｉｉ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、
（Ａ）計算された細孔径がＸ−Ｙ方向に対して１２〜５０μｍであり、
（ｉｉ）バインダー樹脂がたとえ追加されたとしても繊維材料の総重量の７％以下の含有量で含むことを特徴とするクランク室の換気用ろ過アセンブリ。
【請求項１３】
（ａ）前記湿式法で作製した第１の媒体ステージは、管状であり、内側から外側へ向かうろ過の流れのために配置されており、１０１〜３０５ｍｍの高さを持つことを特徴とする請求項１２に記載のクランク室の換気用ろ過アセンブリ。
【請求項１４】
（ａ）前記液排出配置構成は、液体流れが前記ガス流入構成の一部を通るように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のクランク室の換気用ろ過アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス流れ（例えば、クランク室・ガス）からエアゾールとして混入した疎水性流体（油など）を分離するためのシステムと方法に関する。好ましいシステムでは、ガス流れから、例えば、炭素材料などの他の微細な汚染物質のろ過もまた提供する。分離を行うための方法もまた提供される。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、米国以外のすべての指定国に対する出願人である、米国内の会社ドナルドソン・カンパニー・インクの名において、ならびに、米国のみの指定国に対する出願人である、全て米国市民であるロバート・Ｍ．ロジャース、ブラッド・カルバウフ、ポールＬ．コジェティンおよびケーＢ．ジョマの名において、２００６年１月３１日に出願中であり、２００５年２月４日に出願された米国仮特許出願第６０／６５０，０５１号に対する優先権を主張する。
【０００３】
本出願は本明細書中に参照として以下の米国特許第５，８５３，４３９号公報、米国特許第６，１７１，３５５号公報、米国特許第６，３５５，０７６号公報、米国特許第６，１４３，０４９号公報、米国特許第６，１８７，０７３号公報、米国特許第６，２９０，７３９号公報、米国特許第６，５４０，８０１号公報、米国特許第６，５３０，９６９号公報を合体する。本出願は、２００１年７月５日に公開された国際公開第０１／４７６１８号パンフレットおよび２０００年６月８日に公開された国際公開第００／３２２９５号パンフレットを参照として合体する。本出願は２００２年６月２０日に出願されて共に譲渡された米国仮特許出願第１０／１６８，９０６を参照として合体する。また、本出願は２００４年２月２３日に出願された米国仮出願第６０／５４７，７５９号とエアゾール・セパレータおよび方法と題された２００５年１月１１日に出願された米国仮出願の一部を編集して合体する。米国仮出願第６０／５４７，７５９号およびエアゾールセパレータおよび方法と題された２００５年１月１１日に出願された米国仮出願は、参照により本明細書中に合体される。
【０００４】
ディーゼルエンジンのクランク室からの吹き抜けガス（blow-by）などのガス流れは、かなりの量の混入した油をその中にエアゾールとして運んでいる。エアゾール中の油滴の大部分は、一般に０．１〜５．０μｍの大きさである。
【０００５】
さらに、そのようなガス流れは、かなりの量の炭素汚染物質などの微細な汚染物質もまた運んでいる。一般に、そのような汚染物質は、約０．５〜３．０μｍの平均粒子サイズを有する。これらの系において、そのような汚染物質の量を低減することは好ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記種類の関心に対してさまざまな努力が払われている。改良が望まれている要素は、一般に、以下に関することである。（ａ）大きさ／効率への関心：すなわち、大きなセパレータシステムを用いずに同時に良い分離効率に対する要求。（ｂ）費用／効率への関心：すなわち、かなり高価なシステムを必要としないで良いまたは高い効率に対する要求。（ｃ）可変性：すなわち、さまざまな応用と用途のためにかなりの再構築なしで適合させることができるシステムを開発すること。（ｄ）清掃能力（cleanability）／再生能力（regeneratability）:すなわち、長期使用の後で、所望される場合、容易に清掃（または、再生）できるシステムを開発すること。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本開示は特に好ましいクランク室の換気（ＣＣＶ）フィルタの開発に関する。特に、クランク室ガスをろ過するシステム（arrangements）における有利なフィルタ媒体の使用に関する。好ましい媒体は、湿式法で作製するプロセス（wet laid process）からシートの形態で提供される。媒体は、例えば、ラッピングまたは巻きつけ手法により、またはパネル構造での提供によりなどさまざまな方法でフィルタシステムに組み入むことができる。
【０００８】
本開示によると、エンジン・クランク室からの吹き抜けガスをろ過するために使用する好ましいフィルタ構造物が提供される。実施例の構造物が提供される。好ましいタイプの媒体を含む好ましいフィルタエレメントまたはカートリッジシステムもまた提供される。さらに、方法もまた提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
Ｉ．通常の応用−エンジン・クランク室・ブリーザフィルタ
過給ディーゼルエンジンはしばしば「吹抜け（blow-by）」ガス、すなわち、内燃室からピストンを通り過ぎる空気−燃料混合物のガス漏れの流れを発生する。そのような「吹抜け」ガスは、一般にガス相、たとえば、（ａ）主に０．１〜５．０μｍ（主に、数で）の液滴を含む疎水性流体（例えば、燃料のエアゾールを含む油）と、（ｂ）通常、大多数が約０．１〜１０μｍの大きさのカーボン粒子を含む燃焼からの炭素汚染物質とを輸送する空気または燃焼オフガスを含む。そのような「吹抜け」ガスは、一般にエンジンブロックから吹抜け排気口を通って外に向けられる。
【００１０】
本明細書において、用語「疎水性」流体が、ガス流れ中に混入した液体エーロゾルに関して使用されるとき、非水系流体、特に油を意味する。一般にそのような材料は水に混和しないものである。本明細書において、キャリヤー流体に関連して使用される用語「ガス」またはその変形物は、空気、燃焼オフガス、およびエアゾールに対する他のキャリヤーガスを指す。
【００１１】
ガスは他のかなりの量の成分を運び得る。そのような成分は、例えば、銅、鉛、シリコン、アルミニウム、鉄、クロム、ナトリウム、モリブデン、スズ、および他の重金属を含み得る。
【００１２】
そのようなシステムで作動するエンジンは、トラック、農業機械、ボート、バスおよび一般に、ディーゼルエンジンを含む他のシステムのようなものであり、上記説明したようなかなりの汚染されたガス流れを持ち得る。例えば、２〜５０立方フィート／分（ｃｆｍ）、通常は５〜１０ｃｆｍのオーダーの流速と体積はかなり一般的である。
【００１３】
図１は本発明によるコアレッサ（coalescer）／セパレータ配置構成（arrangement）が利用される通常のシステム２８を示す概略図である。図１を参照すると、ブロック３０はターボ過給ディーゼルエンジンを示している。空気は、エアフィルタ３２を通過してエンジン３に導入される。エアフィルタまたはクリーナ３２は大気から導入される空気を清浄にする。ターボ３４は、エアフィルタ３２から清浄空気を吸引して、エンジン３０に押し込む。エンジン３０において、空気は、ピストンと燃料と連動して圧縮されて燃焼する。焼却プロセスの間、エンジン３０は吹き抜けガスを発生する。フィルタ配置構成３６は、エンジン３０とガス流れで連通し、吹き抜けガスを清浄にする。フィルタ配置構成３６から、空気はチャンネル３８を通りそして圧力弁４０を通るように方向づけられる。そこから、空気は再びターボ３４によって吸引されエンジン３０中に圧入される。調整弁（regulator valve）または圧力弁４０はエンジン・クランク室３０中の圧力量を調整する。圧力弁４０が開くにつれて、エンジン・クランク室中の圧力が増加して最適平均圧力を減少しようとする。エンジン中の圧力を増加させるのが望ましいときに、圧力弁４０は少さく閉じられる。チェック弁４２は、圧力がエンジン・クランク室３０中である量を超えると、エンジン損傷を防ぐために大気に開かれる。
【００１４】
本開示によると、ガスの流れから疎水性液相を分離するためのフィルタ配置構成３６（本明細書では時々、コアレッサ／セパレータ配置構成として呼ばれる）が提供される。作動中に、汚染したガス流れは、コアレッサ（coalescer）／セパレータ配置構成３６に向けられる。コアレッサ／セパレータ配置構成３６中では、微細な油相またはエアゾール相（すなわち、疎水性相）は合体する（coalesce）。配置構成３６は、疎水性相が合体して液滴になると、液滴がシステムから容易に集められて除去できるような液体として排出するように構成されている。本明細書で以下に記載されるような好ましいシステム（arrangements）において、特に、油相が部分的に充填されているコアレッサまたはコアレッサ／セパレータは、ガス流れ中で輸送される他の汚染物質（例えば炭素汚染物質など）のフィルタとしても作用する。実際、いくつかのシステムでは、油がシステムから排出されるときに、油中には捕集された炭素汚染物質の一部が含まれているので、コアレッサの自己洗浄が提供される。
【００１５】
本開示による原理は、単一ステージ配置構成（single stage arrangement）またはマルチステージ配置構成（multistage arrangement）で実施することができる。図の多くでは、マルチステージ配置構成が図示されている。一般的な記載において、それらの配置構成は、所望であれば、単一ステージ配置構成に変更することができることを説明し得る。
【００１６】
ＩＩ．マルチ・ステージの油エアゾール・セパレータの実施例（図２〜９）
図２を参照すると、クランク室・ガスフィルタまたはフィルタ配置構成３６の実施例は、参照番号５０で示されている。示された典型的なフィルタ配置構成５０はハウジング５２を含んでいる。図示されたハウジング５２は、ツーピースの構造物を含む。特に、ハウジング５２は、基体アセンブリ５４と取り外し可能なカバー部材５６とを含んでいる。基体アセンブリ５４は基体５５とふた５７を含んでいる。
【００１７】
図２と図４を参照すると、示されるハウジング５２は、以下の３つのポート、ガス流入ポート５８、ガス流出ポート６０、液体流出ポートまたは液体排出口６２を含んでいる。
【００１８】
一般に、フィルタ配置構成５０は、本明細書では一般に、「マルチステージ」配置構成（multi-stage arrangement）として参照され得る、なぜならフィルタ配置構成５０は、（ａ）液体が混入したガス流れから液相を除去するための予備のコアレッサ・フィルタと、（ｂ）空気流れの更なる精製のための少なくとも１つの、しかし複数含むことができる下流のまたは第２ステージのフィルタと、を両方を含むからである。図４に、ハウジング５２とその内部コンポーネントとの両方を含むフィルタ配置構成５０の断面図が示される。一般に、フィルタ配置構成５０は、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と第２ステージのフィルタ媒体６６の管状構造物とを含んでいる。
【００１９】
いくつかの配置構成では、第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４は省かれ、フィルタ媒体部分６６だけを使用することができる。そのような配置構成では、フィルタ媒体部分６６は、微粒子ろ過と同様に液体の合体と排出の両方のために使用され得る。このために適切な媒体は以下に詳細に説明される。
【００２０】
使用において、変更されるべき空気またはガス流れは、入口ポート５８を通過し、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４を通過するように向けられる。少なくとも液相の一部は、ガス状の流れからオープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４で合体して除去される。第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４中で合体した液体は、重力によって排出され、特別に図示された実施例では、液体流出口ポート６２を通ってハウジング５２を出る。ガス相は媒体構造物６６を通るように向けられる。媒体構造物６６はガス流れから微粒子の少なくとも一部を除去し、混入した液体を更に合体して排出する。清浄になったガス流れは次にハウジング５２からガス流出口６０を通過し外に出るように向けられる。
【００２１】
図５に示されるように、図示された実施例において、（オープション）の第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と媒体６６の管状構造物とは、フィルタ配置構成またはエレメント７０を形成する１つにまとまった構造物である。図示された好ましい実施例において、フィルタエレメント７０は、ハウジング５２に対して取り外し可能であり取替え可能である。すなわち、フィルタエレメント７０は、点検可能なフィルターカートリッジまたはエレメントである。この文脈「１つにまとまった（unitary）」によって、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と媒体６６の管状構造物とは、組み立てられたエレメント７０の一部を破壊せずには互いに分離することができないことを意味する。ある実施例では、端部キャップ２０２と端部キャップ２５４とは単一構造物の一部を形成する。
【００２２】
図４を再び参照すると、示されたハウジング５２に対して、入口部管構造物７２、調節弁ハウジング７４、キャニスター部分７６、および出口部管構造物７８がある。図示された実施例において、入口部管構造物７２、調節弁ハウジング７４、キャニスター部分７６、および出口部管構造物７８のそれぞれが基体５５の一部を形成する。ふた５７と共に、基体５５とふた５７は基体アセンブリ５４の一部である。
【００２３】
図示された実施例において、入口部管構造物７２はガス流入口ポート５８を定める筒状部材８０である。あるアセンブリにおいて、入口部管構造物７８は、クランク室から放出される吹き抜けガスを処理するためにエンジン３０のクランク室と連通するガス流れ中にある。
【００２４】
図示される調整弁ハウジング７４は入口部管構造物７２のすぐ下流にある。調整弁ハウジング７４は、開口内部８４を定める外側を取り囲む壁８２を含んでおり、そこで処理されるべきガスがフィルタエレメント７０に入る前に流れて集まることが可能となる。また、調整弁ハウジング７４はネック（首:neck）８８を形成する内壁８６を含んでいる。また、示された実施例において、調整弁ハウジング７４はふた５７を保持して支えるためのシェルフ（棚:shelf）９０を含んでいる。ネック８８は、キャニスター部分７６とふた５７の間の調整弁アセンブリ９２（図４）を保持し支えている。
【００２５】
図４において、弁アセンブリ９２は、エンジン３０のクランク室からフィルタエレメント７０を通過するガス流れを調整するために構成されて配置されている。さまざまな弁構造物が本明細書に想定されるが、示される特別な弁アセンブリ９２はダイヤフラム構造物９４とスプリング９６などのかたより機構（bias mechanism）を含んでいる。図４では、ダイヤフラム構造物９４は円形であり、シェルフ９０に保持されてシェルフ９０に載っている最外郭の縁（rim）９８を持つことが銘記される。また、ダイヤフラム構造物９４は、一般にＵ形状の断面を有し、一般に平面図において円形である溝１００を含んでいる。溝１００は縁９８の内側である。溝１００は、ダイヤフラム構造物９４をネック８８に適切に配置し、ネック８８の中心に配置するのを助ける。ダイヤフラム構造物９４を安全にしているのは、中央突起物１０２である。中央突起物１０２は、ネック８８を内部部分１０４に延ばすための大きさに作られている。図示された実施例では、中央突起物１０２は溝１００内側領域のダイヤフラム構造物９４に取り付けられている。中央突起物１０２は、溝１００と共にネック８８上で適切にダイヤフラム構造物９４を配置するのを助ける。
【００２６】
更に、図４を参照して、示された特別の弁アセンブリ９２において、スプリング９６は、ネック８８の外側の壁の周囲に載っている。スプリング９６は、ダイヤフラム構造物９４に力を印加してネック８８とフィルタエレメント７０に向かう方向にダイヤフラム構造物９４を引っ張る。ダイヤフラム構造物９４とネック８８の間にギャップ１０６があることが注目される。ギャップ１０６は、調製弁ハウジング７４の内部８４からネック８８の内部部分１０４の中へのガス流れを可能にする。
【００２７】
使用時に、弁アセンブリ９２は一般に、エンジン・クランク室３０からフィルタエレメント７０までのガス流れの速度を制限するように作動する。スプリング９６は、ガス流れ入口５８から内側に向かうガス流れによって加えられた圧力に対してネック８８に向かってダイヤフラム構造物９４を引っ張る。ダイヤフラム構造物９４は、ゴムなどの可撓性材料から構成される。ダイヤフラム構造物９４はそれ自体でネック８８から離れる方向に、かつふた５７と調整弁ハウジング７４のシェルフ９０との間で定められた体積１０８中のふた５７に向かう方向に、曲がることができる。
【００２８】
ここで図６を参考すると、基体５５のキャニスター部分７６は、一般に、フィルタエレメント７０を受け入れるための開口内部１１２を定めるように一般に管状で構成されている外側を取り囲む壁１１０を含んでいる。図示された実施例において、壁１１０は一般に筒状であり、円形の断面を定める。キャニスター７６は、キャニスター７６の内側にフィルタエレメント７０を保持し収容するのを助ける端部壁１１４を含んでいる。端部壁１１４は、平らな平面部分１１８から伸びる突起物１１６を含んでいる。フィルタエレメント７０がハウジング５２中に操作可能に組み立てられると、突起物１１６は、基体５５の端部壁１１４とエレメント７０との間で２次シール１２０（図４）を形成するための第２のまたは補充のシール機構として作用する。第１のシール機能は、フィルタエレメント７０とハウジング５２の間の半径方向のシーリングシステムにあり、以下に更に詳細に記載されている。第２のシール１２０は、フィルタエレメント７０とハウジング５２の間の端部壁１１４に沿って通過する、想定外の量の油のしみだし（undesired amount of oil seepage）を防ぐのを助ける。代替のシステムにおいて、半径方向のシールが避けられている状態でフィルタエレメントとハウジングの間の軸方向シールを使用することができることが注目される。
【００２９】
また図６を参照すると、基体５５が第１の最大外径寸法を有する第１管状領域１２２と、第２の最大外径寸法を有する第２管状領域１２４とを含んでいることが注意される。図示された特別の実施例では、第１管状領域１２２と第２管状領域１２４の最大外側寸法は直径である。第１管状領域１２２の直径は、第２管状領域１２４の直径より大きく、その間にステップ状領域１２６を形成する。第２管状領域１２４は、内側の環状シール表面１２８を定める。以下でさらに記載されるように、シール表面は、その間で半径方向のシールを形成するためにシール部材の圧力を受け入れることができる表面を形成する。第１管状領域１２２はフィルタエレメント７０から離れており、フィルタエレメント７０が管状領域中に操作可能に組み立てられると、その間でガス流れ体積１３０を形成する。
【００３０】
図２で示されるように、基体アセンブリ５４とカバー部材５６は、ラッチ配置構成１３４によって継ぎ目１３２に沿って互いに結合する。ラッチ配置構成１３４は、継ぎ目１３２に沿ってカバー部材５６と基体アセンブリ５４を一緒にしっかり保持するために使用される複数のラッチ１３６を含んでいる。ラッチ１３６は、整備点検の間にフィルタエレメント７０などのように内部コンポーネントにアクセスするために、カバー部材５６が基体アセンブリ５４から選択的に取り外されるのを可能にする。多くのラッチがあり得るが、図示された特別の実施例では、３個のラッチ１３６がある。図２、図４、および図６で示されるように、基体５５は、それぞれのラッチ１３６のためにラッチマウント１３８を含んでいる。図２で理解できるように、それぞれのラッチ１３６のフック部分１４２を受けるために、カバー部材５６がスロット１４０のような適切なラッチ受入れ構造を含む。
【００３１】
図示された実施例において、基体５５は、端部壁１１４の反対側にある開口端部１４４（図６）を有する。開口端部１４４は、カバー部材５６中の受入れスロット１４８（図７）と連結するための縁１４６と外接している。
【００３２】
ここで図７に示すカバー部材５６を参照すると、カバー部材５６がボウルまたは漏斗形状の第２端部１５０を有することが注目される。ボウル１５０と排液口６２との組み合わせは液体捕集配置１５２を含む。使用において、液体がハウジング５２中で合体すると、液体は、下向きにボウル１５０に向かって排液し、排液口６２に注がれる。通常、適切な排液ラインは、所望の例えば、油だめに集められた液体を方向づけるために排液口６２に固定される。
【００３３】
図７を参照すると、さらに、図示されたカバー部材５６の詳細が示されている。図示された特別の実施例において、カバー部材５６は、外側を取り囲む壁１５４と外壁１５４から離れた内壁１５６を含んでいる。外壁１５４と内壁１５６とは、一緒にスロット１４８を定める。スロット１４８は基体アセンブリ５４、特に、縁１４６を受け入れるための体積１５８として機能する。また、外側を取り囲む壁１５４は構造１４０を受け入れるラッチを含んでいる。
【００３４】
体積１５８は、Ｏリング１６２（図４）などのガスケット部材を保持して収容するためのシート１６０を提供する。示された構造物において、Ｏリング１６２は縁１４６とシート１６０の間にある。ラッチ配置構成１５４は、カバー部材５６と基体アセンブリ５４とを一緒に押し込むための軸方向の力を供給する。これは、カバー部材５６と基体アセンブリ５４との間でシール１６４（図４）を形成するためにＯリング１６２上の縁１４６に力を供給する。このシール１６４は、ガス流れの想定外の量が基体アセンブリ５４とカバー部材５６の間で流れるのを防ぐ。むしろ、シール１６４は、ガス流れがガス流出口６０を通過して出るようにさせる。
【００３５】
再び、図７を参照すると、内壁１５６は環状シール面１６６を提供する。環状シール表面１６６は、フィルタエレメント７０のシール部分とともに半径方向シールを形成するために配置される構造を提供する。これは以下の詳細に記載されている。
【００３６】
カバー部材５６はまた、一般に、内壁１５６から直角の端壁１６８を含んでいる。端部壁１６８はフィルタエレメント７０の向きに対して停止部１７０として作用する。言い換えれば、停止部１７０は、フィルタエレメント７０がハウジング５２中で軸方向に動くのを防ぐ。突起物１７２は端部壁１６８から延びている。フィルタエレメント７０がハウジング５２内に操作可能に設置されると、突起物１７２は、フィルタエレメント７０のシール部分を押して、フィルタエレメント７０とともに２次シール１７４（図４）を形成する。２次シール１７４は、油が想定外の量でしみだしてフィルタエレメント７０内からフィルタエレメント７０の外の体積１３０まで移動するのを防ぐのを助ける。さらに、第１のシール機能は、半径方向のシーリングシステムによって達成されるが、以下でさらに説明する。また、さらに、本明細書で記載された技術の多くは、第１のシール機能が軸方向のシールによって提供されるシステムにも適用され得る。
【００３７】
端部壁１６８からの延長部分は、液流出口６２で終わる傾斜の壁１７６である。傾斜の壁１７６は漏斗形状の部分またはボウル１５０を形成する。
【００３８】
液流出口６２は折り込んだ部分１７８を含むことが注目される。折り込んだ部分１７８は、真鍮挿入部品、例えば、油の汚水だめに通じる連結金具が便利であり得る。
【００３９】
本明細書では、「ガス流れ方向の配置構成（gas flow derection arrangement）」またはその変形は、ガス流れを向ける配置構成の部分について言及するために時々使用され得る。図４のフィルタ配置構成５０に対して、この配置構成は、ガス流入口５８、入口部管構造物７２、ハウジング５２の各種壁（壁８２、壁８６、壁１１０、壁１５４を含む）、ガス流出口６０を含む出口部管構造物７８を含んでいる。一般に、ガス流れ方向の配置構成は、適切なオーダーでフィルタエレメント７０を通る適切なガス流れを確実にするために作動する。
【００４０】
ここで、図４と図５を参照する。フィルタエレメント７０はハウジング５２中に操作可能に組み立てられて図４に示されている。用語「操作可能に組み立てられ（operably assembled）」およびその変形によって、シールが適所にあり、ガス流れが入口５８から適切に流れフィルタエレメント７０を通り出口６０を通って外に流れるのを可能とするようにフィルタエレメント７０がハウジング５２中に配置されることを意味する。
【００４１】
図４と図５において、フィルタエレメント７０が、１つの構造物中に、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と管状構造物媒体６６との両方を含んでいるのが理解できる。フィルタエレメント７０が例えば、整備点検の間に取り扱われると、第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と管状構造物の媒体６６の両方は一緒に取り扱われる。一般に、管状構造物の媒体６６は、開いているフィルタ内部１９２を定めるために、閉じた管状形態で配置されている媒体パック１９０を含んでいる。好ましい構造物では、媒体パック１９０は、一般に筒状形状を有し、円形の断面を定めるように配置することができる。
【００４２】
媒体パック１９０は、所望の効率と制限を達成するために調整された、多くの異なる種類の媒体であり得る。媒体パック１９０で使用可能な媒体１９４の一例は成形された媒体（formed media）である。別の例はひだ付き媒体である。「ひだ付き媒体（pleated media）」によって、複数のひだで折り重ねられた１つの折り曲げ可能な媒体シートを意味する。本明細書の以下に、媒体パック１９０のための好ましい媒体が好ましい特性を有する湿式法で作製した媒体（wet laid media）として記載されている。この媒体は、媒体パック１９０の機能が合体／排出機能（coalescing/drainage function）と微粒子の捕集機能との両方を提供するときに好まれる。この機能は、媒体パック１９０がオープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４なしで使用されるとき、あるいは、媒体パック１９０がオープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と共に使用されるとき、媒体パック１９０によって提供され得る。媒体パック１９０は多層またはマルチステージの形態で提供され得ることが注目される。
【００４３】
図示された実施例において、媒体１９４は第１端部１９６と、反対側の第２端部１９８を有する。媒体１９４の長さは、第１端部１９６と第２端部１９８の間に延びている。図示されたフィルタエレメント７０において、第１端部キャップ配置構成２００は第１端部１９６にある。図５に示される特別な実施例において、端部キャップ配置構成２００は端部キャップ２０２と第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４とを含む。ある構成物において、端部キャップ配置構成２００は単一のまとまった構造である。
【００４４】
いくつかの実施例では、端部キャップ２０２は成形された高分子材料のリング２０４を含んでいる。リング２０４は、図示された好ましい実施例において、リング２０４の中心にある中央開口２０６を定めている。「中心に置かれる（centered）」によって、中央開口２０６はリング２０４の対称中心と同じ対称中心を持つことが意味される。言い換えれば、中央開口２０６は、リング２０４内に偏心的に配置されないことが好ましい。
【００４５】
いくつかの配置では、中央開口２０６は円形であり、リング２０４の直径の約５０％未満の直径を持つ。いくつかの配置では、中央開口２０６の直径はリング２０４の直径の４０％未満であり得る。
【００４６】
リング２０４は、また外側の輪状表面２０８を含んでいる。フィルタエレメント７０がハウジング５２中に操作可能に組み立てられるとき、外側の輪状シール表面２０８はシール部分２１０として機能する。好ましいシステムにおいて、シール部分２１０はステップ状構造物２１２を含んでいる。
【００４７】
特に、ステップ状構造物２１２は、ハウジング５２のシール表面１２８と第１端部キャップ配置構成２００の間の半径方向のシール２１４（図４）の挿入と形成を助ける。図５において、ステップ状構造物２１２は、第１領域２１６より小さい直径の第２領域２１８に隣接し、第２領域２１８の直径より小さい直径の第３領域２２０に隣接する、最大直径の第１領域２１６を含む。この直径が減少するステップ状構造物２１２は、基体５５中にフィルタエレメント７０の挿入を助ける構造物となる。
【００４８】
端部キャップ２０２のシール部分２１０は、フィルタエレメント７０がハウジング５２に操作可能に設置されたときに、シール表面１２８に対してシール部分２１０の半径方向を圧縮するような圧縮性材料から作ることができる。シール部分２１０に対して有用な材料の例、および全体の端部キャップ２０２について以下説明する。一般に、端部キャップ２０２は、成形される密度として、通常２２ポンド／立方フィート未満、例えば、１２〜２２ポンド／立方フィートを有する柔らかいポリウレタンフォームを含むことができる。もちろん、代替材料は、更に記載された原理の多くを組み込むユニットとともに本明細書に記載された実施例からの変形において使用することができる。
【００４９】
また図５を参照すると、第１端部キャップ構成２００はまた、リング２０４の中央開口２０６に向けられたフレーム構造物２２２を含んでいる。フレーム構造物２２２は、繊維状媒体２２４の領域を保持し、収容し閉じこめる。図示された構造物において、繊維状媒体２２４は、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４として使用される。ある配置では、繊維状媒体２２４は、少なくとも１層、通常は、不織のひだ付きでなく開口していない、管状の合体用媒体の複数の層２２６を含む。図５に示される実施例において、繊維状媒体２２４の２つの層２２６、２２８がある。繊維状媒体２２４のための使用可能な材料の例について以下説明する。さらに、いくつかのシステムにおいて、第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４は使用されずに、管状のフィルタ構造物６６だけが存在していることが注目される。
【００５０】
また図５を参照すると、図示されたフレーム構造物２２０において、フレーム構造物２２２は、マルチピースであり、特に、第１フレーム・ピース２３０と第２フレーム・ピース２３２を含むツーピースの構造物である。第１フレーム・ピース２３０は、繊維状媒体２２４の上流側面２３６を覆っている支持グリッド２３４を含む。支持グリッド２３４は多孔性のメッシュであり、ガス流れが繊維状媒体２２４を通過しておよび横切って流れることを可能にする。支持グリッド２３４は、繊維状媒体２２４に構造的な支持体を提供する。
【００５１】
同様に、第２フレームピース２３２は、繊維状媒体２２４の下流側の表面２４０を覆いながら多孔質支持体グリッド２３８を含んでいる。多孔質支持体グリッド２３８は、また、繊維状媒体２２４に構造的な支持体を提供し、ガス流れが開いているフィルタ内部１９２を通過して中に入り込むのを可能にする。
【００５２】
示された構成において、第１フレームピース２３０と第２フレームピース２３２は、支持体グリッド２３４と支持体グリッド２３８の間で、繊維状媒体２２４を保持するか密閉する保持ポケット２４２を形成するために互いに隣接して配置される。あるシステムにおいて、第１フレームピース２３０と第２フレームピース２３２は、留め金係合などによって組み合わせる。
【００５３】
図５で示されるように、図示された実施例において、フレーム構造物２２２は、リング２０４の内側の環状領域２４４に沿って、高分子の端部キャップ２０２中に埋め込まれるか成形される。
【００５４】
さらに図示された特別のフィルタエレメント７０は、内側の支持体ライナー２４６と外側の支持体ライナー２４８を含んでいる。インナーライナ２４６とアウターライナー２４８は、媒体パック１９０の第１端部１９６と第２端部１９８の間で延びている。インナーライナ２４６とアウターライナー２４８は、媒体１９４を支持するのを助ける。通常のシステムにおいて、インナーライナ２４６とアウターライナー２４８は、ガスが通過するのを可能にするプラスチックのポーラスな構造で組み立てられている。アウターライナー２４８は媒体１９４と繊維状媒体２２４の領域に外接している。
【００５５】
代替材料がライナーのために使用できることは注目される。また、フィルタ媒体１９４の構造的な信頼性に依存するが、ある場合には、アウターライナー、インナーライナまたは両方は必要ではない。
【００５６】
図５に示す特別な実施例において、インナーライナ２４６は、第２フレームピース２３２の不可欠の単一にまとまったものの一部である。すなわち、インナーライナ２４６とフレームピース２３２が１つの部材である。また、インナーライナ２４６は、第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４から下のボウル１５０まで合体した液体が滴って流れるのを可能にする排液表面２５０を形成する。
【００５７】
また、フィルタエレメント７０は媒体パック１９０の第２端部１９８で端部キャップ２５４を含んでいる。端部キャップ２５４は、好ましくは、媒体１９４をその中に入れるか埋め込むように成形された高分子材料でできている。同様に、インナーライナ２４６とアウターライナー２４８は、ある好適な実施例において、第１端部キャップ２０２と第２端部キャップ２５４の間に延びていて、成形された高分子材料中に埋め込まれている。第２端部キャップ２５４は、シール部分２５８を形成する外側の輪状表面２５６を含んでいる。通常はシール部分２５８は圧縮可能であり、フィルタエレメント７０がハウジング５２中に操作可能に設置されるとき、カバー部材５６のシール表面１６６に対して押し込まれる。端部キャップ２５４は開口２５５を有し、示された実施例では、合体した液体が第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４から排出され、開口２５５を通過し、出口６２を通過して出ることを可能にするように液体流出口６２と一直線に配列さられている。
【００５８】
ここで、図４を参照する。フィルタエレメント７０がハウジング５２中に操作可能に設置されると、シール部分２５８は、その間で半径方向のシール２６０を形成するために、シール表面１６６と外側の支持体ライナー２４８の間で圧縮される。また、図４で示されるように、第１端部キャップ２０２のシール部分２１０は、シール表面１２８と外側の支持体ライナー２４８の間で圧縮され、その間で半径方向のシール２１４を形成する。半径方向のシール２１４、２６０は、フィルタ配置構成５０中に第１シーリングシステムを提供する。半径方向シール２１４、２６０は、ガス流れの想定外の量が第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と第２ステージの仕上げフィルタ６６のどちらか１つまたは両方をバイパスするのを防ぐ。
【００５９】
再び図５を参照する。端部キャップ２５４のシール部分２５８もまたは好ましくは、ステップ状構造物２６２を含んでいる。ステップ状構造物２６２は、端部キャップ２０２のステップ状構造物２１２に類似している。図示された特別の実施例において、ステップ２６４、ステップ２６６およびステップ２６８を含む減少する直径を有する３ステップがある。また、ステップ状構造物２６２は、ハウジング５２へのフィルタエレメント７０の挿入と半径方向シール２６０の形成を助ける。
【００６０】
図示された端部キャップ２５４は、通常２２ポンド／立方フィート未満、例えば約１０〜２２ポンド／立方フィートの成形時密度を有する鋳込み用のウレタンフォームなどの鋳込み用の高分子材料を含む。１つの実施例の材料が更に以下に記載される。代替材料は使用することができる。
【００６１】
端部キャップ２０２、２５４が適所に鋳込まれると、端部キャップ２０２、２５４、第１と第２のプラスチックの延長部分２４６、２４８、媒体パック１９０、ひだ付きでない不織の繊維状媒体２４は、１つにまとまった筒状のフィルタエレメント７０の形態で一緒に固定される。
【００６２】
フィルタエレメント７０の代替の実施例は、図８で参照番号２７０に示される。フィルタエレメント２７０は、端部キャップ２７２、端部キャップ２７４、繊維状媒体のオープションの領域２７６、媒体２７８、およびアウターライナー２８０を含んでいる点で、図５のフィルタエレメント７０に類似している。端部キャップ２７２は、中央のガス流れの入口開口２７２ａを含んでいる。フィルタエレメント２７０は、更に、フィルタエレメント２７０の中に入れられ端部キャップ２７２と端部キャップ２７４との間に延びているインナー支持体ライナー２８２を含んでいる。この実施例において、オープションの繊維状媒体２７６によって合体された液体を排出するのを助けるために流れ構造物２８４がさら含まれている。
【００６３】
図８に図示される実施例において、流れ構造物２８４は管２８６を含んでいる。通常のシステムでは、管２８６は、コアレッサ媒体２７６の下流表面２８８から端部キャップ２７４の開口２９０まで延びている。管２８６の長さは、媒体２７８の全長の約３３％から９５％の間で変えることができる。多くの場合、管２８６は、媒体パックの少なくとも２５％の長さ、通常は、媒体パック１９０の長さの１００％未満を有する。通常の実施例では、管２８６は、ガス流れが媒体パック１９０を通過して流れる前に、下流側の表面２８８から出て管内部の２９２を通過し管２８６の端部チップ２９４を通過し体積２９６の中に入るように、一般にガス不浸透性材料で作られている少なくとも１つのセクション２８７を持つ。体積２９６はインナーライナ２８２と管２８６の間の領域である。示された特別の実施例において、全体の管２８６は、穴があいていない部分２８７を含んでいる。他の実施例では、穴が開いているまたはガスが透過可能な管２８６の部分があり得る。
【００６４】
図示された実施例では、管２８６は、オープションの繊維状媒体２７６を固定する、閉じこめる、または保持するために使用されるフレーム構造物２９８の一部である。通常、フレーム構造物２９８は、端部キャップ２７２中に鋳込むことができる。
【００６５】
管２８６は、合体した液体（通常は油）の排出を助けることができる。作動中に、合体した液体は、管２８６の内面の壁３００に沿って重力で排出され、次に、ボウル１５０中に滴り、次に、液体流出口６２を通過して外に出る。管２８６は、合体した液体が媒体２７８中に引き込まれないように助けることができる。
【００６６】
フィルタエレメント７０の別の代替の実施例を図９の参照番号３２０で示す。フィルタエレメント３２０は、端部キャップ３２２、端部キャップ３２４、オープションの繊維状媒体３２６の領域、媒体パック３２７（媒体３２８として示されている）、アウターライナー３３０、インナーライナ３３２、および繊維状媒体３２６を閉じこめているフレーム構造物３３４を含んでいる点で、図５のフィルタエレメント７０に類似している。端部キャップ３２２は中央のガス流の入口開口３２２ａを含んでいる。媒体パック３２７は、開いている管状内部３３３を定める。フィルタエレメント３２０は、さらにアウターライナー３３０を覆って外接する、不浸透性の外側の覆い３４０を含んでいる。
【００６７】
図示された実施例において、外側の覆い３４０は媒体パック３２７の長さの約２５〜７５％の間で、通常は、端部キャップ３２２（繊維状媒体３２６を保持する）からもう片方の端部キャップ３２４（端部キャップ３２４までに達しない）に向かって延びている。外側の覆い３４０は、更に説明されたように、オープションの繊維状媒体３２６によって合体された液体を排出するのを手伝う。特に、外側の覆い３４０は、覆い３４０によって隠された媒体３２８の領域３４２をガスが通過して流れを防ぐのを助ける。これは、ガス流れがさらに端部キャップ３２４および覆い３４０で隠されていない媒体３２６の領域３４４に向かう方向に移動するのを促進する。これはフィルタエレメント３２０から合体した液体を重力で排液するのを助ける。
【００６８】
Ａ．実施例の作動と外での交換
作動中、フィルタ配置構成５０は以下の通り作動する。エンジン・クランク室からの吹き抜けガスは、ガス流入口ポート５８を通過すると理解される。ガスは調整弁ハウジング７４の内部８４に入る。弁アセンブリ９２は、ダイヤフラム構造物９４とネック８８の間のギャップ１０６を通過するガスの通路を可能にする。エンジン・クランク室からの圧力が増加するとギャップ１０６はより大きくなり、ダイヤフラム構造物９４をスプリング９６の反対方向にかつふた５７に対して体積１０８の中に入るように移動させる。ガスは次にネック８８の内部部分１０４に流れる。そこから、ガスはオープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４を通過する。オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４は、使用される場合には、ガスが媒体パック１９０を通過する前に第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４を通過するように構造物中に固定される。
【００６９】
特に、ガス流れは、支持体グリッド２３４を通過して繊維状媒体２２４の層２２８中を通過する。ガスは、続いて下流に流れ、層２２６を通過し、次に、支持体グリッド２３８を通過して流れる。繊維状媒体２２４は、ガス流れの残りの部分から混入した固体を含む液体を予備分離するのを助ける。液体は、媒体２２４から流れて、直接ボウル１５０に滴るかインナーライナ２４６の排出表面２５０に沿って排出される。集められた液体は傾斜した壁１７６に沿って流れ、最後に液体流出口６２を通過して流れる。この液体物質は、しばしば油であり、再利用されるためにクランク室にリサイクルされ得る。
【００７０】
ガス流れおよびオープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４によって合体されなかった液体はフィルタ６６まで続いて流れる。特に、ガス流れは開口フィルタ内部１９２から媒体パックを通過して流れる。半径方向シール２１４と２６０はガス流れが媒体パック１９０をバイパスするのを防ぐ。この媒体パック１９０は、ガス流れから選択された追加の液体粒子（合体／排出によって）と選択された固体を除去する。図４に示された配向において、媒体１９４は垂直に配向されており、さらに液体が媒体上に集まって（合体するまたは凝集して）そしてボウル１５０に向かって下向きに重力によって落ちて排出される。ろ過されたガスは次に、ガス流出口ポート６０を通って外に出る。そこから、ガスは、例えばエンジン３０のターボ３４の取入口または他の場所の方向に向けられる（説明したように）。一般に、ガスは、いくつかの事例では、出口ポート６０から大気に放出される。別の例では、閉鎖系のガス循環が好まれるので、ガスは空気取り入れ口または他の場所まで循環される。前のパラグラフで説明された特別の実施例では、ガスは潜在的にターボ取入口の方向に向けられると記載されている。
【００７１】
２次シール１２０と１７４は、油などの集められた液体の想定外の量がフィルタエレメント７０とハウジング５２の間でしみ出すのを防ぐことに注目すべきである。
【００７２】
フィルタ配置構成５０は以下の通り修理される。カバー部材５６は、ラッチ１３６を外すことにより基体アセンブリ５４から取り外す。これは、カバー部材５６を基体アセンブリ５４から除去することを可能にする。カバー部材５６を基体アセンブリ５４から取り外すと、基体５５とカバー部材５６の間のシール１６４が開放される。さらに、フィルタエレメント７０とカバー部材５６の間のシール２６０が開放される。これはまた、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と媒体６６の管状構造物を含んでいるフィルタエレメント７０へのアクセスを提供する。端部キャップ２５４に隣接するフィルタエレメント７０の端部を握り、フィルタエレメント７０は基体５５の内部１１２から軸方向に引き出す。フィルタエレメント７０を内部１１２から引き出すと、半径方向シール２１４が開放される。このステップにより同時に、第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と第２ステージ・仕上げ６６の両方を取り外す。このフィルタエレメント７０は次に、焼却によるなどを処分することができる。
【００７３】
第２の新しい交換フィルタエレメント７０を次に提供する。交換エレメント７０もまた第１ステージのコアレッサ・フィルタ６４と第２ステージ仕上げフィルタ６６とを類似の構造物中に第１フィルタエレメント７０として含んでいる。第１ステージ６４と第２ステージ６６の両方を含む交換エレメント７０は、基体５５の開口端部１４４を通して挿入される。フィルタエレメント７０は、端部キャップ２０２のシール部分２１０がシール表面１２８とアウターライナー２４８の間で圧縮されてその間で半径方向シール２１４を形成するように配向される。いくつかの実施例では、フィルタエレメント７０もまた端部キャップ２０２が基体５５の端部壁１１４に係合して隣接するように配向される。次に、カバー部材５６はフィルタエレメント７０の端部の上に置いて、端部キャップ２５４のシール部分２５８がアウターライナー２４８とカバー部材５６のシール表面１６６の間で圧縮されるように配置する。これは半径方向シール２６０を形成する。また、いくつかの配置では、フィルタエレメント７０もまた端部キャップ２５４がカバー部材５６の停止１７０と軸方向に係合し隣接するように配向する。
【００７４】
両方のシール２１４とシール２６０とを適所に配置し、次に、カバー部材５６をラッチ１３６を係合することによって基体アセンブリ５４に固定する。これは、またカバー部材５６と基体５５との間のシール１６４を形成するのを助ける。
【００７５】
Ｂ．実施例の構造物とシステム
フィルタ配置構成３６は、１．５リットル〜１６リットルエンジンで５０〜１２００馬力のターボ過給、過給、または天然ガスディーゼルに有用である。１つの応用では、エンジンは２５０〜４００馬力のＶ−８エンジンである。エンジンは、少なくとも３リットル、通常７〜１４リットルのピストン排気量を有する。エンジンは、通常、８〜１６ｃｆｍの発生した吹き抜けガスを有する。好ましいフィルタ配置構成３６は、１〜２０ｃｆｍの吹き抜けガスを扱うことができる。
【００７６】
他のシステムでは、フィルタ配置構成３６は、８ｋｗ〜４５０ｋｗ（１１〜６００馬力）、４５０〜９００ｋｗ（６００〜１２００馬力）および９００ｋｗを超える（１２００馬力を超える）出力を持つエンジンに有用である。一般に、エンジンの出力が増加するつれて、第２ステージ媒体１９４の表面積は増加する。例えば、エンジン出力８ｋｗ〜４５０ｋｗに対してひだ付き媒体が使用される場合のひだの長さは約４〜５インチであり、エンジン出力４５０ｋｗ〜９００ｋｗ（６００〜１２００馬力）に対するひだの長さは約６〜８インチであり、９００ｋｗを超えるエンジン出力に対しては２つ以上のフィルタ配置構成３６が使用される。
【００７７】
本明細書に記載された技術を使用して、さまざまな特別の構成と応用が実現可能であることが理解される。以下の寸法は通常の例である。
【００７８】
【表１】
2008533348.tif 000002
【００７９】
Ｃ．実施例の材料
この章では、図２〜図７の実施例で有用な材料について説明する。本明細書に記載された材料以外のさまざまな材料を使用することができる。
【００８０】
ハウジング５０は炭素が充填されたナイロンなどのプラスチックであり得る。
【００８１】
オープションのコアレッサ６４の媒体２２４は、一般に、ひだ付きでなく筒状でないポリエステル繊維状媒体であり、約１８μｍ未満、通常、約１２．５μｍの平均繊維径と、自由状態で約１．０５％以下の％表示のソリディティーとを有する。媒体２２４は上流側と下流側に晒された表面積として、少なくとも１平方インチで約７平方インチ未満の表面積、通常、３〜４平方インチの表面積を有する。材料は、１．５デニール（約１２．５μｍ）の平均繊維径と、自由状態において少なくとも０．８５％のソリディティとを有する。材料は、通常、約３．１オンス／平方ヤードより大きい重量を有する。通常、材料は３．８オンス／平方ヤード未満の重量を有する。通常の重量は、３．１〜３．８オンス／平方ヤード（１０５〜１２９ｇ／平方メートル）の範囲である。通常、媒体は、０．００２ｐｓｉの圧縮（自由厚さ）で約０．３２より大きい厚みを有する。通常、媒体は、０．００２ｐｓｉの圧縮（自由厚さ）で約０．４２未満の厚みを有する。通常の媒体の自由厚さは、０．３２〜０．４２インチ（８．１〜１０．７ｍｍ）の範囲である。媒体は、通常、少なくとも約３７０フィート／分（１１３ｍ／分）の透過率を有する。
【００８２】
オープションのコアレッサ６４の媒体２２４は、一般に、本明細書の以下のＶＩ章で詳細に記載するように、好ましい２成分繊維を含む媒体によって提供される。
【００８３】
端部キャップ２０２、２５４は高分子材料であり得る。いくつかの実施例では、端部キャップ２０２、２５４は、ウレタンであり、より好ましくは、発泡性ポリウレタンである。発泡性ポリウレタンの１つの実施例は、本明細書に参照により合体される、共に譲渡された米国特許第５，６６９，９４９号で端部キャップ３として記載されている。材料は以下の１０〜２２ポンド／立方フィート（lbs/ft3）の「成形されたときの」密度を持つ最終製品（柔らかいウレタンフォーム）に処理され、２５％のたわみが約１０ｐｓｉの圧力を要求するようなポリウレタンであり得る。いくつかの実施例において、「鋳込まれたたときの（as molded）」密度は、１０〜２２ポンド／立方フィートの範囲で変化する。ポリウレタンは、Ｉ３５４５３Ｒ樹脂とＩ３０５ＯＵイソシアネートで作られた材料を含む。材料は、１００部１３５４５３Ｒ樹脂対３６．２部Ｉ３Ｏ５ＯＵイソシアネート（重量で）の混合比率で混合されるべきである。樹脂の比重は１．０４（８．７ポンド／ガロン）であり、イソシアナトの比重は１．２０（１０ポンド／ガロン）である。材料は通常は高動的せん断ミキサー（high dynamic shear mixer）によって混合される。成分温度は７０〜９５°Ｆとすべきである。鋳込み（molding）温度は１１５〜１３５°Ｆとすべきである。
【００８４】
樹脂材料Ｉ３５４５３Ｒは以下の記載の通りである。
（ａ）平均分子量
１）塩基性ポリエーテル・ポリオール＝５００〜１５，０００
２）ジオール類＝６０〜１０，０００
３）トリオール類＝５００〜１５，０００
（ｂ）平均の官能性
１）トータルシステム＝１．５〜３．２
（ｃ）水酸基数
１）トータルシステム＝１００〜３００
（ｄ）触媒
１）アミン＝エア・プロダクツ０．１〜３．０ＰＰＨ
２）Ｓｎ＝ウィトコ０．０１〜０．５ＰＰＨ
（ｅ）界面活性剤
１）トータルシステム＝０．１〜２．０ＰＰＨ
（ｆ）水
１）トータルシステム＝０．０３〜３．０ＰＰＨ
（ｇ）顔料／染料
１）トータルシステム＝１〜５％カーボンブラック
（ｈ）発泡剤
１）０．１〜６．０％ＨＦＣ  １３４Ａ．
【００８５】
Ｉ３０５０Ｕイソシアネートの記載は以下の通りである。
（ａ）ＮＣＯ含有量＝２２．４〜２３．４ｗｔ％
（ｂ）粘性＝２５℃で６００〜８００ｃｐｓ
（ｃ）密度＝２５℃で１．２１ｇ／ｃｍ3
（ｄ）初期の沸点＝５ｍｍＨｇで１９Ｏ℃
（ｅ）蒸気圧＝２５℃で０．０００２水銀
（ｆ）外観＝無色の液体
（ｇ）引火点（デンスキー・マーティンズ・クローズドカップ）＝２００℃
【００８６】
材料Ｉ３５４５３ＲとＩ３０５０Ｕは、ＢＡＳＦ社、ワイアンドット、ミシガン  ４８１９２から利用可能である。
【００８７】
フレーム構造物２２２、インナーライナ２４６、アウターライナー２４８、およびスクリーン２３４、２３８は、炭素を充填したナイロンなどのプラスチックによって製造され得る。
【００８８】
ひだ付き媒体が使用されるとき、フィルタ６６は好ましくは疎油性材料から作られる。１つの実施例は、周囲の空気−オイルのミスト状態において性能を高めるためにコーティングされて波形形状にされた合成ガラス繊維フィルタである。ひだ付きにされた場合、媒体１９４は、少なくとも０．１フィート／分で５フィート／分未満、通常は０．３〜０．６フィート／分の面速度を有する。ひだの深さは０．５インチ以上、３インチ以下、通常は０．７５〜２インチである。ひだの長さは少なくとも１インチ以上、１５インチ以下、通常は３〜６インチである。ひだ付き媒体１９４は少なくとも２平方フィート、好ましくは３〜５平方フィートの上流側の媒体表面積を有する。少なくとも３０のひだで約１５０未満のひだ、通常は約６０〜１００のひだがある。合成ガラス繊維フィルタ媒体は、脂肪族炭化フッ素材料のように低表面エネルギー材料でコーティングされ得る。コーティングと波形成形の前に、媒体は、少なくとも８０ポンド／３０００フィート2で８８ポンド／３０００フィート2未満、通常は約８０〜８８ポンド／３０００フィート2（１３６．８±６．５ｇ／ｍ2）の重量がある。ひだが付けられると、媒体は、０．０２７±０．００４インチ（０．６９±０．１０ミリメートル）の厚さ、約４１〜５３μｍの細孔径、約２１〜２７％の樹脂含有量、１３〜２３ｐｓｉ（１２４±３４ｋＰａ）の装置から離れたときの濡れ破裂強度、３７±１２ｐｓｉ（２５５±８３ｋＰａ）の３００°Ｆで５分間放置後の濡れ破裂強度、約０．３０〜０．６０の破裂強度の比率、３３±６フィート／分（１０．１±１．８ｍ／分）の透過率を有する。波形成形とコーティング後、ひだ付きされると、媒体は以下の特性を有する。約０．０２３〜０．０２７インチ（０．５８〜０．６９ｍｍ）の波形の深さ、約６〜１０ポンド／インチ（３．６±０．９１ｋｇ／インチ）の濡れた引張り強度、波形成形後、少なくとも３０ｐｓｉ（２０７ｋＰａ）の乾いた破裂強度を有する。
【００８９】
ひだ付き媒体がフィルタ６６に使用されるとき、コアレッサ媒体２２４の上流側の表面積対ひだ付き媒体１９４の上流の表面積の比率は、２５％未満、通常は１０％未満、ある場合には１％未満である。コアレッサ媒体２２４の下流側の表面積対ひだ付き媒体１９４の上流表面積の率は２５％未満、通常は１０％未満、ある場合には１％未満である。
【００９０】
本開示に基づく多くの通常の配置構成において、フィルタ６６はひだ付き形態で提供されないし上記に特徴付けられた材料を含まない。本明細書の以下のＶＩ章で記載されているようなかなり好ましい繊維状材料が使用される。
【００９１】
ハウジング５２はガラスで充填されたナイロンなどの成形されたプラスチックで作ることができる。ダイヤフラム構造物９４は、ゴムなどの変形可能な材料で作ることができる。
【００９２】
ＩＩＩ．図１０〜１５の実施例
コアレッサ・フィルタとガスクリーナ配置構成の別の代替の実施例は図１０〜図１２に４００として図示されている。ガスクリーナフィルタ配置構成４００は、ハウジング４０２を含んでいる。図示されたハウジング４０２は、ツーピースの構造物を含む。特に、ハウジング４０２は基体アセンブリ４０４と取り外し可能なカバー部材４０６を含む。基体アセンブリ４０４は基体４０５とふた４０７を含んでいる。
【００９３】
ハウジング４０２は以下の４つのポート、ガス流入口ポート４０８、ガス流出口ポート４１０、ポート４１２、ガス流れバイパス出口ポート４１４を含んでいる。次に、図１２を参照すると、一般に、ガスクリーナフィルタ配置構成４００は、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６と第２ステージフィルタ媒体４１８を含んでいる。図示された配置構成での使用中に、ポート４１２は、液体流出ポートまたは液体排出口４１２として作用する。図示された配置構成において、ガス流れに混入した液体は、ガス流入口ポート４０８を通過し、次に、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６を通過するように方向づけられる。液相の部分は、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６によって合体し、ガス状の流れから除去されるであろう。オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６内で合体された液体は、液体流出ポート４１２を通ってハウジング４０２から排出される。媒体構成物４１８は、更に、液体粒子の合体／排出がガス流れから少なくとも固体粒子の一部を除去し、次に、清浄にされたガス流れがハウジング４０２からガス流出口ポート４１０を通過して外に向けることを規定する。
【００９４】
図５で図示された実施例のように、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６と媒体４１８は、フィルタ配置構成またはフィルタエレメント４２０（図１３〜１５）を形成するただ一つのまとまった構造物である。通常のデザインでは、フィルタエレメント４２０は、ハウジング４０２から取り外し可能で取替え可能である。図５の実施例のように、「１つにまとまった（unitary）」は、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６と第２のステージ媒体４１８とはエレメント４２０の一部を破壊せずには分離することができないことを意味する。通常の実施例において、第１および第２端部キャップ４４４、４４５は１つにまとまった構造物の一部である。
【００９５】
また図１０と図１２を参照すると、図示された基体アセンブリ４０４は、入口部管構造物４２２、弁ハウジング４２４、キャニスター部分４２６、および出口部管構造物４２８を有する。図示された実施例において、入口部管構造物４２２、弁ハウジング４２４、キャニスター部分４２６、および出口部管構造物４２８のそれぞれは基体４０５の一部を含む。ふた４０７とともに、基体４０５とふた４０７は基体アセンブリ４０４の一部である。図示された実施例では、ふた４０７はボルト配置構成４０９のような選択的に取り外し可能な機械的な係合で基体４０５に固定されている。ボルト配置構成４０９は調整弁アセンブリ４９６への選択的なアクセスを提供する。
【００９６】
フィルタエレメント４２０は、ハウジング４０２中に取り外し可能で搭載可能に構成されて配置されている。すなわち、フィルタエレメント４２０とハウジング４０２は、ハウジング４０２がフィルタエレメント４２０にアクセスするために選択的に開くことができるように設計されている。フィルタエレメント４２０は、ハウジング４０２の内部４０３内に選択的に搭載可能かつ取り外し可能なように設計されている。フィルタエレメント４２０が図１２に図示されているようにシール（以下で説明する）のすべてが適所にある状態で配置されているとき、フィルタエレメント４２０はハウジング４０２中に操作可能に設置されると考えられる。
【００９７】
上記説明したように、ハウジング４０２は、フィルタエレメント４２０にアクセスするために選択的に操作可能となるように設計されている。図示された特別な実施例において、カバー部材４０６はラッチ配置構成４２９を通して基体４０５に固定される。ラッチ配置構成４２９が固定状態にあるとき、ラッチ配置構成４２９は好ましくは、カバー部材４０６をしっかりきつく基体４０５に保持する。図示された実施例において、ラッチ配置構成４２９は少なくとも２つのラッチ４３３、本実施例においては第１と第２ワイヤラッチ４３３を含む。
【００９８】
図１２を参照すると、基体４０５とカバー部材４０６がシール配置構成４２１を含むことが注目される。特に、カバー４０６が、その間で受け入れスロット４１７を定める１組の相対するフランジ４１３、４１５を含むことが注目される。基体４０５はスロット４１７を適合するフランジ４１１を含んでいる。通常のそのような実施例はまた、スロット４１７中に配置されたＯ−リングシール部材４１９を含んでいる。
【００９９】
図１５は、フィルタエレメント４２０が設置されない状態、すなわち、フィルタエレメント４２０がハウジング４０２中に取り付けられないときのフィルタエレメント４２０を図示している。図１３はフィルタエレメント４２０の端面図を示しており、図１４は、フィルタエレメント４２０の反対の端面図を示している。一般に、フィルタエレメント４２０はフィルタ媒体の領域４３１，４３２を含んでいる。図に示されたフィルタエレメント４２０において、フィルタ媒体４３１は、管状の開いているフィルタ内部４３６を定める管状の延長部４３４を含んでいる。ある構成物において、媒体の管状延長部４３４は、管状（代替物は可能であるが、例えば、円形）の断面を定める筒状の形状を一般にもつように構成されている。媒体４３１の領域は多くのタイプの媒体４３８であり得る。しかしながら、好ましくは、ＶＩ章に記載されているようなひだ付きでない媒体を含んでいる。媒体４３１の領域は、フィルタ配置構成４００に設置されると、好ましくは、ガス流れがハウジング４０２を出る前に、液体粒子の選択された合体／排出と固体粒子の選択された除去を提供するように作用する。
【０１００】
図示された実施例において、媒体４３８は第１端部４４０と対向する第２端部４４１を有する。媒体４３８の長さは、通常の実施例において、第１端部４４０と第２端部４４１の間に延びている。図示されたフィルタエレメント４２０において、第１端部キャップ配置構成４４２が第１端部４４０に置かれる。特に図示された実施例において、第１端部にキャップ配置構成４４２は、端部キャップ４４４と、その中に成形で作られた、オープションの堅くて予備成形された挿入部品４４６とを含んでいる。そのような構成物において、第１端部キャップ配置構成４４２は１つのまとまった構造であり得る。以下でさらに説明されるように、予備成形された挿入部品４４６は、オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６を操作可能なアセンブリに保持しているフレーム構造物４５０を含んでいる。
【０１０１】
更に、図１５を参照すると、第２端部キャップ配置構成４４３が媒体４３８の第２端部４４１に置かれている。第２端部キャップ配置構成４４３は少なくとも第２端部キャップ４４５を含んでいる。
【０１０２】
上記記載したように、フィルタエレメント４２０は、少なくとも媒体の第２領域４３１および第２領域４３２を含んでいる。その配置構成において、媒体４３１の第２領域はひだ付き媒体であり得るし、および／またはそれが巻き付けられたまたは成形された媒体であり得る。好ましくは、以下のＶＩ章で記載されるような媒体である。媒体４３２のオープションの第１領域は、ガス流れが開いたフィルタ内部４３６と連通するように媒体４３１の第２の領域の管状の延長部４３４を横切ぎる延長部に配置されている。「管状の延長部を横切る延長部に配向されている」のフレーズによって、媒体４３２のオープションの第１領域はそれ自体が管状の延長部を形成するために媒体４３１の第２領域と放射状に重ならないことを意味する。むしろ、媒体４３２のオープションの第１領域は、端部キャップ開口４４５を横切って延びて覆う。媒体４３２のオープションの第１領域は、それ自身が端部キャップ４４４内に埋め込まれているかあるいは端部キャップ４４４から端部キャップ４４５に向かう方向に離れて隣接して配置される。媒体４３２のオープションの第１領域は単一平面中に含まれる必要はないが、通常の実施例では、媒体４３２のオープションの第１領域は、管状でない、筒状でない、一般に、パネル構造物４４８である。「パネル構造物」によって、媒体４３２の第１領域は、ガス流れが一般にまっすぐに通過する経路を維持することを可能にすることが意味される。すなわち、ガス流れは、上流面４５２から川下面４５４まで流れるときに、ガス流れが角を曲がる必要はない。
【０１０３】
いくつかの実施例において、図１５Ａを参照すると、媒体４３２のオープションの第１領域もまた第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６に対応している。通常の実施例において、媒体４３２のオープションの第１領域は繊維状媒体４５６を含んでおり、繊維状媒体４５６はＶＩ章に記載されているような好ましい媒体を含むことができる。ある実施例において、媒体４５６は少なくとも１つの層を含み、通常は、不織でひだ付きでない開いていない管状の合体する深さ媒体４５９の繊維状バンドルの複数の層４５８を含んでいる。図１２と図１５で示される実施例において、繊維状深さ媒体４５９の２つの層４６１、４６２がある。繊維状媒体４５６のために使用可能な材料は、図５の媒体２２４と関連して上記に説明された。
【０１０４】
図１３に注意を向けると、第１端部キャップ４４４が平面図で示されている。いくつかの実施例では、端部キャップ４４４は成形された高分子材料のリング４６６を含んでいる。リング４６６は、図示された実施例において、リング４６６で中心に置かれる中央開口４６８を定める。言い換えれば、中央開口４６８は、リング４６６の対称中心と同じ対称中心を有する。図示された特別の実施例において、中央開口４６８は円形である。中央開口４６８はガス流れの入口開口として機能する。図示された中央開口４６８は、第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６の流れ通路４２３と一直線に（重なってまたは同軸上に）並んでいる。
【０１０５】
端部キャップ４４４は軸部分４７０と輪状または半径方向部分４７２を含んでいる。中央開口４６８は開いているフィルタ内部４３６とガス流れを連通させる。端部キャップ４４４の軸部分４７０は少なくとも１つの連続する突起物４７４を含んでいる。いくつかの実施例では、連続する突起物４７４は、フィルタエレメント４２０がハウジング内部４０３中に操作可能に設置されるときハウジング４０２で２次シール４７６（図１２）を形成するのを助ける。図１３に示す特別の実施例において、連続する突起物４７４は円形リング４７８を形成する。
【０１０６】
端部キャップ４４４の半径方向部分４７２は輪状のシール部分４８０を形成する。フィルタエレメント４２０がハウジング４０２中に操作可能に組み立てられるとき、輪状のシール部分４８０はシール部材４８２を形成する。図１３の実施例において、シール部材４８２は、中央開口４６８を外接させるようにリング４６６の内側の輪状表面に沿って形成されている。
【０１０７】
フィルタエレメント４２０がハウジング４０２中に操作可能に設置されるとき、シール部材４８２はハウジング４０２でシール４８４（この場合は半径方向シール）を形成する。特に、図１２で図示された配置構成において、ハウジング４０２の基体４０５は内部の管４８６を含んでいる。管４８６は、外接して、ガス流れ開口４９０を定める固い壁４８８を含んでいる。図１２に図示されているように組み立てられると、壁４８８は、端部キャップ４４４の開口４６８を通過して開いているフィルタ内部４３６中に延びるように設計されているシール部分４９２を有する。また、壁４８８は、ある例では、弁アセンブリ４９６と相互作用するような端部部分４９４を有する。弁アセンブリ４９６、その動作、および壁４８８とのその相互作用について以下に詳細に議論される。
【０１０８】
図１２において、半径方向シール４８４が管４８６のシール部分４９２に対して形成されるのが理解され得る。いくつかの実施例では、半径方向シール４８４は、端部キャップ４４４中に埋め込まれた予備成形された挿入部品４４６と管４８６のシール部分４９２の間（between and against）の第１端部キャップ材料を圧縮することによって形成される。この文脈において、「間」によって、第１端部キャップ４４４の材料は、管４８６のシール部分４９２と予備成形された挿入部品４４６の間の距離を横切って延びて、部分４９２と挿入部品４４６の剛性により、１次元で圧縮されることを意味する。
【０１０９】
ここで、図１５Ａを参照すると、特に図示された輪状のシール部分４８０は、ステップ状構造物４９８を含んでいる、但し、代替物は可能であが。ステップ状構造物４９８は、ハウジング４０２のシール部分４９２と端部キャップ配置構成４４２とシール部分の間の半径方向シール４８４の挿入と形成を助ける。図示された実施例において、ステップ状構造物４９８は、端部キャップ４４４の軸部分４７０から繊維状媒体４５６の上流面４５２まで延びている複数の直径が減少する領域を含んでいる。図１５Ａにおいて、ステップ状構造物４９８は、最大直径５０１の第１領域を含んでおり、第１領域より小さい直径の第２領域に隣接し、第２領域の直径より小さい直径の第３領域に隣接し、第３領域の直径より小さい直径の第４領域に隣接している。直径が減少していくステップ状構造物４９８は、ハウジング４０２へのフィルタエレメント４２０の挿入と半径方向シール４８４の形成を助けるシール部分４８０を結果として形成する。
【０１１０】
例えば、端部キャップ４４４のシール部分４８０は、ハウジング４０２の管４８６のシール部分４９２に対してシール部分４８０の半径方向の圧縮を有する圧縮性材料から作られる。いくつかの実施例では、端部キャップ４４４は、成形時の密度が約１０〜２２ポンド／立方フィートである、柔らかいポリウレタンフォームを含む。１つの使用可能な材料は、上記記載されたシール部分４１０と連結するものであり、別の使用可能な材料は、以下でさらに説明される。
【０１１１】
再び図１２を参照すると、図示されたフィルタ配置構成４００は、オープションの媒体４３２の第１領域から液体流出口４１２に向かって、合体した液体などの液体を方向づけるために配向された流れ構造物配置構成５１０を含んでいる。一般に、流れ構造物配置構成５１０は、不浸透性で、連続して、とぎれない壁５１４によって形成された管５１２を含んでおり、壁５１４は、開いた流体通路５１６を取り囲んで定めている。ある実施例では、管５１２は、第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６の下流側表面４５４から第２の端部キャップ４４５に向かう方向に少なくとも部分的に延びている。いくつかの実施例において、管５１２は下流表面４５４と第２端部４４５の間の完全な距離で延びている。図示された特別の配置構成において、管５１２は、第２の端部キャップ４４５に隣接する壁５１４の端５２１で、開口５２０、好ましくは流体出口開口５２３を形成する。この様に、この特別の配置構成において、第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６によって合体される液体は、管５１２の内部５１７に沿って集まって、液体流出ポート４１２まで重力によって滴ることが可能となる。代替の排液配置構成もまた使用可能である。図示された実施例において、全体の壁５１４は穴の開いていない部分５１３を含んでいるが、他の実施例では、壁５１４の部分だけが穴が開いていない。
【０１１２】
図８の実施例において、流れ構造物配置構成２８４は、一般に、まっすぐであり曲がっていないものとして図面に図示されている。図１２と図１５の実施例において、流れ構造物配置構成５１０は、傾斜状のまたは先細り（taped）の壁５１４を持つ円錐部５１５として図示されている。ある構造物では、壁５１４のテーパの角度はエレメント４２０の全長によって調整される。すなわち、いくつかの構造物では、中央開口４６８のサイズは一般に固定されている。媒体４３８の長さが大きくなるに従って、全体のエレメント４２０の長さは大きくり、壁５１４の角度またはテーパーは減少する。ある配置構成では、テーパーの角度は、長手方向軸５１８（図１５）からエレメント４２０の対称中心まで測定されるように、端部５１９（コアレッサ・フィルタ４１６に隣接する）から端部５３１まで少なくとも１°で延びている。いくつかの配置構成では、テーパの角度は、２〜１５°であり、通常は４５°未満であり得る。壁５１４のテーパまたは角度は、流体出口開口５２０の方向に合体した液体を向けて最終的に液体流出ポート４１２通過するのを助ける。
【０１１３】
第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６を通り抜けた後に、ガスは流体通路５１６を通過し、出口開口５２０を通過して外に出て、次に、ガス流れプレナム５２２中に流れる。ガス流れプレナム５２２は、管５１２の壁５１４と媒体４３８の間で形成される。壁５１４のテーパは、第２端部キャップ４４５に隣接する体積５２４と、体積５２４より小さい第１端部キャップ４４４に隣接する体積５２６の間で角度を付けさせる原因となる。
【０１１４】
ここで図１４を参照すると、図示された第２端部キャップ４４５は中央開口５０７を定めるリング５０７を含んでいる。開口５０７は、図１２に図示された特別のシステムにおい、てオープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６によって集められた液体の流路がフィルタエレメント４２０を出るのを可能にする。端部キャップ４４５はハウジング４０２でシール５０９（図１２）を形成するためのシール配置構成５０８を支持する。図１２に図示された実施例において、図示された特別なシール５０９は、フィルタエレメント４２０とカバー部材４０６の内側のシール表面５３１の間で形成された軸方向シール５３０である。いくつかの実施例において、シール配置構成５０８は、第２端部キャップ４４５の一般に平らで平面部分５３６から軸方向に延びているまたは突き出ている突起物５３４を含んでいる。ある実施例では、突起物５３４は連続したリング５３８を形成する。いくつかの構造物は、一つのまとまった成形された構造物５４０として端部キャップ４４５と突起物５３４とを含んでいる。いくつかの実施例では、端部キャップ構造物５４０は高分子材料、好ましくは、ポリウレタンなどの圧縮性の高分子材料から作られている。いくつかの実施例では、第２の端部キャップ４４５は、第１端部キャップ４４４と同じ材料から作られている。軸方向シール５３０は、入口ポート４０８からのガスが第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６とフィルタ媒体４１８の第２ステージ構造物を迂回するのを防ぐのを助ける。また、軸方向シール５３０は、油などの液体のしみだしが第２ステージフィルタ媒体４１８の下流側に通過するのを防ぐのもまた助ける。
【０１１５】
上記説明したように、第１端部キャップ構成４４２は予備成形された挿入部品４４６を含む。図１２と図１５で図示された実施例において、予備成形された挿入部品４４６は繊維状媒体４５６を保持して閉じこめるフレーム構造物４５０を含んでいる。ここで、さらにフレーム構造物４５０について説明する。図１５を参照すると、図示された特別のフレーム構造物４５０はマルチ−ピース構造物５４６である。図１５Ａに示される実施例において、マルチーピース構造物５４６は少なくとも第１フレームピース５５０と第２フレームピースが５５２を含んでいる。第１フレームピース５５０は繊維状媒体４５６の上流の流れ表面４５２を覆う支持体グリッド５５４を含んでいる。ある実施例において、支持体グリッド５５４は、多孔質であり、液体が混入したガスを含むガスがコアレッサ媒体４５６を横切って通過して流れるのを可能にする、メッシュ・スクリーン５５５（図１３）である。また、スクリーン５５５は繊維状媒体４５６に構造的な支持体を提供する。
【０１１６】
同様に、第２フレームピース５５２は繊維状媒体４５６の下流側の流れ表面４５４を支持して覆う支持体グリッド５５６を含んでいる。図示された支持体グリッド５５６は、多孔質のメッシュスクリーン５５７（図１４）を含み、繊維状媒体４５６に構造的な支持体を提供し、ガスと合体した液体が流れ構造物配置構成５１０の流体流路５１６に入って通過することを可能にする。
【０１１７】
図示された配置構成において、第１フレームピース５５０と第２フレームピースは、繊維状媒体４５６を保持するまたは閉じこめるハウジング５６２を形成するために、スクリーン５５５とスクリーン５５７の間の保持ポケット５６０を形成するために互いに隣接して配置されている。いくつかの実施例において、第１フレームピース５５０と第２フレームピースとは、スナップ係合のようなインターロック構造などで機械的に係合している。
【０１１８】
いくつかの実施例において、フレーム構造物４５０を形成する予備成形された挿入部品４４６は、リング５６８の内側の環状領域５６６に沿って高分子の端部キャップ４４４中に成形されて埋め込まれている。リング５６８は、図１２と図１５に図示された実施例において、第２フレームピース５５２と統合されて同じピースとなっている。一般に、リング５６８は、突起物またはスクリーン５５５から媒体４３８の第１軸方向端部４４０まで延びている、取り囲む壁５７０を含んでいる。図１５Ａで理解されるように、壁５７０はシール部分４８０中の端部キャップ材料の圧縮に対する堅いバックネットを形成する。すなわち、好ましい構造物において、半径方向のシール４８４は、バックネット５７２と壁４８８のシール部分４９２の間に、シール部分４８０の圧縮によって形成される。
【０１１９】
図１２、図１５、図１５Ａをレビューすることによって理解されるように、いくつかの実施例は第２フレームピース５５２の統合された１つにまとまった部分として流れ構造物配置構成５１０の管５１２を含んでいる。このように、図１２と１５に図示された実施例において、図示された特別の第２フレームピースは、バックネット４７２を形成する端部４４０から、媒体４３８の長さに沿って出口開口５２０を形成する端部５２１まで延びている。
【０１２０】
さらに、図１２と１５を参照すると、いくつかのフレーム構造物は支持リングまたはフレーム５７４を含んでいる。支持体フレーム５７４は、フレーム構造物４５０を中心に置いて、開いているフィルタ内部４３６の中に均等にフレーム構造物４５０を保持するのを助ける。支持体フレーム５７４は、管５１２と媒体４３８の内側の周辺５７６の間で構造的な硬さを提供するさまざまな配置構成と構造物とであるかもしれない。図１２、図１４、および図１５に図示された特別の実施例において、支持体フレーム５７４はリング構造物５７８を含んでいる。図示されたリング構造物５７８は、端部５２１に隣接する壁５１４に、スナップ係合５８２によってなどで機械的に係合している。図示されたリング構造物５７８は少なくとも壁５１４と係合する内側リング５８４と、フィルター媒体４１８の第２ステージ管状構成物の内部の周囲５７６に接触しているまたは隣接している外側リング５８６と、を含んでいる。内側リング５８４と外側リング５８６は複数のスポークまたはリブ５９０によって分割された、複数のガス流れ開口５８８をその中に定める。リブ５９０はリング構造物５７８を構造的に支持して完全にする。ガス流れ開口５８８は、ガスの流路が第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６から第２のステージフィルタ媒体４１８まで可能にする。すなわち、ガス流れが第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６を通過し、流体通路５１６を通過した後で、ガス流れが流体出口開口５２０を通過し、壁５１４の端５２１の周りの角（約１８０°）を曲がって、複数の開口５８８を通過してガス流れプレナム５２２まで流れる。そこから、ガスは媒体４３４の管状の延長部を通過して流れる。
【０１２１】
また、ある実施例において、フィルタエレメント４２０はライナー５９４のような外側の支持体５９２を含む。いくつかの配置構成において、支持体５９２は、第１と第２の端部キャップ４４４、４４５の間に延びて、媒体４３８に支持体を提供するまたは保持するのを助ける。いくつかの実施例では、ライナー５９４は拡張金網（expanded metal）を含んでいる。ある配置構成では、ライナー５９４は、フィルタエレメント４２０の他の部分と同様に、非金属であり得る（少なくとも９８％が非金属であり好ましくは１００％が非金属の材料）。いくつかの実施例では、ライナー５９４の代わりに、媒体４３８は支持体バンドまたはロービングを含む。さらに他の配置構成において、媒体に十分な構造的な信頼性がある場合には、媒体（内側の、および／または、外側の）の支持を避けることができる。
【０１２２】
上記説明したように、好ましいフィルタ配置構成４００は弁アセンブリ４９６を含んでいる。図１２に図示された実施例において、弁アセンブリ４９６は調整弁機能とバイパス弁機能の両方を提供する。最初に、調整弁機能について説明する。弁ハウジング４２４は開いている内部６０３を定める外側の周囲の壁６０１を含み、そこでは、エンジン・クランク室から入口４０８まで流れる処理されるべきガスは、フィルタエレメント４２０に入る前に、流れて集まることが可能となる。図示された弁アセンブリ４９６において、ダイヤフラム６０２とスプリング６０５などのバイアス機構がある。ある実施例では、ダイヤフラム６０２は一般に丸く、シェルフ（棚）６０８によって保持されるかシェルフ６０８上に載っている。シェルフ６０８はふた４０７と弁ハウジング４２４の間で支持されている。図示された実施例において、ダイヤフラム６０２と管４８６の端部部分４９４の間にギャップ６１０があることが注目される。ギャップ６１０はガス流れが弁ハウジング４２４の内部６０３から管４８６のガス流れ開口４９０中に流れることを可能とする。作動の間、スプリング６０５とダイヤフラム６０２は管４８６中で流れを調整する。
【０１２３】
また、弁構造物４９６はバイパス弁機能を含んでいる。フィルタエレメント４２０中の媒体が閉塞されて、制限が容認できないほど高いレベルまで増加すると、弁ハウジング４２４の内部６０３内の圧力が増加する。これはダイヤフラム６０２に対しておよびスプリング６０４に対して圧力を印加し、ガスがふたによって定められる内部の体積６１２に流れ込むことを可能にする。そして、ガスはガス流れの迂回出口ポート４１４（図１０）を通って流れる。
【０１２４】
実施例の作動と点検
作動において、図示されたフィルタ配置構成４００は以下の通り作動する。エンジン・クランク室からの吹き抜けガスは、ガス流入口ポート４０８を通って入ってくる。ガスは弁ハウジング４２４の内部６０３を通過する。弁アセンブリ４９６は、ガスの流路を可能にし、ガス流れ開口４９０を可能にする。そこから、ガスは第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６を通り抜ける。
【０１２５】
ガス流れは上流側面４５２を通過し、オープションの繊維状媒体４５６を通過し、下流側表面４５４を通って外に出る。オープションの繊維状媒体４５６はガス流れの残りから液体の一部を分離する。媒体４５６から集められた液体は、媒体４５６から流れる、図示された実施例において、液流出ポート４１２に直接滴るまたは流れ構造物配置構成５１０の壁５１４に沿って排出される。液体流出口ポート４１２を通過した後で、液体は、しばしば油であるが、再利用のためにクランク室に戻される。
【０１２６】
オープションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６によって合体され、排液されなかった液体粒子を含むガス流れは、流体流路５１６を通過し、出口開口５２０を通過し、壁５１４（約１８０度の回転を作る）の端部５２１を通り、ガス流れプレナム５２２の中へ流れる。ガス流れプレナム５２２からガスはフィルタ媒体４１８を通過して流れるが、フィルタ媒体４１８は追加の液体粒子を選択的に合体して／排液することにより選択的に除去し、また、ガス流れから固体粒子を選択的に除去する。ガス流れは半径方向シール４８４と軸方向シール５３０、４７６により第２のステージ媒体４１８をバイパスすることが防止される。そして、清浄にされたガスは、第２ステージのフィルタ媒体４１８からガス流出ポート４１０を通って外の川流に流れる。そこから、ガスはエンジンのターボに向けられる。
【０１２７】
フィルタ配置構成４００は以下のように点検修理する。カバー部材４０６を基体アセンブリ４０４からラッチ４３３をはずすことによって取り外す。カバー部材４０６が基体アセンブリ４０４から取り外されると、軸方向シール５３０が開放される。フィルタエレメント４２０は、基体４０５から外に突出して露出する。次に、基体４０５からフィルタエレメント４２０をつかんで引きだすことができる。これは半径のシール４８４を開放する。フィルタエレメント４２０の取り外しでは、もちろん、オプションの第１ステージのコアレッサ・フィルタ４１６と媒体構造物４１８との両方を取り外す。全体のフィルタエレメント４２０を配置することができる。多くの実施例において、フィルタエレメント４２０は、フィルタエレメント４２０が焼却可能なように、少なくとも９９％が非金属材料で構成されている。
【０１２８】
次に、第２の新しいフィルタエレメント４２０を設置する。新しいフィルタエレメント４２０は、取り外されたカバー部材４０６によって露出した開口からエレメント４２０を通すことによってハウジング４０２中に設置する。端部キャップ４４４の中央開口４６８を入口管４８６の周りに配向し、半径方向シール４８４が適所にくるまで基体４０５に対して横に滑らせる。このことは、突起物４７４を基体内部４０５を軸方向に隣接させて軸方向シール４７６を形成するときもしばしば行われる。
【０１２９】
カバー４０６はフィルタエレメント４２０の露出した端部上に配置する。ラッチ４３３は、カバー部材４０６を基体４０５に操作可能に固定するために係合する。また、これはエレメント４２０に対して軸方向にカバー４０６を圧縮して軸方向シール５３０が形成される。
【０１３０】
ＩＶ．図１６〜２１の実施例
予備形成された挿入部品の代替の実施例は、図１６〜２０において一般に６５０で示されている。挿入部品６５０は挿入部品４４６に代わってフィルタエレメント４２０中で使用可能である。挿入部品６５０はそれ自身に便利な製造技術を賦与する。
【０１３１】
図示された挿入部品６５０はフレーム構造物６５２、流れ構造物配置構成６５４、支持体リングまたはフレーム６５６を含んでいる。これらの部品は、図１５で記載したフレーム構造物４５０、流れ構造物配置構成５１０、支持体フレーム５７４に類似的に機能する。
【０１３２】
流れ構造物配置構成６５４は、開いている流体流路６６４を取り囲んで定めるとぎれない壁６６２によって形成された管６６０を含んでいる。壁６６２は不浸透性の壁部分６６３を含んでいる。図示された実施例において、全体の壁６６２は、不浸透性の壁部分６６３を含んでいる。他の実施例では、壁６６２は流体を透過性する部分を含むことができる。壁６６２は、合体した液体が液体出口ポートまで滑って滴るのを可能にする内面６６６を有する。壁６６２は管６６０の端部６７０で、出口開口６６８を定める。多くの応用では、出口開口６６８は、ガスと液体の両方がそれを通過して出ることを可能にする。例えば、好ましい応用では、出口開口６６８は、集められた液体が管６６０を出て、適切な液体出口ポートの中へ流れるのを可能にする。
【０１３３】
図１２と図１５の実施例のように、いくつかの配置構成において、壁６６２は円錐部６６７であり、壁６６２の入口端部６７２から出口端部６７０まで傾斜となっているかテーパになっている。すなわち、そのような実施例では、管６６０は円形断面を有し、入口端部６６３の直径は出口端部６７０の直径より大きい。いくつかの配置構成では、入口端部６７２の直径は、端部６７０の直径よりも少なくとも０．５％大きく２５％未満であり、通常は１〜１０％大きい。
【０１３４】
更に、図１６と図１８を参照すると、図示されたフレーム構造物６５２は、オープションの合体媒体６７５を保持して、閉じこめるために提供される。この特別の実施例において、フレーム構造物６５２は上記説明したフレーム構造物４５０と異なっている。この特別の実施例において、第１フレームピース６８１と第２フレームピース６８２がある。第１フレームピースは、内側の体積６８５（図１９）を定める、壁または外側の輪状縁６８４を有する。例えば、多孔質なメッシュ・スクリーン６８８の形態である支持体グリッド６８６は、第１フレームピース６８１の片端を横切って軸方向に広がりって壁６８４と一体化している。スクリーン６８８は、オープションの媒体６７５に構造的な支持体を提供し、ガス流れが媒体６７５に達するのを可能にする。
【０１３５】
第１フレームピース６８１はまた、外側縁６８４に隣接して離れている、内側縁６９０を含んでいる。内側縁６９０は、ポリウレタン・端部キャップ材料の流れが媒体６７５の上流面６９２をふさぐのを防ぐのを助ける。（実施例の鋳込み技術と内側縁６９０の機能について以下でさらに説明する。）図１６と図１７で理解されるように、内側縁６９０は複数のリブ６９４で外側縁６８４に接続している。例えば、内側縁６９０は、端部キャップ材料（例えば、ポリウレタン）流路６９１をその間に形成するために外側縁６８４から５ｍｍ未満で離れている。
【０１３６】
図示された壁または縁６８４は、組合せもどり止６９８に係合して受け入れるためにのくぼみ６９６（図１９）を定める。もどり止６９８は、図示された特別の実施例において第２フレームピース６８２の一部である。もどり止６９８、くぼみ６９６は便利で素早いアセンブリを提供し、第１および第２フレームピース６８１、６８２がしっかりとはめられるのを可能にする。もちろん、第１と第２フレームピース６８１、６８２の間の機械的な係合は、多くの他の実施例を想定することができる。
【０１３７】
第２フレームピース６８２は、開いている体積７０２を定めて取り囲む輪状の壁７００を含んでいる。図示された特別の実施例において、壁７００は一般に円形の断面を有し、壁は一定であり（円筒を形成する）、壁６６２のオープションなテイパーに適合するためにいくらかテーパとなっている。第２フレームピース壁７００は第１と第２の対向する端部７０４、７０６を含む。図示された実施例において、一般に、端部７０４は入口端部６７２に対応する。
【０１３８】
第２フレームピース６８２はまた、開いている体積７０２を広げて壁７００と一体化する支持体グリッド７０８を含む。図示された支持体グリッド７０８は、スクリーン７１０を含む。スクリーン７１０は、合体媒体６７５に構造的な支持体を提供し、オープションの媒体６７５の下流面７１２に係合し保持する。
【０１３９】
第１と第２フレームピース６８１、６８２は、オープションの合体媒体６７５を保持し、固定して、閉じ込めるために内部体積または保持ポケット７１４を形成する。使用されると、媒体６７５は、支持体グリッド６８６が上流面６９２と係合し、支持体グリッド７０８が下流面７１２と係合するように、通常、ポケット７１４中に機械的に圧縮される。上記説明したように、壁７００はくぼみ６９６と係合するまたはしっかりはめるために体積７０２中に内部に突き出ているまたは延びている複数の突起物またはもどり止６７８を含んでいる。
【０１４０】
第２フレームピース６８２はまた、管６６０の壁６６２に確実に取り付けるために機械的な係合構造を含む。特に、第２フレームピースと管６６０はまたもどり止／くぼみ係合７１８のような機械的な係合構造を含んでいる。図１９に図示された特別の方法において、壁７００は内部体積７０２中に延びるまたは突き出ている第２の複数の突起物７２０を含んでおり、一方、壁６６２はもどり止または突起物を受け取るための大きさのくぼみ７２２を有する。この様に、第２フレームピース６８２は管６６０に容易にしっかりはまって連結する。
【０１４１】
また、図１６と１８を参照すると、そのようなフレーム構造物６５２は支持体リングまたはフレーム６５６をも含むことができる。支持体フレーム６５６は、上記説明したように支持体フレーム５７４に類似するものである。それなりに、支持体フレーム６５６はフレーム構造物６５２を中心に置いて、開いているフィルタ内部中に均等にフレーム構造物６５２を保持するのを助ける。図示された実施例において、支持体フレーム６５６は少なくともインナー・リング７２８とアウターリング７３０を含むリング構造物７２５を含んでいる。インナー・リング７２８とアウターリングは複数のスポークまたはリブ７３２によって図示されるように接合している。インナー・リング７２８とアウターリング７３０の間では、リング構造物７２５は複数のガス流れ通路７３４を定める。
【０１４２】
次に、図２０を参照する。リング構造物７２５と管６６０は、便利な製造とアセンブリとを可能にするために構成されて配置されている。特に、リング構造物７２５と管６６０は、機械的な係合配置構成７３６などで一緒に固定するように構成されている。機械的な係合配置構成７３６は、上記説明したもどり止／くぼみ配置構成に類似している。特に、インナー・リング７２８は、リング７２８の内部に半径方向に延びる複数の突起物またはもどり止７３８を含んでいる。壁６６２は、突起物７３８を収容するためにくぼみ７４０を定める。この方法において、支持体フレーム６５６は、管６６０の壁６６２と構造的に完全な状態で簡単に機械的に係合するかまたは適所にしっかりはめることができる。
【０１４３】
予備成形された挿入部品６６０は以下のように組み立てることができる。管６６０と、リング構造物７２５と第１および第２フレームピース６８１、６８２は、例えば、射出成形技術を通して提供される。オープションの媒体６７５は２層以上を含んで提供され、図１８に図示されたように媒体６７５は深さ媒体の２つの層７４２、７４３である。
【０１４４】
第２フレームピース６８２は、管６６０に対して配置され、第２端部７０６で壁７００によって定められる開口７０７を管６６０の壁６６２（図１９）の開口端部６６３の上に置く。第２フレームピース６８２と管６６０は、例えば、突起物７２０とくぼみ７２２の機械的係合７１８によって機械的に一緒に固定される。媒体６７５の２つの層７４２、７４３は、第２フレームピース６８２のスクリーン７１０上に配置される。オープションの深さ媒体６７５を体積またはポケット７１４内に置いた後、第１フレームピース６８１が適所に置かれる。特に、外側の縁６８４は、第１端部７０４で壁７００によって定められた開口端部７０５を通して挿入され、半径方向に配向される。第１フレームピース６８１は、第１と第２フレームピース６８１、６８２がもどり止６９８とくぼみ６９６配置構成を通って機械的な係合で一緒に固定されるまで壁７００の内部に沿って第２フレームピースに対して移動する。
【０１４５】
第１および第２フレームピース６８１、６８２は、第２フレームピース６８２が管６６０に固定される前に、その間に固定された媒体６７５のオープションな繊維状バンドルと共に固定することができることが注目される。
【０１４６】
リング構造物７２５は、インナー・リング７２８の内部を通って管の端部６７０に滑らせて、機械的な係合配置構成７３６を通してこれらのピースを一緒にしっかりはめることによって、管６６０に固定される。もちろん、リング７２５と管６６０は、組み立てプロセスの間の任意の時点で一緒に固定することができる。
【０１４７】
いくつかの配置構成において、組み立てられた予備形成された挿入部品６５０は、例えば、以下でさらに説明する鋳込み技術を用いてフィルタエレメント４２０の残りの部分に固定することができる。
【０１４８】
図２１において、その中に設置された挿入部品６５０を有するフィルタエレメント８００の断面が示されている。フィルタエレメント８００は、挿入部品６５０を除いて、フィルタエレメント４２０と同一に構成されているのが理解されるであろう。エレメント８００はそれ自体にオープションの第１ステージ・コアレッサフィルタ媒体８４４、フィルタ媒体構造物８４６、第１端部キャップ８５６、および対向する第２の端部キャップ８５８を含んでいる。エレメント８００が挿入部品構造物６５０を含んでいるので、エレメント８００は、上記説明した管６６０、媒体６７５、第１フレームピース６８１、第２フレームピース６８２、リング構造物７２５、および深さ媒体７４２，７４３の２層を含んでいる。
【０１４９】
また、フィルタエレメント４２０に関して上記説明したように、端部キャップ８５６は、例えば、入口管の部分の半径方向のシールのようなシールを形成する内側の輪状のシール部分８６４を含んでいる。端部キャップ８５８は、また、図１５の端部キャップ４４５に類似して構成されており、例えば、点検カバーを有する軸方向シールのようなシールを形成する突起物８７０を含んでいる。媒体構造物８４６は、端部キャップ８５６、８５８の間で延びている、形成された媒体（formed media）、ひだ付き媒体または他の媒体などの媒体８７８を含んでいる。媒体８７８は開いた管状の内部８７９を定める。媒体８７８は好ましくは、ＶＩ章で特徴付けられるようなものである。
【０１５０】
Ｖ．成形技術
ここで、本明細書に記載されたフィルタエレメントを製造するのに使用可能な例示の鋳込み技術を示す図２２と２３を参照する。多くの配置構成において、挿入部品構造物（予備成形された挿入部品４４６と予備成形された挿入部品６５０）は、使用時に、上記説明された技術の基づいて、前もって組み立てられる。図２２と図２３に図示された予備成形された挿入部品は、一般に９００で図示される。予備成形された挿入部品９００はオープションのコアレッサ媒体９０４を保持するためのフレーム構造物９０２を含んでいる。予備成形された挿入部品９００は管またはテーパ状の壁９０６およびリング構造物９０８もまた含んでいる。
【０１５１】
媒体９１０などの媒体ステージ９０９は、この場合、予備成形している挿入部品９００の周囲で管状形態に成形されて提供される。挿入部品９００を有する媒体９１０は型９１２の上に配置される。型９１２がプラットホームまたはマウント９１４を含んでいることが注目される。フレーム構造物９０２はマウント９１４に載っている。端部キャップを形成するためのポリウレタンフォームなどの溶融材料は、型９１２の体積９１６中に注ぎ込まれる。溶融した端部キャップ材料９１５は型９１２のネガ形状で成形される。端部キャップ材料９１５は硬化すると立ち上がり、図１７に図示された配置構成において、例えば、縁６９０と外側の縁６８４の間の領域６９１を通過することが可能である。これは、端部キャップ材料９１５がオープションのコアレッサ媒体９０４を固定し、結果として端部キャップ９１８が得られる。次にまた、媒体９１０の端部は端部キャップ材料９１５中に鋳込まれるまたは成形されることによって結果として端部キャップ９１８に固定される。また、図２２で図示されるように、フレーム構造物９０２のバックネット９２０もまた端部キャップ９１８中に鋳込まれる。所望であれば、外側のライナー９２２は、第２ステージ媒体の外側の周辺に置かれて端部キャップ材料９１５で鋳込まれる。
【０１５２】
端部キャップ９１８が成形された後に、アセンブリ９２４は、逆にされて型９２６中に置かれる。ポリウレタンフォームなどの端部キャップ材料９２８は体積９３０中に載せられる。端部キャップ材料９２８が硬化すると、媒体９１０の両端部は端部キャップ材料９２８の適所に鋳込まれて固定されて、端部キャップ９３２中に埋め込まれるという結果となる。リング構造物９０８が型９２６と型９２６に隣接する型プラグ９３４から離れた位置に配置され、リング構造物９０８が端部キャップ材料９２８でふさがれないことが注目される。
【０１５３】
ＶＩ．一般的な媒体の調合と形成
本明細書に特徴付けられたタイプの好ましいクランク室の換気フィルタは、湿式法で作製した媒体を含む少なくとも１つの媒体ステージを含んでいる。湿式法で作製した媒体（wet laid media）は、湿式法で作製するプロセス（wet laid process）を使用するシート形態で形成され、そして次に、フィルターカートリッジ上／中に配置される。通常、湿式法で作製した媒体シート（wet laid media sheet）は、通常、例えば、管状形態中の複数の層中で、点検可能なカートリッジ中で、積層された、覆われた、または巻きつかれた、媒体ステージとして少なくとも使用される。使用中に、点検可能なカートリッジは、排出を容易にするために垂直に配向された媒体ステージとともに配置されるであろう。例えば、媒体が管状形態であるならば、媒体は通常、一般に垂直に延びている中央の長手軸に向きを合わせられる。
【０１５４】
示されたように、複数のラッピングまたは巻き付けにより得られる複数の層を使用することができる。第１タイプの湿式法で作製した媒体（wet laid media）の一個以上の層を適用し、次に、異なる第２タイプの媒体（通常は湿式法で作製した媒体）の一個以上の層を適用することによって、勾配を媒体ステージ中に提供することができる。通常、勾配が提供されるとき、勾配は効率が異なるために選択された２つの媒体タイプの使用を含んでいる。この点について以下でさらに議論する。
【０１５５】
本明細書では、媒体ステージを形成するのに使用される媒体シートの定義と総合的な媒体ステージ自体の定義とを区別することが重要である。本明細書では、用語「湿式法で作製したシート（wet laid sheet）」、「媒体シート」またはそれの異形は、フィルタ中の総媒体ステージの総合的な定義とは違って、フィルタ中で媒体ステージを形成するために使用するシート材料について言及するときに使用される。これは以下の記載から明らかであろう。
【０１５６】
第二に、媒体ステージが、主に合体／排出のために、合体／排出と微粒子のろ過の両方のために、あるいは、主に微粒子のろ過のためであることを理解することが重要である。本明細書で主に関心のあるタイプの媒体ステージは、少なくとも合体／排出のために使用されるが、媒体ステージは通常、微粒子除去機能も有するので、媒体ステージは合体／排出と所望の固体微粒子除去の効率の両方を与える総合的な媒体ステージの一部を含むことができる。
【０１５７】
上記で記載された実施例の配置構成において、オープションの第１ステージと第２ステージは、図示された配置構成中で記載されている。本明細書の記載に基づく湿式法で作製した媒体はどちらのステージ中でも利用することができる。しかしながら、通常の媒体は、図示された配置構成において、管状の媒体ステージを形成するステージ中で利用されるだろう。ある例では、本明細書に基づく材料が使用されるとき、本明細書で図と関連づけて上記オープションの第１ステージとして特徴付けた第１媒体ステージを完全に都合良く用いないようにすることができる。
【０１５８】
合体／排出のためのＣＣＶ（クランク室換気）フィルタ中でステージを形成するために使用される湿式法で作製したシートの媒体組成物は、通常、以下の通りである。
１．媒体組成物は、計算された細孔径（Ｘ−Ｙ方向）が少なくとも１０μｍ、通常は少なくとも１２μｍをもつ形態で提供される。細孔径は通常は６０μｍ未満、例えば、１２〜５０μｍであり、通常は１５〜４５μｍである。
２．媒体組成物は、ＤＯＰ％効率（０．３μｍ粒子に対して１０．５ｆｐｍで）が３〜１８％の範囲内、通常は５〜１５％をもつように調整されている。
３．媒体組成物は、本明細書で提供される一般的な記載に基づく２成分繊維材料を、シート中のろ過材料の総重量の少なくとも３０％、通常は少なくとも４０％、しばしば少なくとも４５％、通常は４５〜７０％以内で含んでいる。
４．媒体組成物は、少なくとも１μｍ、例えば、１〜２０μｍ以内の平均最大断面寸法（平均直径は丸い）をもつ２次繊維材料を、シート中の繊維材料の総重量の３０〜７０％（通常は３０〜５５％）を含んでいる。ある場合には、平均最大断面寸法は８〜１５μｍである。平均長さは、通常１〜２０ｍｍ、しばしば、１〜１０ｍｍとして定められる。２次繊維材料は繊維の混合物であり得る。代替物は可能であるが、通常はポリエステルおよび／またはガラス繊維を使用する。
５．通常および好ましくは、繊維シート（および結果として得られる媒体ステージ）は２成分繊維中に含まれるバインダー材料以外の追加のバインダーを全く含んでいない。追加の樹脂またはバインダーが存在する場合は、好ましくは、総繊維重量の約７％、より好ましくは総繊維重量の３％未満である。
６．通常および好ましくは、湿式法で作製した媒体は、少なくとも２０ポンド／３，０００平方フィート（９ｋｇ／２７８．７ｍ2）、通常は１２０ポンド／３，０００平方フィート（５４．５ｋｇ／２７８．７ｍ2）の坪量まで作られる。普通は、４０〜１００ポンド／３，０００平方フィート（１８ｋｇ〜４５．４ｋｇ／２７８．７ｍ2）範囲内で選択される。
７．通常および好ましくは、湿式法で作製した媒体は、フレージャー透過性（フィート／分）が４０〜５００フィート／分（１２〜１５３ｍ／分）、通常は１００フィート／分（３０ｍ／分）である。坪量は、約４０ポンド／３，０００平方フィートから１００ポンド／３，０００平方フィート（１８〜４５．４ｋｇ／２７８．７ｍ2）のオーダーであり、通常の透過率は約２００〜４００フィート／分（６０〜１２０ｍ／分）であり得る。
８．０．１２５ｐｓｉ（８．６ミリバール）のクランク室の換気フィルタ中の上記記載された媒体ステージを形成するために使用される、湿式法で作製する媒体シートの厚さは、通常は少なくとも０．０１インチ（０．２５ｍｍ）、しばしば約０．０１８インチ〜０．０６インチ（０．４５〜１．５３ｍｍ）、通常は０．０１８〜０．０３インチ（０．４５〜０．７６ｍｍ）のオーダである。
【０１５９】
２成分繊維と他の繊維との混合物を含む、本明細書で提供された一般的な定義に一致する媒体は、図を参照して上記に一般的に記載したクランク室の換気フィルタ中の媒体ステージとして使用することができる。通常および好ましくは、媒体は管状ステージを形成するために利用することができる。この様に使用するとき、代替物は可能であるが、媒体はフィルタ構造の芯の周りに通常は複数の層で、例えば、しばしば少なくとも２０層で、通常は２０〜７０層で巻きつけられる。巻き付けの合計深さは、所望の総合効率に依存するが、通常は約０．２５〜２インチ（６〜５１ｍｍ）であり、普通は０．５〜１．５インチ（１２．７〜３８．１ｍｍ）である。総合効率は、層数と各層の効率に基づいて計算できる。例えば、１２％の効率を有する湿式法で作製した媒体の２層を含む媒体ステージに対して０．３μｍＤＯＰ微粒子の１０．５フィート／分（３．２ｍ／分）の効率は、２２．６％、すなわち、１２％＋０．１２×８８である。
【０１６０】
このような方法で測定された少なくとも８５％、通常は９０％以上の総合効率を持つ媒体ステージを提供するために、最終媒体ステージにおいて、十分な複数の媒体シートが使用される。いくつかの例では、９５％以上の総合効率を持つことが好ましい。文脈において、用語「最終媒体ステージ（final media stage）」は湿式法で作製した媒体シートを巻き付けまたはコイル状に巻き付けることによって得られるステージを指す。
【０１６１】
Ａ．好ましい計算された細孔径
本明細書に関する一般的に関心のあるタイプのクランク室の換気フィルタの多くのタイプは、通常、１０１〜３０５ｍｍ（４〜１２インチ）の範囲内の高さを持つ管状（筒状または他の）の媒体ステージを有する。
【０１６２】
この媒体は以下の２つの重要な機能を実行する。
１．媒体は、ろ過するクランク室換気ガス中に含まれる油粒子の合体と排出とを提供する。
２．ガス流れ中の他の微粒子の選択されたろ過を提供する。
【０１６３】
一般に、細孔径が小さすぎる場合には、
ａ．媒体の通過（媒体から）下方に重力によって合体した油微粒子を排出することは難しいは遅いので、ガス流れ中に油の再混入の増加がもたらされる。
ｂ．媒体を通過するクランク室のガス流れに対して受け入れられないレベルの規制が提供される。
【０１６４】
一般に、細孔径が大きすぎる場合には、
ａ．油の微粒子は集まって合体しそうにない。
ｂ．媒体パックの許容可能な総合レベルの効率を達成するために、たくさんの数の層、従って媒体の厚さが必要である。
【０１６５】
クランク室の換気フィルタに対して１２〜５０μｍの範囲内の計算された細孔径が一般的に使用可能であることを見出した。通常の細孔径は１５〜４５μｍの範囲内である。
図面で特徴付けられた設計のための混入した液体を含むガス流れを最初に受け入れる媒体の一部分であって、少なくとも０．２５インチ（６．４ｍｍ）の深さを通過する管状の媒体構造物の内部表面に隣接する部分は、少なくとも２０μｍの平均細孔径を有する。これは、この領域において、合体／排出の第１の多くの部分が起こるからである。合体排出がほとんど起こらない外側の層では、固体粒子をより効率的にろ過するために小さい細孔径がいくつかの例で好ましいかもしれない。
【０１６６】
用語「Ｘ−Ｙ細孔径」およびその変形が本明細書で使用される場合、ろ過媒体中の繊維間の理論的な距離について言及することを意味する。Ｘ−Ｙは、媒体の厚さであるＺ方向に対する表面方向を示す。計算では、媒体中のすべての繊維が媒体の表面に等間隔で平行に配列されかつ繊維の長さ方向に垂直の断面で見たときに正方形として配列されていると仮定する。Ｘ−Ｙ細孔径は正方形の対向角上の繊維表面間の距離である。媒体は様々な直径の繊維で構成されるならば、繊維のｄ2平均は直径として使用される。ｄ2平均は正方形の直径の平均の平方根である。
【０１６７】
問題の媒体ステージがクランク室の換気フィルタで７インチ（１７８ｍｍ）未満の総垂直高さを有する場合、好ましい範囲の高い端部で計算された細孔径、通常は３０〜５０μｍを持つことが有効であること、および、フィルターカートリッジが大きな端部の高さで通常７〜１２インチ（１７８〜３０５ｍｍ）の場合、小さい端部での細孔径約１５〜３０μｍがときどき有用であること、が見出された。この理由は、高いろ過ステージは、合体の間に高い液頭を与えるからであり、高い液頭は、排出の間に、合体した液体が小さな細孔を通って重力で下流に流れるように強制することができる。もちろん、より小さいポアはより高い効率とより少ない層とを可能にする。
【０１６８】
もちろん、同じ媒体ステージがさまざまなフィルタ・サイズでの使用のために構成されている通常の作動において、初期の分離で合体／排出のために使用される湿式法で作製した媒体の少なくとも一部に対して、通常は約３０〜５０μｍの平均細孔径が有用であろう。
【０１６９】
Ｂ．ソリディティ
ソリディティは、繊維によって占有された媒体の容積分率である。ソリディティは媒体の単位質量あたりの体積によって分割された単位質量あたりの繊維体積の割合である。
【０１７０】
本明細書に基づく媒体ステージ、特に、図を参照して上記記載されたような配置構成における管状媒体ステージ、で使用するのに好ましい通常の湿式法で作製する材料は、０．１２５ｐｓｉ（８．６ミリバール）で、１０％未満、通常は８％未満、例えば６〜７％のソリディティ（％表示）を有する。
【０１７１】
Ｃ．厚さ
本明細書基づいて媒体パックを作るために利用される媒体の厚さは、１平方インチの丸い押さえを備えたエームズ＃３Ｗ（ＢＣＡ  メルローズ  マサツセッツ州）などのダイヤル・コンパレータを使用することで通常測定される。合計２オンス（５６．７ｇ）の重量が押さえを通して印加される。
【０１７２】
本明細書に基づいて媒体配置構成を形成するために巻き付けるまたは積層するために使用可能な通常の湿式法で作製した媒体シートは、０．１２５ｐｓｉ（８．６ミリバール）で少なくとも０．０１インチ（０．２５ｍｍ）、再度の０．１２５ｐｓｉ（８．６ミリバール）で約０．０６インチ（１．５３ｍｍ）までの厚さを持つ。通常、厚さは同様の条件で０．０１８〜０．０３インチ（０．４４〜０．７６ｍｍ）である。
【０１７３】
圧縮性は、ダイヤル・コンパレータを使用して得られる２つの厚さの測定値の比較であり、圧縮性は２オンス（５６．７ｇ）から９オンス（２５５．２ｇ）までの全重量（０．１２５ｐｓｉ〜０．５６３ｐｓｉまたは８．６ミリバール〜３８．８ミリバール）における相対的な厚さの損失である。本明細書に基づいて巻き付けで使用可能な通常の湿式法で作製した媒体（約４０ポンド／３，０００平方フィート（１８ｋｇ／２７８．７ｍ2）は、２０％未満、通常は１２〜１６％の圧縮性（０．１２５ｐｓｉから０．５６３ｐｓｉまでの、または８．６ミリバールから３８．８ミリバールまでの％変化）を示す。
【０１７４】
Ｄ．１０．５フィート／分で０．３μｍ粒子に対する好ましいＤＯＰ効率
述べられた好ましい効率は、クランク室の換気フィルタを形成するために使用される湿式法で作製した媒体の層またはシートに対して好ましい。この要件は、多くの湿式法で作製した媒体の層が、通常少なくとも８５％、またはしばしば９０％以上、ある場合には９５％以上の媒体ステージに対して総合的に好ましい効率を発生するために通常要求されることを示している。
【０１７５】
かなり低い効率を特定の層に提供する理由は、その効率が合体、排出、および総合的な機能を容易にするからである。
【０１７６】
一般に、ＤＯＰ効率は、０．３μｍのＤＯＰ粒子（ジオクチルフタレート）が１０ｆｐｍで媒体にチャレンジするときの分別効率である。この特性を評価するために、ＴＳＩモデル３１６０ベンチ（ＴＳＩインコーポレイテッド、セントポール、ミネソタ州）を使用することができる。媒体にチャレンジする前に、ＤＯＰの分散されたモデル粒子は、大きさで分けられて中性にされる。
【０１７７】
Ｅ．湿式法で作製した媒体の物理的性質
通常の湿式法で製造したエアーフィルタ媒体は、バインダーを追加して利用することにより強度を達成する。しかしながら、このことは効率と透過性を含み、ソリディティを増加させる。したがって上記示したように、本明細書の好ましい定義に基づいて湿式法で作製した媒体シートと媒体ステージは、通常はバインダーを全く含んでいないか、またはバインダーを含む場合は全繊維重量の７％未満、通常は全繊維重量の３％未満のレベルで含む。
【０１７８】
４つの強度特性、すなわち剛性（stiffness）、引張（tensile）、折りたたみ後の圧縮および引張りに対する耐性（resistance to compression and tensile）は、一般に媒体の格付を定める。一般に、２成分繊維を利用して高分子結合剤を使用しないと、特定のあるいは類似の圧縮耐性と、良好な引張耐性と、折りたたみ後の良好な引張耐性と低い剛性に導く。折りたたみ後の引張強度は、多くのクランク室の換気フィルタ中で使用されるタイプのフィルターカートリッジの媒体の取り扱いおよび調整のために重要である。
【０１７９】
縦方向（machine direction）の引張は、縦方向（ＭＤ）で評価される媒体の薄い細長い片の破壊強さである。言及した事項はＴａｐｐｉ４９４に記載されている。折りたたみ後の縦方向の引張は、縦方向に対して試料を１８０度で折りたたみ後に行う。引張は以下のようにテスト条件の関数である：試料幅１インチ（２５．４ｍｍ）、試料長さ４インチギャップ（１０１．６ｍｍ）、折り目：１インチ（２５．４ｍｍ）幅の試料を０．１２５インチ（３．２ｍｍ）直径のロッドの上で１８０度折りたたみ、ロッドを取り除いて、５分間、試料上に１０ポンド（４．５４ｋｇ）の重みを加える。引張を引張速度２インチ／分（５０．８ｍｍ／分）で評価する。
【０１８０】
Ｆ．媒体組成物
１．２成分繊維の構成成分
上記説明したように、媒体の繊維組成物は３０〜７０重量％の２成分繊維材料を含むことが好ましい。媒体中で２成分繊維を使用する主要な利点は、比較的低いソリディティを維持しながら繊維サイズを有効に利用するためである。これは、２成分繊維が存在するために、クランク室の換気フィルタ中に設置するために十分に高い強度媒体を実現しながら達成される。
【０１８１】
２成分繊維は、一般に、繊維として一緒に形成された２つの高分子成分を含んでいる。２成分繊維のための高分子の様々な組み合わせは有用であるが、第１高分子成分が第２高分子成分の溶融温度より低温度、通常２０５℃以下で溶けることが重要である。さらに、２成分繊維は、湿式法で作製する媒体を形成する際に、完全に混合し他の繊維とともに均等に分散する。２成分繊維の第１高分子成分の溶融は、２成分繊維がべとつく骨格構造を形成するのを可能にするために必要であり、この骨格構造は、冷却時に、他の２成分繊維と同様に、他の繊維の多くを捕らえて結合する。
【０１８２】
代替物は可能であるが、通常、２成分繊維は、低融点の高分子を含むさやと、高い融点を形成するコアとを有するさや・コア形態で形成される。
【０１８３】
さや・コア構造では、低融点（例えば、約８０〜２０５℃）の熱可塑性プラスチックは、通常、高融点材料（例えば、１２０〜２６０℃）の繊維の周囲に押し出される。使用中に、２成分繊維は、約５〜５０μｍ、しばしば１０〜２０μｍの平均最大断面寸法（丸い場合は平均繊維径）と、通常、繊維形態で、一般に、少なくとも１ｍｍで３０ｍｍを超えない、普通は２０ｍｍを超えない、通常は１〜１０ｍｍの平均長さを有する。この文脈での「最大」によって、繊維の最も厚い断面積寸法を言及することが意味される。
【０１８４】
そのような繊維は、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタレート、ＰＣＴ）、ナイロン６、ナイロン６、６、ナイロン６、１２などを含むナイロンを含むさまざまな熱可塑性プラスチック材料から作ることができる。適切な融点を持つ熱可塑性プラスチックは２成分繊維の低融点成分中で使用することができ、高融点高分子は２成分繊維の高融点「コア」部分で使用することができる。そのような繊維の断面構造は、「並列（side-by-side）」または「さや・コア」構造または同じ熱接着機能を提供する他の構造であり得る。また、先端が低融点高分子をもつ浅裂の繊維を使用することができる。２成分繊維の価値は、比較的低分子量の樹脂がシート、媒体、またはフィルタを形成する条件で溶融し、シート、媒体、またはフィルタを作成する材料中に存在する他の繊維と２成分繊維を結合して機械的に安定なシート、媒体、またはフィルタにするように作用することができるという点である。
【０１８５】
通常、二成分（コア／殻またはさやと並列）繊維の高分子は、例えば、ポリオレフィン系／ポリエステル（さや／コア）２成分繊維などのように、異なる熱可塑性プラスチック材料で作られ、ここで、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレンさやは、コア、例えば、ポリエステルより低温度で溶融する。通常の熱可塑性ポリマーは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、およびそれらの共重合体などのポリオレフィン；ポリテトラフルオロエチレン；例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル、ポリビニルブチラールなどのポリエステル；例えば、ポリアクリレート、ポリメチルメタアクリレート、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂；ポリアミド、すなわち、ナイロン；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、セルロース樹脂、すなわち、硝酸セルロース、酢酸セルロース、アセテート・ブチレート・セルロース、エチルセルロースなど、上記材料のいずれかの共重合体、例えば、エチレン・酢酸ビニール共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、スチレン・ブタジエン・ブロック共重合体、クラトン（Ｋｒａｔｏｎ）ゴムなどを含む。本発明で特に好ましいものは、デュポンから利用可能な２７ＩＰとして知られている２成分繊維である。他の繊維はＦＩＴ２０１、クラレＮ７２０、ニチメン４０８０、および同様の材料を含んでいる。これらのすべては、第１溶融の完成時にさやの高分子を架橋する特性を示す。このことは、応用の温度が通常さやの融解温度より高いような液体への応用に対して重要である。さやが完全に結晶しない場合、さやの高分子は、応用中に再溶融し下流の設備と部品を被覆するまたは損傷を与える。
【０１８６】
ＣＣＶ媒体中での使用のために湿式法で媒体シートを形成するために使用可能な２成分繊維の例は、約６ｍｍの長さに通常切られたデュポンのポリエステル２成分２７ＩＰである。
【０１８７】
２．２次繊維材料
２成分繊維はクランク室の換気フィルタ媒体のためのマトリクスを提供する。追加の繊維または２次繊維は、十分にマトリクスを充填し合体するための所望の特性と効率とを提供する。
【０１８８】
２次繊維は、高分子繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維またはこれらのいずれかの混合物であり得る。通常は、ガラス繊維、高分子繊維または混合物が使用されている。
【０１８９】
本発明のフィルタ媒体で使用可能なガラス繊維は、記号Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Zero Boron Ｅ、ＥＣＲ、ＡＲ、Ｒ、Ｓ、Ｓ−２、Ｎなどよって知られるガラスタイプと、一般に補強繊維を作るために使用される引き抜きプロセスまたは断熱繊維を作るために使用される紡績プロセスによって繊維にされるガラスとを含んでいる。
【０１９０】
本発明の不織媒体は親水性、疎水性、親油性、疎油性繊維の両方から作られた２次繊維を含むことができる。これらの繊維は、ガラス繊維と２成分繊維とが協力して機械的に安定であり、強くて、透過性のフィルタ材料を形成し、このフィルタ材料は使用の間、液体材料の通過時の機械的応力に耐えることができるし微粒子の充填を維持することができる。２次繊維は、通常、平均最大断面寸法（丸いならば直径）約０．１μｍ以上、通常１μｍ以上、しばしば８〜１５μｍの範囲を有する単一成分繊維であり、天然に発生する綿、リネン、羊毛、様々なセルロース性および蛋白質性天然繊維、レーヨン、アクリル、アラミド、ナイロン、ポリオレフィン、ポリエステル繊維を含む合成繊維を含むさまざまな材料から作ることができる。２次繊維の１つのタイプは、他の成分と協同して材料を結合してシートにするバインダー繊維である。２次繊維の別のタイプは、他の成分と協同して材料の乾燥および湿潤条件下での引張強度と破壊強度を増加する構造的な繊維である。さらに、バインダー繊維は、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールのような高分子から作られた繊維を含むことができる。また、２次繊維は、炭素／黒鉛繊維、金属繊維、セラミック繊維およびそれの組み合わせなどの無機繊維を含むことができる。
【０１９１】
２次熱可塑性繊維は、これらに限定されないが、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエーテルエステル共繊維、ポリエチレン・テレフタレート繊維、ポリブチレン・テレフタレート繊維、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）繊維、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）繊維、液晶ポリマー（ＬＣＰ）繊維、およびそれらの混合物を含む。ポリアミド繊維は、これらに限定されないが、ナイロン６、６６、１１、１２、６１２、およびセルロース繊維を含み、高温「ナイロン」（ナイロン４６など）は、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール繊維（８８％加水分解、９５％加水分解、９８％加水分解、および９９．５％加水分解高分子などの様々な加水分解のポリビニルアルコールを含む）、綿、粘性の高いレーヨン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの熱可塑性プラスチック、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、および、他の普通の繊維の種類を含む。
【０１９２】
繊維の混合物は、ある所望の効率と他のパラメータを得るために使用することができる。
【０１９３】
本発明のシート媒体は、製紙プロセスを使用して通常作られている。そのような湿式法で作製するプロセス（wet laid process）は特に有用であり、多くの繊維成分が水性の分散処理のために設計されている。しかしながら、本発明の媒体は乾式法で作製するプロセス（air laid process）のために適合させられた同様の成分を使用する乾式法で作製するプロセスによって作ることができる。湿式法で作製したシートにおいて使用される機械は、手漉き湿式装置（hand laid sheet equipment）、長網抄紙機械、筒状抄紙機械、傾斜製紙機械、製紙機械と他の機械の組み合わせを含み、こららの装置は適切に混合した紙を作り、仕上げ成分の１層または複数の層を形成し、流体の水性成分を除去して湿式のシートを形成することができる。これらの材料を含む繊維スラリーは、通常、比較的均一な繊維スラリーを形成するために混合される。そして、繊維スラリーは湿式法の製紙プロセスにかけられる。スラリーから湿式法で作製したシートが形成されると、湿式法で作製したシートは次に、乾燥され、硬化され、または別の方法で処理されて、乾燥した透過性の実際のシート、媒体、またはフィルタに形成される。工業的規模のプロセスに対して、本発明の２成分マットは、通常、市販で利用可能な長網製紙機械、ワイヤ・シリンダ、スチーブン・フォーマ，ロート・フォーマ、インヴァー・フォーマ、ヴェンチ・フォーマおよび傾斜型デルタ・フォーマ機械などの製紙型の機械を使用して処理される。好ましくは、傾斜型デルタ・フォーマ機械（inclined Delta Former machine）が使用される。本発明の二成分マットは、例えば、パルプとガラス繊維スラリーを形成し、混合タンク中でスラリーを結合することによって調製される。プロセスで使用される水量は使用される設備のサイズによって異なり得る。完成紙料は慣用のヘッドボックスに通過させて完成紙料を脱水し、移動ワイヤスクリーン上に堆積して吸引または真空によって脱水して不織の２成分織物を形成する。
【０１９４】
２成分繊維中のバインダーは、加熱ステップでマットを通過させることによって活性化される。必要であれば、得られる材料は、次に、大きいロール中に集められる。
【０１９５】
３．繊維の表面処理
繊維の表面特性の変更して接触角を増加すると、フィルタ媒体およびそれにより形成されるフィルタ部品の排出能力（圧力低下と量的な効率に対して）を高めることができる。繊維の表面を変更する方法は、フッ素化学物質またはシリコーン含有材料などの表面処理剤を通常、媒体の最大５重量％まで適用することである。
【０１９６】
表面処理剤繊維は、繊維の製造の間に、媒体の製造の間に、または媒体の後処理の製造後に、または媒体パックの準備後に適用することができる。接触角を増加させるフッ素化学物質またはシリコーン含有材料などの多数の処理材料を使用することができる。実施例は、＃８１９５などのデュポン・ゾニール（DuPontZonyl  商標登録）フッ素化学物質である。
【０１９７】
以下のセクションにおいて、材料の実施例が使用される。
【０１９８】
４．実施例の材料
（ａ）実施例Ａ
、実施例Ａは例えばクランク室の換気フィルタ中の媒体相として使用可能なシート材料であり、その中で媒体相は良い合体／排出の両方を提供するために必要とされ、また、媒体相は総合的なろ過の使用可能な効率を提供するために層中で使用することができる。材料は、例えば、４インチ〜１２インチ（１００〜３００．５ｍｍ）の高さを有する管状媒体構造物として使用する場合に、良好にかつ効率的に排液する。媒体を複数回巻き付けてそのような媒体パックを作る。
【０１９９】
媒体の実施例Ａは、以下のような繊維混合物から作られた湿式法で作製したシートを含む。すなわち繊維混合物は、６ｍｍ長さに切断されたデュポンのポリエステルの２成分繊維２７１Ｐを５０重量％と、６ｍｍ長さに切断されたデュポンのポリエステル２０５ＷＳＤを４０重量％と、６ｍｍ長さに切断されたオーエンス・コーニングＤＳ−９５０１−１ＩＷのアドバンテックス・ガラス繊維を１０重量％とからなる。
【０２００】
デュポン２７ＩＰ２成分繊維は約１３μｍの平均繊維径をもつ。デュポン・ポリエステル２０５ＷＳＤ繊維は、約１２．４μｍの平均繊維径をもつ。オーエンス・コーニングＤＳ−９５０１−１ＩＷは、約１１μｍの平均繊維径をもつ。
【０２０１】
実施例Ａの材料は、約４０．４ポンド／３０００平方フィートの坪量で作られた。材料は０．１２５ｐｓｉで０．０２７インチの厚さと０．５６３ｐｓｉで０．０２３インチの厚さをもつ。したがって、０．１２５ｐｓｉから０．５６３ｐｓｉへの全パーセント変化（圧縮性）はわずか１４％であった。１．５ｐｓｉで材料の厚さは０．０２１インチであった。
【０２０２】
０．１２５ｐｓｉにおける材料のソリディティは６．７％であった。透過性（フレージャー法）は３９２フィート／分であった。
【０２０３】
縦方向（ＭＤ）折り目の引張は２．６ポンド／インチ幅であった。計算されたＸ−Ｙ方向の細孔径は、４３μｍであった。１０．５フィート／（分・０．４３μｍ粒子）あたりのＤＯＰ効率は６％であった。
【０２０４】
（ｂ）実施例Ｂ
実施例Ｂは、６ｍｍ長さに切断されたデュポンのポリエステル２成分２７ＩＰの５０重量％と、ロウシェ（Ｌａｕｓｃｈ）のＢ５０Ｒマイクロファイバガラスの５０重量％とを含む繊維混合物で作られた。このマイクロファイバガラスは約３〜６ｍｍのオーダーの長さをもつ。また、デュポンのポリエステル２成分２７１Ｐは、１３μｍの平均直径をもつ。ＬａｕｓｃｈのＢ５０Ｒは、１．６μｍの平均直径と２．６μｍのｄ2平均をもつ。
【０２０５】
試料は３８．３ポンド／３，０００平方フィートの坪量で作られた。媒体の厚さは０．１２５ｐｓｉで０．０２０インチであり、０．５６３ｐｓｉで０．０１７インチであった。したがって、０．１２５ｐｓｉから０．５６３ｐｓｉまでに変化するパーセントは１５％、すなわち、１５％圧縮性であった。１．５ｐｓｉでは、試料は０．０１６インチの厚みを有する。
【０２０６】
０．１２５ｐｓｉで測定された材料のソリディティは６．９％であった。材料の透過性は約２０４フィート／分であった。縦方向の折り目の引張は、３．９ポンド／インチ幅で測定された。
【０２０７】
計算された細孔径のＸ−Ｙ方向は１８μｍであった。０．３μｍ粒子に対する１０．５フィート／分のＤＯＰ効率は１２％であった。
【０２０８】
例示のＢ材料は、ろ過を素早く仕上げるために１層または複数の層として使用されるとき有効であるだろう。例示のＢ材料は高い効率のために、媒体中で高能率を生成するために単独または複数の層で使用され得る。
【０２０９】
しかしながら、この材料は、比較的小さな細孔径のためにコアレッサ／排液材料としてはボーダーラインの材料であるだろう。
【０２１０】
例示のＢ材料は、次に、より大きい細孔径を有する媒体を上流に含んでいる媒体パックの下流部分を形成するために使用されて合体／排出のためのステージを形成することができる。
【０２１１】
管状の構造物において、例えば、管の外側を形成するために使用される実施例Ｂ材料とともに実施例Ａ材料を管の内部を形成するために使用すると、クランク室の換気フィルタ中で２つは一緒に所望の排液特性とろ過の総合効率のろ過媒体ステージを含む。
【０２１２】
Ｇ．好ましい媒体を使用するクランク室の換気フィルタ構造物
セクションＶＩとセクションＶＩのＡ〜Ｆで上記特徴付けられてた好ましい湿式法で作製した媒体は、クランク室の換気フィルタ配置構成でさまざまな方法で利用されることができる。図示された配置構成において、媒体は、例えば、管状ステージで使用することができる。所望であれば、そのような媒体は、また、オープションの第１ステージで使用することができる。
【０２１３】
通常、管状ステージは、上記の記載に対応して湿式法で作製した媒体をコイル状に２０〜７０回巻き付けて作られる。もちろん、代替物は可能である。
【０２１４】
ある場合には、良い排液特性のために、管状の媒体ステージが本明細書で特徴付けられたタイプの媒体を含むとき、本明細書でオープションとして特徴付けられた第１ステージを使用しないことは可能である。この理由は、そのような媒体が初期の効率と有効な合体と排液とを提供して微粒子フィルタ・ステージの一部としておよび合体／排液ステージとしての両方で使用可能であるからである。
【０２１５】
その結果、本明細書で特徴づけられた媒体は、クランク室の換気フィルタのためのさまざまな代替の構成を提供することができる。実施例は、クランク室換気ガスを通過する流れに対して媒体を管状形態で配置した例である。他の例では、媒体は、パネル配置構成または他の配置構成で構成することができる。
【０２１６】
より一般的な用語において、私たちの混入された液体微粒子の合体／排出と微粒子のろ過の両方を成し遂げるろ過システムは、急速に集められた液体を排出するように設計すべきである。さもないと、フィルタ媒体の機能の寿命は非経済的に短くなる。媒体は、液体が媒体から急速に排液されるように配置する。いくつかの主要な性能の特性は、初期と均衡時の部分効率、圧力低下、および排出能力である。媒体のいくつかの主要な物理的性質は、厚さ、ソリディティおよび強度である。
【０２１７】
一般に、合体／排出のための媒体は、排液するフィルタ能力を高めるように配列する。管状の構造物に対して、これは、管が垂直に延びている中心軸を持つ媒体位置である。この向きにおいて、特定の媒体組成物は平衡の荷重の高さを示すが、それは、Ｘ−Ｙ細孔径、繊維配向、および接触角として測定される繊維表面と液体の相互作用の関数である。媒体中における液体の捕集は、媒体からの液体の排出速度とバランスされるポイントの高さまで上昇する。もちろん排出する液体でふさがれている媒体部分はろ過に利用することができない。したがって、媒体のその部分は、圧力低下が増加して、フィルタを横切る効率は減少する。その結果、液相によってふさがれた、多孔性が残っているエレメントの部分を制御するのは有利である。排出速度を増加させることが有利であることは、代替法として述べられる。
【０２１８】
排出速度に影響する媒体の因子は、Ｘ−Ｙ細孔径、繊維配向および繊維表面で排出される液体の相互作用である。所望の液流量を達成するためにこれらを減少させることは、部分的に問題である。Ｘ−Ｙ細孔径が増加すると、上で説明したように、排出を容易にする。しかしながら、これはろ過のための繊維数を低減し、その結果フィルタの総合効率を低下させる。目標効率を達成するために、所望のＸ−Ｙ細孔径を有する複数の層の材料を使用することによって、比較的厚い媒体パック構造を作ることができる。また、繊維は好ましくは、媒体の垂直方向に配向するであろうが、このアプローチは、一般に、困難さが最大になる。通常、媒体が管状形態で提供される場合には、湿式法の製造プロセスから管の表面を定めるＸ−Ｙ平面に配向され、Ｚ方向が厚さとなるであろう。
【０２１９】
繊維の表面で排出される液体の相互作用は上記のように議論された。これを高めるために、繊維表面に提供される処理を使用することができる。上で議論した処理は、フッ素化学物質またはシリコーン含有処理剤である。良い排出のために構成されている媒体で得られるであろうよりも高い効率を所望する場合、媒体の上流の端部で多くの効率的な媒体ステージが通常同じ媒体パックの一部として提供することができる。これは、その中でほとんどの合体／排出が起こる媒体パックの初期ステージとして実施例のＡ材料を提供する例および後者の実施例のＢ材料が高効率の仕上げを提供する例で上記で議論した。
【０２２０】
Ｈ．一般的な観察
一般に、本明細書はクランク室換気システムのコアレッサ／排液ステージ内で、すなわち、クランク室の換気フィルタの媒体ステージとして特徴付けられるタイプの媒体の利用に関する。換気フィルタはその中に１つの媒体ステージを持つことができる。
【０２２１】
図面を参照して記載された配置構成のいくつかにおいて、示された配置構成は、オープションの第１ステージと管状の第２ステージとを含んでいる。形成された媒体は、いずれかまたは両方で使用することができる。
【０２２２】
第１ステージはオープションとして特徴付けられるので、本明細書で特徴付けらたような形成された媒体を含む媒体ステージのみを含んでいるクランク室の換気フィルタを作ることができることが理解されることに注目される。実施例は図２４に示されている。
【０２２３】
図２４の参照番号２０００は、一般に、本明細書で特徴付けられた媒体２００１を含むクランク室換気カートリッジを示している。媒体２００１は対向する端部キャップ２００２と２００３の間に延びる部分に配置される。カートリッジ２０００は、必要とされるとき、ハウジングのための適切なシール配置構成を提供する。カートリッジ２０００のための特別なシール配置構成は、例えば、端部キャップ２００２に対して２０００ａで示されているように、端部キャップ２００２と２００３のそれぞれの上の外側の半径方向シールである。代替のシールは、例えば、各端部キャップで内側の半径方向シール、軸方向シール配置構成、軸方向シール配置構成の組み合わせおよび端部キャップの１つだけを軸方向または半径方向に含むハウジングのシール配置構成を含むことが可能である。
【０２２４】
媒体２００１は模式的に示され、本明細書の記載に基づく湿式法で作製した媒体複数の巻き付けを含む。媒体２００１はまた追加のステージを含むことができる。媒体ステージ２００１は管状形態で示されている。
【０２２５】
カートリッジ２０００は、中から外への流れまたは外から中への流れに対して構成されている。中から外への流れに対して構成されている場合、他の図で記載されているような配置構成に対して通常であるようとき、媒体２００１の上流側の端部は２００１ａであり、下流側の端部は２００１ｂであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】本開示の原理に基づいて組み立てられたフィルタ配置構成を使用するエンジンシステムの概略図である。
【図２】本開示の原理に基づいて組み立てられたフィルタ配置構成の１つの実施例の概要を示す側面図である。
【図３】図２に図示されたフィルタ配置構成の平面図である。
【図４】図３の線４−４に沿って得られる、図２と図３で図示されたフィルタ配置構成の断面図である。
【図５】図２〜図４のフィルタ配置構成で利用されたフィルタエレメントの１つの実施例の概要の断面図であり、断面は線４−４に沿って得られるのと同じ断面であるが、ハウジング構造から除去されたフィルタエレメントを図示している図である。
【図６】ハウジング構造本体の１つの実施例の概要を示す断面図であり、図３の線４−４に沿って得られる断面積に類似しているが、ふたを取り外したハウジング構造本体だけを図示する断面図である。
【図７】ハウジング構造カバー部材の１つの実施例の概要を示す断面図であり、断面は、図３の線４−４に沿って得られる断面に類似しているが、ハウジング構造のカバー部材だけを図示した図である。
【図８】図２〜図４のフィルタ配置構成で利用できるフィルタエレメントの第１の代替の実施例の概要を示す断面図であり、図５の断面図に類似の断面図である。
【図９】図２〜図４のフィルタ配置構成で利用できるフィルタエレメントの第２の代替の実施例の概要の断面図であり、図５の断面図に類似の断面図である。
【図１０】本開示の原理により構成されたフィルタ配置構成の別の実施例の概要を示す斜視図である。
【図１１】図１０に図示されたフィルタ配置構成の平面図である。
【図１２】図１０と図１１に図示され、図１１の線１２−１２に沿って得られるフィルタ配置構成の概要を示す断面図である。
【図１３】図１０〜図１２のフィルタ配置構成で利用されるフィルタエレメントの１つの実施例の端面図である。
【図１４】図１３に図示されたフィルタエレメントの反対側端面図である。
【図１５】図１３と図１４で図示されたフィルタエレメントの概要を示す断面図であり、図１３の線１５−１５に沿って得られる断面図である。
【図１５Ａ】図１５で図示されたフィルタエレメントの一部を拡大した、部分拡大断面図である。
【図１６】図１３〜図１５で図示されたフィルタエレメント中で利用できる予備成形された挿入部品の代替の実施例の概要を示す斜視図である。
【図１７】図１６に図示された予備成形された挿入部品の概略の端面図である。
【図１８】図１６と図１７に図示された予備成形された挿入部品の概略の断面図であり、図１７の線１８−１８に沿って取られた断面図である。
【図１９】図１８で図示された予備成形された挿入部品の一部を拡大した、概要の部分拡大断面図である。
【図２０】図１８に図示された予備成形された挿入部品の別の一部を拡大した、概要の部分拡大断面図である。
【図２１】本開示の原理によって組み立てられた、図１６〜図２０の予備成形された挿入部品を利用するフィルタエレメントの別の実施例の概要を示す断面図である。
【図２２】本開示によるフィルタエレメントを組み立てるための成形技術の１つの実施例の概要を示す断面図である。
【図２３】本開示によるフィルタエレメントを組み立てるための成形技術の１つの実施例の概要の断面図である。
【図２４】本開示による媒体ステージを含むクランク室の換気フィルタの追加実施例の概要を示す断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１５Ａ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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