(57)【要約】  少なくとも部分的に複数のプリーツによって形成される外側フィルタスリーブと、少なくとも部分的に複数のプリーツによって形成される内側フィルタスリーブと、を有し、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブが、それらの間に通路を画定する、フィルタアセンブリが提供される。入口キャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの第１端に固定され、通路と連通する少なくとも１つの入口ポートを有し、エンドキャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの第２端に固定され、通路を閉鎖する端面を有する。かかるフィルタアセンブリを形成する方法も提供される。
2008520430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）複数の長手方向に延在するプリーツによって少なくとも部分的に形成される外側フィルタスリーブと；
ｂ）複数の長手方向に延在するプリーツによって少なくとも部分的に形成される内側フィルタスリーブと、前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブが、それらの間に通路を画定し；
ｃ）前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの第１端に固定され、かつ前記通路と連通する少なくとも１つの入口ポートを有する入口キャップと；
ｄ）前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの第２端に固定され、かつ前記通路を閉鎖する端面を有するエンドキャップと、
を備える、フィルタエレメント。
【請求項２】
前記外側フィルタスリーブが、複数の周囲に配置された弓形プリーツを含む、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項３】
前記内側フィルタスリーブが、複数の周囲に配置された弓形プリーツを含む、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項４】
前記外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、部分的に互いにオーバラップする、請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項５】
前記内側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、部分的に互いにオーバラップする、請求項３に記載のフィルタエレメント。
【請求項６】
前記外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、前記プリーツの弧長のおよそ５０％〜８０％にわたって互いにオーバラップする、請求項４に記載のフィルタエレメント。
【請求項７】
前記内側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、前記プリーツの弧長のおよそ５０％〜８０％にわたって互いにオーバラップする、請求項５に記載のフィルタエレメント。
【請求項８】
前記外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、周囲において互いから隔置される、請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項９】
前記内側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、周囲において互いから隔置される、請求項３に記載のフィルタエレメント。
【請求項１０】
前記外側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、前記外側フィルタスリーブの周囲に均一に分散される、請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項１１】
前記内側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、前記内側フィルタスリーブの周囲に均一に分散される、請求項３に記載のフィルタエレメント。
【請求項１２】
前記外側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、等しい弧長を有する、請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項１３】
前記内側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、等しい弧長を有する、請求項３に記載のフィルタエレメント。
【請求項１４】
前記外側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツの各々が、放射状外側プリーツ脚部と放射状内側プリーツ脚部とを有し、前記放射状内側プリーツ脚部の弧長が、前記放射状外側プリーツ脚部の弧長より短い、請求項２に記載のフィルタエレメント。
【請求項１５】
前記内側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツの各々が、放射状外側プリーツ脚部と放射状内側プリーツ脚部とを有し、前記放射状内側プリーツ脚部の弧長が、前記放射状外側プリーツ脚部の弧長より短い、請求項３に記載のフィルタエレメント。
【請求項１６】
前記外側フィルタスリーブおよび前記内側フィルタスリーブが、各々、ろ材の少なくとも１つの層、上流支持／排液層および下流支持／排液層を含む多層プリーツ付き複合物によって形成される、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項１７】
前記ろ材の少なくとも１つの層が、メルトブローンろ材、不織布ろ材、ガラスファイバ媒体およびニードルフェルト媒体からなるフィルタ材料群から選択される、請求項１６に記載のフィルタエレメント。
【請求項１８】
前記多層複合物が、各々が同じ気孔率を有するろ材の複数の層を含む、請求項１６に記載のフィルタエレメント。
【請求項１９】
前記多層複合物が、各々が異なる気孔率を有するろ材の複数の層を含む、請求項１６に記載のフィルタエレメント。
【請求項２０】
前記多層複合物の前記支持／排液層が、射出成形高分子メッシュ、ネット、およびスパンボンデッド高分子不織布からなる群から選択される材料から形成される、請求項１６に記載のフィルタエレメント。
【請求項２１】
前記入口キャップが、前記外側フィルタスリーブおよび前記内側フィルタスリーブに結合される、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２２】
前記エンドキャップが、前記外側フィルタスリープと前記内側フィルタスリーブとに結合される、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２３】
前記入口キャップが、内側部と外側部とを含む２片構造を有し、前記内側フィルタスリーブが、前記入口キャップの前記内側部に結合され、前記外側フィルタスリーブが、前記入口キャップの前記外側部に結合される、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２４】
前記エンドキャップが、内側部と外側部とを含む２片構造を有し、前記内側フィルタスリーブが、前記エンドキャップの前記内側部に結合され、前記外側フィルタスリーブが、前記エンドキャップの前記外側部に結合される、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２５】
エラストマシールが、前記入口キャップの外周にわたって成形される、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２６】
前記入口キャップが閉鎖端面を有する、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２７】
前記入口キャップが開放端面を有する、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２８】
前記外側フィルタスリーブを包囲し、かつ比較的開気孔性の材料から形成されるシースを備える、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項２９】
前記内側フィルタスリーブが、前記フィルタアセンブリの中央ボアを画定し、前記エンドキャップが、前記中央ボアと連通する中央出口ポートを有する、請求項１に記載のフィルタエレメント。
【請求項３０】
ａ）長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツによって形成される放射状外側フィルタスリーブと；
ｂ）前記放射状外側フィルタスリーブと同心に配置されかつ長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツによって形成される放射状内側フィルタスリーブと、前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブが、それらの間に環状通路を画定し；
ｃ）前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの第１端に固定され、かつ前記環状通路と連通する少なくとも１つの入口ポートを有する入口キャップと；
ｄ）前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの第２端に固定され、かつ前記環状通路を閉鎖する環状端面を有するエンドキャップと、
を備える、フィルタエレメント。
【請求項３１】
前記外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置されたプリーツが、互いに部分的にオーバラップし、前記内側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置されたプリーツが、互いに部分的にオーバラップする、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３２】
前記外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置されたプリーツが、前記プリーツの弧長のおよそ５０％〜８０％にわたって互いにオーバラップし、前記内側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、前記プリーツの弧長のおよそ５０％〜８０％にわたって互いにオーバラップする、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３３】
前記外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、周囲において互いから隔置され、前記内側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、周囲において互いから隔置される、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３４】
前記外側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、前記外側フィルタスリーブの周囲に均一に分散され、前記内側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、前記内側フィルタスリーブの周囲に均一に分散される、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３５】
前記外側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、等しい弧長を有し、前記内側フィルタスリーブの前記周囲に配置された弓形プリーツが、等しい弧長を有する、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３６】
前記外側フィルタスリーブおよび前記内側フィルタスリーブが、各々、ろ材の少なくとも１つの層、上流支持／排液層および下流支持／排液層を含む多層プリーツ付き複合物によって形成される、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３７】
前記入口キャップおよび前記エンドキャップが、前記外側フィルタスリーブおよび前記内側フィルタスリーブに結合される、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３８】
前記入口キャップおよび前記エンドキャップの少なくとも一方が、２片構造を有する、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項３９】
エラストマシールが、前記入口キャップの外周にわたって成形される、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項４０】
前記放射状外側フィルタスリーブを包囲し、かつ比較的開気孔性を有する材料から形成されるシースを備える、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項４１】
前記放射状内側フィルタスリーブの放射状内面を覆い、かつ比較的開気孔性を有する材料から形成されるシースを備える、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項４２】
前記内側フィルタスリーブが、前記フィルタアセンブリの中央ボアを画定し、前記エンドキャップが、前記中央ボアと連通する中央出口ポートを有する、請求項３０に記載のフィルタエレメント。
【請求項４３】
ａ）複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツを含む多層プリーツ付き複合物によって形成される放射状外側フィルタスリーブと；
ｂ）前記放射状外側フィルタスリーブと同心に配置され、かつ複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツを含む多層プリーツ付き複合物によって形成される、放射状内側フィルタスリーブと、前記内側フィルタスリーブが、中央ボアを画定し、前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブが、それらの間に環状通路を画定し；
ｃ）前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの上端に固定され、かつ前記環状通路と連通する少なくとも１つの入口ポートを有する入口キャップと；
ｄ）前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの下端に固定され、前記環状通路を閉鎖する環状端面と前記中央ボアと連通する中央出口ポートとを有するエンドキャップと；
ｅ）前記放射状外側フィルタスリーブを包囲する多孔性シースと、
を備える、フィルタエレメント。
【請求項４４】
前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブが、前記入口キャップおよび前記エンドキャップの側面に結合される、請求項４３に記載のフィルタエレメント。
【請求項４５】
前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブが、前記入口キャップおよび前記エンドキャップの端面に結合される、請求項４３に記載のフィルタエレメント。
【請求項４６】
前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブを形成する前記多層プリーツ付き複合物が、ろ材の少なくとも１つの層、上流支持／排液層および下流支持／排液層を含む、請求項４３に記載のフィルタエレメント。
【請求項４７】
前記ろ材の少なくとも１つの層が、メルトブローンろ材および微孔性メンブランからなるフィルタ材料群から選択される、請求項４６に記載のフィルタエレメント。
【請求項４８】
前記多層プリーツ付き複合物が、各々が同じ気孔率を有するろ材の複数の層を含む、請求項４６に記載のフィルタエレメント。
【請求項４９】
前記多層プリーツ付き複合物が、各々が異なる気孔率を有するろ材の複数の層を含む、請求項４６に記載のフィルタエレメント。
【請求項５０】
前記多層プリーツ付き複合物の前記支持／排液層が、射出成形高分子メッシュ、ネット、およびスパンボンデッド高分子不織布からなる群から選択される材料から形成される、請求項４６に記載のフィルタエレメント。
【請求項５１】
ａ）内部チャンバと前記内部チャンバを取り囲む取外し可能カバーとを有し、かつ前記内部チャンバに未ろ過流体を配送する入口導管と前記内部チャンバからろ過流体を搬送する出口導管とを含む、ハウジングと；
ｂ）前記ハウジングの前記内部チャンバ内に配置され、かつ各々が複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツを有する同心に配置された放射状内側フィルタスリーブおよび放射状外側フィルタスリーブと、前記放射状内側フィルタスリーブおよび前記放射状外側フィルタスリーブが、それらの間に、前記ハウジングの前記入口導管から未ろ過流体を受け入れる環状通路を画定し、前記内側フィルタスリーブが、前記ハウジングの前記出口導管と連通する中央ボアを画定し、前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの上端に固定されかつ前記環状通路と連通する複数の入口ポートを有する入口キャップと、前記内側フィルタスリーブおよび前記外側フィルタスリーブの下端に固定されかつ前記中央ボアと連通する中央出口ポートを有するエンドキャップと、を有するフィルタエレメントと、
を備える、フィルタアセンブリ。
【請求項５２】
前記入口キャップが、前記フィルタアセンブリが前記ハウジングに封入される時に前記ハウジングの前記カバーと密封して係合するオーバーモールド周辺封止面を含む、請求項５１に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項５３】
前記入口キャップが、前記ハウジングの前記入口導管と密封して係合する中央開口が形成される開放端面を有する、請求項５１に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項５４】
前記入口キャップが、閉鎖端面を有する、請求項５１に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項５５】
前記ハウジング内に前記フィルタアセンブリを支持する有孔バスケットを備える、請求項５１に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項５６】
ａ）各々が第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する、複数の直立プリーツを用意するステップと、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部が中間プリーツ部によって先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に接合され；
ｂ）前記直立プリーツを、各中間プリーツ部が先行するプリーツの前記第２脚の一部になるオーバラップ状態まで移動させるステップと；
ｃ）前記オーバラップしたプリーツを円筒状構造になるように形成するステップと、
を含む、フィルタエレメントを形成する方法。
【請求項５７】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、高さの等しい第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する前記直立プリーツを形成するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項５８】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、高さの異なる第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する前記直立プリーツを形成するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項５９】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、高さの異なる第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する前記直立プリーツを形成するステップを含み、前記第１プリーツ脚部の高さが前記第２プリーツ脚部の高さより低い、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項６０】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部を、少なくとも１つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に接合するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項６１】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部を、２つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に接合するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項６２】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部を、長さの等しい２つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に接合するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項６３】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部を、長さの異なる２つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に接合するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項６４】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部を、先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に、前記先行するプリーツ脚部の高さより小さい長さを有する中間プリーツ部によって接合するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【請求項６５】
複数の直立プリーツを用意する前記ステップが、１つのプリーツの前記第１プリーツ脚部を、先行するプリーツの前記第２プリーツ脚部に、前記先行するプリーツ脚部の高さの約半分の長さを有する中間プリーツ部によって接合するステップを含む、請求項５６に記載のフィルタエレメントを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体ろ過に関し、特に、間に、ろ過するために流体を受け入れる環状通路を画定する２つの同心の周囲プリーツ付き媒体スリーブを有するバッグ式フィルタアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体ろ過のためのバッグ式フィルタシステムは、本技術分野において周知である。これらシステムは、通常、一端において閉鎖され反対端において取外し可能カバーを有する円筒状ハウジングを有する。入口導管が、ろ過されるべき流体をハウジング内に配送し、出口導管が、ろ過流体をハウジングから取り出す。
【０００３】
ハウジング内には、そこに配送される流体をろ過するために交換可能バッグフィルタが配置される。通常、バッグフィルタは、開放上端及び閉鎖底部を有するろ材（フィルタ媒体）を有する。フィルタバッグは、通常ハウジング内に懸架される開放メッシュバスケットまたはケージ内に支持される。バスケットは、フィルタバッグの媒体を、バッグに液体が充填する際に破裂しないように支持するよう意図されている。
【０００４】
既存のバッグ式フィルタに関連していくつかの欠点がある。１つのかかる欠点は、フィルタバッグにおいてホールドアップ量が大きいということである。このため、使用済みフィルタバッグは比較的重い可能性があるため、それを取り外すことは極めて困難である。満杯のフィルタバッグは、約１３．６１キログラム（３０ポンド）ほどの重量がある可能性があり、かつ危険な物質を含む場合もあり、取外しをさらに困難にする。この状況を改善するために、使用済みバッグを取り外す前にホールドアップ量を低減するために排出バルーンを使用した。しかしながらこのバルーンは、操作が厄介であることが多い。
【０００５】
既存のバッグフィルタに関連する別の欠点は、有効なろ過面積の量が制限されるということである。既存のバッグフィルタの有効なろ過面積を増大させる取組みは、バスケットサイズが業界標準化されているために制限されてきた。すなわち、フィルタバッグは通常、２つの異なるサイズで入手可能である。すなわち、（１）約１７．７８センチメートル（７インチ）径×約４０．６４センチメートル（１６インチ）長及び（２）約１７．７８センチメートル（７インチ）×約８１．２８センチメートル（３２インチ）長である。したがって、有効なろ過面積のいかなる増大も、フィルタの外径を変更することができないという要件によって制限される。
【０００６】
ホールドアップ量を最小限にしかつろ過のための有効面積を最大限にするようにバッグフィルタを設計するために多くの取組みがなされてきた。たとえば、米国特許第４，０８１，３７９号明細書は、従来のフィルタバッグより利用可能な表面積が広い環状フィルタバッグを開示している。米国特許第４，８６３，６０２号明細書および同第４，８７７，５２６号明細書は、間に可撓性搬送層を有するメルトブローン媒体の複数の被包された層を含む表面積が増大したバッグフィルタを開示している。Ｈａｙｗａｒｄ  Ｌｏｆｃｌｅａｒ  ５００シリーズバッグフィルタは、最終ろ過層によって被包されるプレフィルタ層を折り重ねることによって、表面積が増大する。大部分の場合、これら従来技術の取組みは不十分であった。
【０００７】
特に有用なバッグ式フィルタアセンブリは、米国特許第６，０３０，５３１号明細書及び同第６，２３８，５６０号明細書に開示されている。この一意のフィルタアセンブリでは、有効な表面積は、一端が開放入口キャップに接続され反対端が閉鎖エンドキャップに接続されている２つの同心媒体スリーブを提供することにより増大する。二重スリーブ構造により、使用後にフィルタエレメントに残っている流体のホールドアップ量も最小化し、それによりフィルタエレメントをフィルタバスケット／ハウジングから取り除くことが容易になる。
【０００８】
何年にもわたり、円筒状プリーツ付きフィルタカートリッジの設計では、所与の外径を有するフィルタカートリッジに嵌合することができるろ材の量又は表面積を最大化するように同様の取組みがなされた。標準の放射状プリーツ付きフィルタカートリッジでは、カートリッジコアの周囲に詰めることができるプリーツの数によって、カートリッジに詰め得るろ材の量が制限される。したがって、フィルタエレメントの外周における隣接するプリーツ間に実質的な量の空きスペースがある。
【０００９】
螺旋状プリーツ付きフィルタエレメントは、円筒状構造に配置される複数の長手方向プリーツを含むという点で、標準放射状プリーツ付きフィルタエレメントに匹敵する。しかしながら、螺旋状プリーツ付きフィルタでは、プリーツの端部が巻き上げられることにより、フィルタエレメントの外径の近くの隣接するプリーツ面の間の間隔が最小化する。この場合、プリーツ高さは、カートリッジコアの外周とカートリッジケージの内周との間の距離より実質的に大きい。したがって、螺旋状プリーツ付きフィルタでは、外周のプリーツは、通常放射状プリーツ付きフィルタエレメントにおける空きスペースを表す余分な容積を占有する。これにより、標準放射状プリーツ構造に比較してフィルタ表面積が増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
プリーツ付きフィルタカートリッジの有効な表面積をバッグ式フィルタにまで拡張するために使用される技法を採用することが有益である。これにより、フィルタ耐用年数が長くなり、圧力降下が低下し、顧客に対する運転費用が低減する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、複数の長手方向に延在するプリーツによって少なくとも部分的に形成される外側フィルタスリーブと、複数の長手方向に延在するプリーツによって少なくとも部分的に形成される内側フィルタスリーブとを含む、新しくかつ有用なバッグ式フィルタアセンブリに関する。同心のプリーツ付きフィルタスリーブが、本技術分野において既知である従来のバッグ式フィルタに比較して、本開示のフィルタアセンブリの有効な表面積を大幅に増大させる。表面積が増大することにより、フィルタの耐用年数が長くなり、圧力降下が低下し、顧客に対する運転費用が低減する。同心の内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブが、それらの間に、本技術分野において既知である従来のバッグ式フィルタに比較してホールドアップ量が低減した、環状流体通路を画定する。このホールドアップ量の低減により、フィルタがその有効な耐用年数を超過した後にそのハウジングからフィルタアセンブリを取り外すことが容易になる。
【００１２】
入口キャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの第１端に固定され、フィルタアセンブリの流体通路と連通する少なくとも１つの入口ポートを有する。エンドキャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの第２端に固定され、流体通路を閉鎖する端面を有する。本開示の目下好ましい実施形態では、シースが外側フィルタスリーブの下流側を包囲することにより、ろ材を保護しかつバスケットに対する取付けおよび取外しを容易にする平滑な連続面を提供する。シースは、高分子メッシュまたはスクリーン等、比較的開気孔性の材料から形成される。また、同様のシースが、内側フィルタスリーブの下流側を包囲するかまたは他の方法で保護することにより、バスケットに対するフィルタの取付けおよび取外しがさらに容易になる、ということも考えられる。
【００１３】
各フィルタスリーブは、複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツを含むことが好ましい。本開示の一実施形態では、いずれかのまたは両方のフィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツは、プリーツの弧長または弓形高さのおよそ５０％〜８０％にわたって互いに部分的にオーバラップする。本開示の一実施形態では、いずれかまたは両方のフィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツは、周囲において互いから隔置される。本開示の一実施形態では、いずれかまたは両方のフィルタスリーブの周囲に配置された弓形プリーツは、均一に分散される。本開示の一実施形態では、いずれかまたは両方のフィルタスリーブの周囲に配置された弓形プリーツは弧長が等しい。本開示の一実施形態では、外側フィルタスリーブおよび内側フィルタスリーブの周囲に配置された弓形プリーツの各々は、放射状外側プリーツ脚部および放射状内側プリーツ脚部を有する。通常、放射状内側プリーツ脚部の弧長または弓形高さは、放射状外側プリーツ脚部の弧長または弓形高さより低い。
【００１４】
外側フィルタスリーブおよび内側フィルタスリーブは、各々、ろ材の少なくとも１つの層、上流支持／排液層および下流支持／排液層を含む多層プリーツ付き複合物から形成されることが好ましい。ろ材は、メルトブローン媒体、フェルト、ウェットレイド（ｗｅｔ  ｌａｉｄ）ペーパ（ガラスファイバ）等の任意の可撓性かつプリーツ付け可能なろ材からなるフィルタ材料群から選択されることが好ましく、好ましいろ材は、メルトブローンろ材および微孔性メンブランから選択される。フィルタが採用される用途に応じて、他のフィルタ材料を使用してもよい。
【００１５】
本開示の一実施形態では、多層複合物は、各々が同じ気孔率を有するろ材の複数の層を含む。本開示の別の実施形態では、多層複合物は、各々が異なる気孔率を有するろ材の複数の層を含む。多層複合物の支持／排液層は、射出成形高分子ネットまたはメッシュおよび高分子不織布（すなわち、スパンボンデッド等）からなる群から選択される材料から形成されることが好ましい。フィルタが採用される用途に応じて、他の排液／支持材料を使用してもよい。
【００１６】
本開示の一実施形態によれば、入口キャップは、外側フィルタスリーブおよび内側フィルタスリーブに結合され、入口キャップの外周にわたってエラストマシールを成形してもよい。エンドキャップもまた、外側フィルタスリーブおよび内側フィルタスリーブに結合される。内側フィルタスリーブがフィルタアセンブリの中央ボアを画定し、エンドキャップが中央ボアと連通する中央出口ポートを含むことが好ましい。
【００１７】
本開示の一実施形態では、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの少なくとも一方が、入口キャップおよびエンドキャップの側面に結合される。本開示の別の実施形態では、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの少なくとも一方が、入口キャップおよびエンドキャップの端面に結合される。
【００１８】
本開示はまた、複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツを含む多層プリーツ付き複合物によって形成される放射状外側フィルタスリーブと、放射状外側フィルタスリーブと同心に配置され、かつ複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツを含む多層プリーツ付き複合物によって形成される放射状内側フィルタスリーブと、を含むフィルタアセンブリに関する。内側フィルタスリーブは中央ボアを画定し、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブは、それらの間に環状通路を画定する。入口キャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの上端に結合され、環状通路と連通する少なくとも１つの入口ポートを有する。エンドキャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの下端に結合され、環状通路を閉鎖する環状端面と、中央ボアと連通する中央出口ポートと、を有する。さらに、材料の多孔性シースが放射状外側フィルタスリーブを包囲する。同様のシースが、放射状内側フィルタスリーブの内面を包囲してもよい。
【００１９】
本開示はまた、内部チャンバと内部チャンバを取り囲む取外し可能カバーとを有するハウジングまたは圧力容器を含むろ過システムも包含する。入口導管が、ハウジングの内部チャンバに未ろ過流体を配送し、出口導管が、ハウジングの内部チャンバからろ過流体を搬送する。本システムは、ハウジングの内部チャンバ内に配置され、かつ各々が複数の周囲に配置された弓形プリーツを有する同心に配置された放射状内側フィルタスリーブおよび放射状外側フィルタスリーブを有する、フィルタエレメントをさらに有する。内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブは、それらの間に、ハウジングの入口導管から未ろ過流体を受け入れる環状通路を画定し、内側フィルタスリーブは、ハウジングの出口導管と連通する中央ボアを画定する。
【００２０】
入口キャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの上端に固定され、複数の入口ポートが環状通路と連通し、エンドキャップが、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの下端に固定され、中央出口ポートが中央ボアと連通する。入口キャップが、フィルタアセンブリがハウジングに封入される時にハウジングのカバーと密封して係合するオーバーモールド周辺封止面を含むことが好ましい。さらに、本システムは、ハウジング内でフィルタアセンブリを支持する有孔バスケットを含む。
【００２１】
本開示はまた、各々が第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する、複数の直立プリーツを用意するステップと、１つのプリーツの第１プリーツ脚部が中間プリーツ部によって先行するプリーツの第２プリーツ脚部に接合され、直立プリーツを、各中間プリーツ部が先行するプリーツの第２脚の一部になるオーバラップ状態まで移動させるステップと、オーバラップしたプリーツを円筒状構造になるように形成するステップと、を含む、フィルタエレメントを形成する方法に関する。複数の直立プリーツを用意するステップは、高さの等しい第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する直立プリーツ、高さの異なる第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する直立プリーツ、または高さの異なる第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有し、第１プリーツ脚部の高さが第２プリーツ脚部の高さより低い直立プリーツを形成するステップを含む。
【００２２】
複数の直立プリーツを用意するステップは、１つのプリーツの第１プリーツ脚部を、少なくとも１つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツの第２プリーツ脚部に接合するステップを含む。中間プリーツ部は、２つの中間プリーツセグメントを含んでもよい。これらセグメントは長さが等しくてもよく、または長さが異なってもよい。中間プリーツ部の長さは、先行するプリーツ脚部の高さより短いことが好ましく、先行するプリーツ脚部の高さの約半分であることがより好ましい。
【００２３】
本開示のバッグ式フィルタアセンブリのこれらおよび他の態様は、後述する図面とともに本開示の以下の詳細な説明から当業者にはより容易に明らかとなろう。
【００２４】
本開示が関連する技術分野における当業者が、本開示のフィルタアセンブリの作製および使用の方法をより容易に理解するように、その目下好ましい実施形態を、図面を参照して以下詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ここで、同様の参照数字が本開示の類似する構造的要素および／または特徴を識別する図面を参照すると、図１には、本開示の目下好ましい実施形態によって構成されかつ概して参照数字１０によって示すフィルタアセンブリが示されている。フィルタアセンブリ１０は、使用後に折畳み可能でありかつ容易に処分可能であることが好ましい、一般にバッグ式フィルタと呼ばれるタイプのフィルタアセンブリである。
【００２６】
図１を参照すると、フィルタアセンブリ１０は、略円筒状内側フィルタスリーブ１２と、略円筒状外側フィルタスリーブ１４とを有する。内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４は、各々、少なくとも部分的に、後により詳細に説明する、複数の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツ１６から形成される。プリーツ１６は、従来技術によるバッグ式フィルタに対してフィルタアセンブリ内の有効なろ過面積の量を増大させるために使用される。有効な表面積は、使用中に流体がアクセス可能なろ材の量である。内側プリーツスリーブ１２と外側プリーツスリーブ１４との間に、未ろ過流体を受け入れる細長い環状通路１８が画定され、内側フィルタスリーブ１２は、流体の移送のためのフィルタアセンブリ１０の中央ボア２０を画定する。
【００２７】
内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の上端すなわち第１端には、図６を参照して後により詳細に説明するように、入口キャップ２２が固定される。図２にもっともよく示す入口キャップ２２は、複数の周囲に配置された弓形入口ポート２４と中央アクセスポート２３とを有する。入口ポート２４は、未ろ過流体の通路への侵入を容易にするために内側フィルタスリーブ１２と外側フィルタスリーブ１４との間に画定された環状通路１８と連通する。入口キャップ２２の中央アクセスポート２３は、未ろ過流体を入口キャップ２２の入口ポート２４に配送するようにフィルタアセンブリ１０の中央ボア２０を貫通する入口導管（図８を参照）を取り付けるかまたは他の方法で密封して収容するように適合されかつ構成される。
【００２８】
図２を参照すると、入口キャップ２２は、ポリプロピレン等、高強度で軽量のプラスチック材料から形成されることが好ましい。組立てを容易にするために、入口キャップ２２は、内側本体部２２ａおよび外側フランジ部２２ｂを含む２つの別個の構造的要素から形成される。入口キャップ２２の内側本体部２２ａは、中央アクセスポート２３を画定する不浸透性環状端面２５を画定する。アクセスポート２３は、未ろ過または他の方法で未処理の流体を入口キャップ２２によって形成されるトラフ内に配送する入口導管を収容するように寸法が決められかつ構成される。入口キャップ２２の外側フランジ部２２ａは、環状通路１８と連通する入口ポート２４を画定する。
【００２９】
図２ａに示す本開示の別の実施形態では、入口キャップ１２２は閉鎖されるかまたは貫通しておらず、このため、その端面には中央アクセスポートが形成されていない。かかる場合、未ろ過流体を入口キャップ１２２の入口ポート１２４に配送する入口導管は、フィルタアセンブリを支持するハウジングの上部またはカバーを通してフィルタアセンブリと連通する。
【００３０】
入口キャップ２２の２つの構成要素部分は、入口キャップ２２の内側本体部２２ａに形成される複数の周囲に一定の間隔で離して配置された係合タブ２７と、入口キャップ２２の外側フランジ部２２ｂに形成される複数の対応する凹部（図示せず）と、を含む複数の係止機構の相互作用を通して互いに機械的に固定されることが好ましい。さらに、図示しないが、一連の弓形タブが外側本体部２２ｂから放射状に内側に突出することにより、内側本体部２２ａの表面に形成される、対応する環状リップに係合する。内側キャップの２つの構成要素を互いに固定しまたは他の方法で締結または接合する代替方法を採用してもよい。また、入口キャップ２２を、単一の単体部材として形成することができる、ということも考えられる。
【００３１】
入口キャップ２２の外側フランジ部２２ｂはまた、図６にもっともよく示すエラストマオーバーモールド封止面２９を含んでもよい放射状外側肩部２２ｃも有する。オーバーモールド封止面２９は、たとえば図８に示すように、使用中に、フィルタアセンブリ１０の入口キャップ２２とフィルタアセンブリ１０を支持するハウジングとの間の封止中間面を改善する。この種のオーバーモールド封止については、参照により本明細書に取り込んでいる、２００２年８月１５日に出願された「折畳み式フィルタエレメントのための封止（Ｓｅａｌ  Ｆｏｒ  Ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）」と題する、本出願と同一の譲受人に譲渡された米国仮特許出願第６０／４０４，１１１号明細書に開示されている。
【００３２】
再び図１を参照すると、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の下端すなわち第２端に、図７を参照して後により詳細に説明する方法で、エンドキャップ２６が固定される。図３にもっともよく示すように、エンドキャップ２６は、内側フィルタスリーブ１２と外側フィルタスリーブ１４との間の環状通路１８を閉鎖する不浸透性環状端面２８を有する。端面２８は、未ろ過流体がフィルタアセンブリ１０から流出しないようにする。さらに、エンドキャップ２６は、フィルタアセンブリ１０からのフィルタ流体の流出を容易にし、かつ図８に示す入口導管の通過を可能にするように、内側フィルタスリーブ１２によって形成される中央ボア２０と連通する比較的大きい中央出口ポート３２を有する。エンドキャップ２６を２つの別々の構成要素から形成することができる、ということが考えられかつ本開示に包含される。これら構成要素は、入口キャップ２２の２つの構成要素部分と同様に構成されかつ組み立てられる。
【００３３】
続けて図１を参照すると、シース３０が外側フィルタスリーブ１４を包囲し、たとえば高分子メッシュまたはスクリーン等、比較的開気孔性を有する材料から形成される。シース３０は、フィルタアセンブリ１０のバスケット（図示せず）への取付けを、バスケットの側におけるプリーツの引掛りを低減することによって容易にする役割を果たす。内側フィルタスリーブ１２を取付け中にバスケットから保護しかつ取外しを容易にするために、この同じ種類の被覆が、フィルタアセンブリ１０の中央ボア２０内で、内側フィルタスリーブ１２の放射状内面に関連してもよい、ということが考えられる。
【００３４】
ここで図１ａを参照すると、フィルタアセンブリ１０の内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４は、各々多層プリーツ付き複合物によって形成される。プリーツ付き複合物構造を、プッシャバープリーター、ブレードタイププリーターまたはギアタイププリーター等、従来のプリーツ加工機で製作してもよく、または従来の折畳み技法を使用して形成してもよい。別法として、プリーツ付き複合物を、往復運動または同様の方法で繰返し割り出しされる心棒の周囲に被包または他の方法で形成される。
【００３５】
複合物は、ろ材３４の１つまたは複数の層、上流支持／排液層３８および下流支持／排液層３６を含むことが好ましい。外側フィルタスリーブ１４の場合、上流支持／排液層３８はスリーブの放射状内側に関連し、下流支持／排液層３６はスリーブの放射状外側に関連する。逆に、内側フィルタスリーブ１２の場合、上流支持／排液層３８はスリーブの放射状外側に関連し、下流支持／排液層３６はスリーブの放射状内側に関連する。
【００３６】
内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４が形成される多層複合物の上流排液／支持層３６および下流排液／支持層３８を、適当な排液特性を有する任意の材料から作製することができる。たとえば、排液／支持層３６、３８は、メッシュまたはスクリーンもしくは多孔性織シートまたは不織シートの形態であってもよい。メッシュおよびスクリーンは、高温ろ過の用途で使用されることが多い金属メッシュおよびより低温の用途で通常使用される高分子メッシュを含む、さまざまな形態のものがある。高分子メッシュは、織メッシュおよび押出成形メッシュの形態がある。いずれのタイプを採用してもよい。内側スリーブ１２および外側スリーブ１４の上流排液／支持層３６および下流排液／支持層３８を、フィルタアセンブリ１０が採用されるろ過の用途に応じて、同じ材料から作製しても異なる材料から作製してもよい、ということが考えられる。
【００３７】
内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４が形成される多層複合物のろ材層３４を、ろ過される流体および所望のろ過特性に従って選択することができる。ろ材は、多孔性薄膜、すなわち微孔性メンブランまたは繊維シートまたは塊、すなわちニードルフェルト、メルトブローン、ガラスファイバ等を含んでもよい。それは、均一または傾斜孔構造および任意の適当な有効な孔径を有してもよく、天然材料または合成ポリマ等、任意の適当な材料から形成してもよい。従来の放射状プリーツ付きフィルタまたは螺旋状プリーツ付きフィルタと比較すると、本開示のフィルタアセンブリは、フィルタアセンブリの有効なろ過面積を低減することなく、比較的厚いろ材および支持／排液材料を採用することができる。
【００３８】
また、ろ材は、ろ過特性の異なる媒体の２つ以上の層を含んでもよく、その場合１つの層が他の層に対するプレフィルタとしての役割を果たす、ということも考えられる。本開示の一実施形態では、内側スリーブ１２および外側スリーブ１４が形成される多層複合物は、各々が同じ気孔率を有するろ材３４の複数の層を含む。本開示の別の実施形態では、内側スリーブ１２および外側スリーブ１４が形成される多層複合物は、各々が異なる気孔率を有するろ材３４の複数の層を含む。かかる場合、複合物の上流側に、より開放した、すなわちより保持力の低い種類の媒体の層が配置され、複合物の配置された下流側に、より緊密な、すなわちより保持力の高い種類の媒体の層が配置される。また、もっとも開放したプリーツ付き媒体層より開放した非プリーツ付き媒体の１つまたは複数の層を、両プリーツ付きフィルタスリーブ１２、１４の上流側に配置することができる、ということも考えられる。これら層は、下流プリーツ付き媒体に対する負荷を低減する役割を果たし、それによりさらに耐用年数が長くなる。
【００３９】
また、フィルタスリーブ１２、１４が形成される複合物は、支持／排液材料の１つまたは複数の層に積層される媒体の１つまたは複数の層から構成されてもよい、ということも考えられ、かつ本開示の範囲内に十分にある。たとえば、フルオロポリマ媒体を、スパンボンデッドポリプロピレン支持／排液材料に積層してもよい。別法として、フルオロポリマ媒体層をポリプロピレン対称または非対称メッシュまたはネットに積層してもよい。かかる積層材料を使用することに対し、在庫管理、製造および組立てにおける改善を含む、著しい利点がある。
【００４０】
本開示の例示的な実施形態では、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４のろ材層３４を画定する材料は、メルトブローンポリプロピレン媒体である。内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の上流支持層３８を画定する材料は高分子ネットであり、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の下流排液層３６を画定する材料は不織スパンボンド材料である。本開示のこの例示的な実施形態では、内側プリーツ付きフィルタスリーブ１２は約１２．０６５センチメートル（約４．７５０インチ）の内径を有し、外側プリーツ付きフィルタスリーブ１４は、約１６．９８５センチメートル（約６．６８７インチ）の外径を有する。これら寸法は、フィルタアセンブリが使用のために中に配備されるバスケットの寸法によって決まる。
【００４１】
内側フィルタスリーブ１２、外側フィルタスリーブ１４、または内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の両方の長手方向に延在する周囲に配置された弓形プリーツ１６は、弧長が等しいことが考えられる。各弓形プリーツ１６は、たとえば図１ａに示すように、放射状内側脚１６ａおよび放射状外側脚１６ｂを含む一対の脚を有する。各プリーツ１６の２つの脚１６ａ、１６ｂは、弧長または弓形高さが異なる。放射状内側プリーツ脚部１６ａの弧長は、通常、放射状外側プリーツ脚部１６ｂの長さより短いかまたは小さい。本開示の目的のために、各プリーツ１６の弓形高さ全体は、その内側プリーツ脚部１６ａに対して測定される。
【００４２】
本開示の１つの例示的な実施形態では、各プリーツ１６の放射状内側脚１６ａの弧長または弓形高さｈiは約２．５４センチメートル（約１．０インチ）であり、各プリーツ１６の放射状外側脚１６ｂの弧長または弓形高さｈ0は約３．８１センチメートル（約１．５インチ）である。本開示の別の例示的な実施形態では、各プリーツ１６の放射状内側脚１６ａの弧長または弓形高さｈiは約１．９１センチメートル（０．７５インチ）であり、各プリーツ１６の放射状外側脚１６ｂの弧長または弓形高さｈ0は約２．８５８センチメートル（約１．１２５インチ）である。
【００４３】
内側フィルタスリーブ１２、外側フィルタスリーブ１４、または内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の両方の隣接するかまたは他の方法で近接する周囲に配置された弓形プリーツ１６は、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の周囲に均一に分散される。すなわち、たとえば図４に示すように、プリーツは、プリーツのオーバラップがないように、互いから均一に隔置される。言い換えれば、各プリーツ１６の最高部または頂部は、従来の放射状プリーツ付きカートリッジと異なり、隣接するプリーツ１６の底部または基部にまたはその近くに存在し、プリーツの底部および最高部は、放射状に互いから隔置される。したがって、フィルタアセンブリ１０の内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４は、実質的に各フィルタスリーブの周囲全体にわたり、プリーツ脚部の厚さの３倍に等しい実質的に連続した半径方向厚さｔRを有する。この場合、各フィルタスリーブ１２、１４の周囲長「Ｃ」は、以下の式によって画定される。
【００４４】
Ｃ＝ｈi・Ｎ
ここで、Ｎは、フィルタスリーブを形成するプリーツの数である。
【００４５】
また、内側フィルタスリーブ１２、外側フィルタスリーブ１４、または内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の両方の隣接するかまたは他の方法で近接する周囲に配置された弓形プリーツ１６は、互いに部分的にオーバラップすることも考えられる。本開示によれば、内側フィルタスリーブ１２、外側フィルタスリーブ１４、または内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の両方の隣接するかまたは他の方法で近接する周囲に配置された弓形プリーツ１６は、１つのプリーツの内側プリーツ脚部１６ａが隣接するプリーツの内側プリーツ脚部１６ａとオーバラップする量に対して測定される、プリーツの弧長のおよそ５０％〜８０％にわたって互いにオーバラップしてもよい。
【００４６】
図５に示す一例では、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４のプリーツ１６は、プリーツの弧長のおよそ５０％にわたって互いにオーバラップする。したがって、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４は、実質的に各フィルタスリーブの周囲全体にわたり、プリーツ脚部の厚さの５倍に等しい実質的に連続した半径厚さｔRを有する。この場合、各フィルタスリーブ１２、１４の周囲長「Ｃ」は、以下の式によって画定される。
【００４７】
Ｃ＝ｈi・Ｎ・Ｏp
ここで、Ｎはフィルタスリーブを形成するプリーツの数であり、Ｏpはフィルタスリーブにおける２つの近接するプリーツ間に存在するオーバラップの割合である。
【００４８】
このように、各プリーツ１６の放射状内側脚１６ａの弧長または弓形高さｈiが約２．５４センチメートル（約１．０インチ）であり、各プリーツ１６の放射状外側脚１６ｂの弧長または弓形高さｈ0が約３．８１センチメートル（約１．５インチ）である場合、弓形プリーツ高さの１／３または各プリーツ１６の外側プリーツ脚部１６ｂの上流面および下流面の１．２７センチメートル（０．５インチ）が、露出するか、または他の方法で、近接するプリーツ脚部の面と接触していない。同様に、各プリーツ１６の放射状内側脚１６ａの弧長または弓形高さｈiが約１．９１センチメートル（約０．７５インチ）であり、各プリーツ１６の放射状外側脚１６ｂの弧長または弓形プリーツ高さｈ0が約２．８５８センチメートル（約１．１２５インチ）である場合、弓形プリーツ高さの１／３、または各プリーツ１６の外側プリーツ脚部１６ｂの上流面および下流面の０．９５３センチメートル（０．３７５インチ）が、露出するか、または他の方法で近接するプリーツ脚部の面と接触していない。
【００４９】
本開示によれば、フィルタスリーブ１２、１４において近接するプリーツ１６間に存在する総オーバラップ量ＯTは、以下の式によって画定される。
【００５０】
ＯT＝ｈi・Ｏp
図６を参照すると、上述したように、入口キャップ２２は、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の上端に固定される。特に、フィルタスリーブ１２、１４の多層複合物構造は、入口キャップ２２に、超音波溶接され、熱結合され、または他の方法で任意の一般に既知である取付方法を用いて固定される。内側プリーツ付きフィルタスリーブ１２の上部は、入口キャップ２２の内側本体部２２ａの壁４２の外周面に直接固定される。同様に、外側プリーツ付きフィルタスリーブ１４の上部は、入口キャップ２２の外側フランジ部２２ｂの外周壁４４に直接固定される。
【００５１】
図７を参照すると、上述したように、エンドキャップ２６は、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４の下端に固定される。特に、フィルタスリーブ１２、１４の多層複合物構造は、エンドキャップ２６に、超音波溶接され、熱結合され、または他の方法で任意の一般に既知である取付方法を用いて固定される。内側プリーツ付きフィルタスリーブ１２の下部は、エンドキャップ２６の直立フランジ壁４６の外周面に直接固定される。同様に、外側プリーツ付きフィルタスリーブ１４の下部は、エンドキャップ２６の壁４８の外周面に直接固定される。
【００５２】
当業者は、上述したように、入口キャップ２２およびエンドキャップ２６の外面または外周面にフィルタスリーブ１２、１４を固定することにより、組立て中の柔軟性が向上しかつコストが低減することが可能である、ということを容易に理解するであろう。当業者はまた、上述しかつ図６および図７に示す方法で、媒体および支持層をフィルタアセンブリ１０の両端で互いに溶接し、結合しまたは他の方法で封止することにより、ろ過流体がフィルタスリーブ１２、１４の媒体層のすべてを必ず流れる、ということも理解するであろう。これにより、最終フィルタ層のバイパスまたは早期の目詰まりの可能性がなくなり、使用者が、本開示のフィルタアセンブリ１０から最大耐用年数を得ることができる。これは、通常プリーツの両端に詰め込まれるかまたは他の方法で結合されるエンドキャップと組み立てられる通常のプリーツ付きカートリッジフィルタとは対照的であり、後者では、プリーツ端が完全に覆われていない場合、バイパスの可能性がある。
【００５３】
ここで図８を参照すると、使用時、本開示の折畳み式バッグ式フィルタアセンブリ１０は、金属であることが好ましい有孔バスケットまたは容器５０内に配置される。かかる時点で、外側フィルタスリーブ１４の周囲プリーツ１６は、バスケット５０の外側部５０ａおよび互いによって完全に支持され、したがって、使用中移動しない。さらに、内側フィルタスリーブ１２の周囲プリーツ１６は、バスケット５０の内側部５０ｂおよび互いによって完全に支持される。したがって、それらは使用中移動しない。これにより、一貫した圧力降下が可能になりフィルタ耐用年数を長くすることができる。バスケット５０は、取外し可能頂部またはカバー５４を有するハウジングまたは圧力容器５２とともに支持される。バスケット５０がハウジング５２内に配置されると、入口キャップ２２の外側肩部２２ｃのオーバーモールドエラストマ封止面２９は、ハウジングカバー５４の表面に対して封止する。さらに、圧力容器５２の入口導管５６の上端の周囲に配置される一対のオーリング５５ａ、５５ｂは、入口キャップ２２の中央アクセスポート２３の周囲壁に密封して係合する。
【００５４】
動作時、入口導管５６は、方向付き流れ線によって示すように、入口キャップ２２によって形成されるトラフ内に未ろ過流体を配送する。そして、未ろ過流体は、入口キャップ２２の複数の入口開口２４を通って、フィルタアセンブリ１０の内側フィルタスリーブ１２と外側フィルタスリーブ１４との間に形成された内部通路１８内に流れ込む。圧力下で、流体は、ろ過および調節のために、内側フィルタスリーブ１２および外側フィルタスリーブ１４のプリーツ付き媒体層を通るように引き込まれる。その後、ろ過流体は、方向付き流れ線によって示すように、ハウジングの底部で出口導管５８からフィルタハウジング５２を出る。
【００５５】
当業者は、図８に示すバスケット５０およびハウジング５２の配置が、フィルタアセンブリ１０を採用してもよいシステムの非限定的な一例である、ということを容易に理解するであろう。本開示のフィルタアセンブリ１０を、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他のタイプの配置およびシステムに採用してもよい、ということが考えられる。
【００５６】
本開示のバッグ式フィルタアセンブリ１０がその耐用年数を超えると、それをハウジング５２から容易に取り外すことができる。取外しの際、フィルタアセンブリ１０を折り畳むことができる。これは、入口キャップ２２をエンドキャップ２６に向かって近づけることによって達成される。そして、折り畳まれたフィルタアセンブリを破棄することができる。当業者には、フィルタアセンブリ１０の内部通路１８のサイズが、１つのろ材スリーブのみを有する標準バッグ式フィルタに比較して小さいということを理解するはずである。したがって、フィルタアセンブリ１０に関連するホールドアップ量が、通常のバッグ式フィルタに比較して実質的に低減する。ホールドアップ量が低いことにより、フィルタアセンブリ１０のハウジング５２からの取外しがより容易になり、ハウジングの周囲の領域の汚染をもたらす可能性のある流体損失が最小限になる。
【００５７】
ここで図９および図１０を参照すると、本開示のフィルタアセンブリの内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの周囲プリーツを形成するために使用される、参照数字２００によって示されるプリーツ配列が示されている。プリーツ配列２００は、各々が高さの等しい第１プリーツ脚部２１６ａおよび第２プリーツ脚部２１６ｂを有する、直立プリーツ２１６を含む。プリーツ配列２００では、１つのプリーツ１２６の第１プリーツ脚部２１６ａは、平坦な中間プリーツ部２１６ｃによって先行するプリーツ２１６の第２プリーツ脚部２１６ｂに接合される。
【００５８】
本開示の周囲プリーツが形成される時、プリーツ配置２００の直立プリーツ２１６は、図１１に示すオーバラップ状態に移動される。このオーバラップ状態では、各中間プリーツ部２１６ｃは、先行するプリーツ２１６’の第２脚２１６ｂの一部となる。例として、各プリーツ脚部２１６ａ、２１６ｂの高さが２．５４センチメートル（１．０インチ）であり、中間プリーツ部２１６ｃの長さが０．１２７センチメートル（．０５０インチ）である場合、図１８に示す結果として得られる周囲プリーツ２１６’は、各々、弧長が２．５４センチメートル（１．０インチ）である放射状内側プリーツ脚部と、弧長が３．８１センチメートル（１．５０インチ）である放射状外側プリーツ長とを有する。
【００５９】
図１２および図１３を参照すると、本開示のフィルタアセンブリの内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの周囲プリーツを形成するために使用される、参照数字３００によって示す別のプリーツ配列が示されている。プリーツ配列３００は直立プリーツ３１６を含み、その各々は、高さの等しい第１プリーツ脚部３１６ａおよび第２プリーツ脚部３１６ｂを有する。プリーツ配列３００では、１つのプリーツ３１６の第１プリーツ脚部３１６ａは、長さが等しく「ｌ」である２つの中間プリーツセグメント３１６ｃおよび３１６ｄを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツ３１６の第２のプリーツ脚部３１６ｂに接合される。このため、プリーツ配列３００は、本質的に交互の高いプリーツおよび低いプリーツから構成されるＷ型構造の形態をとる。
【００６０】
本開示の周囲プリーツが形成される時、２つの中間プリーツセグメント３１６ｃおよび３１６ｄは、矢印「ｘ」によって示す方向に移動することにより、広げられるか、折り畳まれるか、または他の方法で平坦化される。そして、プリーツ３１６はオーバラップ状態になるように移動される。図１４および図１５に示すこの状態では、２つの中間プリーツセグメント３１６ｃおよび３１６ｄは、先のプリーツ３１６の第２脚３１６ｂの一部となる。例として、各プリーツ脚部３１６ａ、３１６ｂの高さが２．５４センチメートル（１．０インチ）であり、各中間プリーツセグメント３１６ｃ、３１６ｄの長さが０．６３センチメートル（０．２５インチ）である場合、結果として得られる周囲プリーツ３１６’は、弧長が２．５４センチメートル（１．０インチ）である放射状内側プリーツ脚部と、弧長が３．８１センチメートル（１．５０インチ）である放射状外側プリーツ脚部と、を有する。
【００６１】
フィルタスリーブの近接するプリーツ面を一定の間隔で離して配置された関係で維持するために、プリーツ配列３００のＷ型構造を採用することができ、それにより、それらはフィルタスリーブの軸長の大部分にわたって互いに接触せず、そのため、スリーブ内を流れるのに制限がより少ない、ということが考えられる。この場合、面対面のプリーツ接触は、２つのフィルタスリーブの両端において主に発生し、そこでは、スリーブが、エンドキャップに封止されるかまたは他の方法で付着される。別法として、Ｗ型複合物によって形成される周囲プリーツを、中間プリーツが平坦化された状態で維持されるように、スポット溶接または同様の技法を用いて適所に固定することができる、ということが考えられる。
【００６２】
図１６および図１７を参照すると、本開示のフィルタアセンブリの内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの周囲プリーツを形成するために使用される、参照数字４００によって示す別のプリーツ配列が示されている。プリーツ配列４００は、各々が第１プリーツ脚部４１６ａおよび第２プリーツ脚部４１６ｂを有する、直立プリーツ４１６を含む。プリーツ配列４００では、各プリーツ４１６の第１プリーツ脚部４１６ａは、各プリーツ４１６の第２プリーツ脚部４１６ｂより長い。さらに、１つのプリーツ４１６の第１プリーツ脚部４１６ａは、長さの異なる２つの中間プリーツセグメント４１６ｃおよび４１６ｄを含む中間プリーツ部によって、先行するプリーツ４１６の第２プリーツ脚部４１６ｂに接合される。先行する中間プリーツセグメント４１６ｃの長さが、後続する中間プリーツセグメント４１６ｄの長さより短いことが好ましい。
【００６３】
中間プリーツセグメント４１６ｃ、４１６ｄは非対称であり、そのため、より長い後続するセグメント４１６ｄの長さに沿って優先的な折畳みゾーンが画定される。周囲プリーツ４１６’が形成される時、２つの中間プリーツセグメント４１６ｃおよび４１６ｄは、矢印「ｘ」によって示す方向に移動することによって折り畳まれるかまたは他の方法で平坦化され、図１８に示すように先行するプリーツ４１６’の第２脚４１６ｂの一部となる。
【００６４】
本開示の周囲プリーツ付きバッグ式フィルタアセンブリを、いくつかの目下好ましい実施形態に関して説明したが、当業者は、添付の特許請求の範囲によって画定されるような本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、それに対して変更および変形を行ってもよい、ということを容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本開示の目下好ましい実施形態によって構成されるフィルタアセンブリの斜視図であり、フィルタエレメントを形成する内側周囲プリーツ付きフィルタスリーブおよび外側周囲プリーツ付きフィルタスリーブを明らかにするために、フィルタエレメントを包囲する外側シースの一部が切り取られており、プリーツ付きフィルタスリーブが、そのプリーツ構造およびそれらの間に画定される流体通路を明らかにするために部分的に切断されている。
【図１ａ】図１に示すプリーツ付きフィルタスリーブの拡大局部斜視図であり、各スリーブのプリーツの部分は、プリーツ付き複合物を形成する上流排液／支持層、下流排液／支持層および複数のろ材層を示すために分割されている。
【図２】図１のフィルタアセンブリの平端面図であり、プリーツ付きフィルタスリーブ間に画定される流体通路内に流体を流す複数の周囲に一定の間隔で離して配置された弓形入口ポートを含む、フィルタアセンブリの上端に配置された入口キャップの構造的特徴を示す。
【図２ａ】図２に示す開放入口キャップと比較して閉鎖入口キャップを含む、本開示のフィルタアセンブリの部分斜視図である。
【図３】図１のフィルタアセンブリの底端面図であり、プリーツ付きフィルタスリーブ間に画定される通路を閉鎖する環状端面を有する、フィルタアセンブリの下端に配置されたエンドキャップの構造的特徴を示す。
【図４】フィルタアセンブリの拡大局部端面図であり、内側フィルタスリーブのプリーツ構造を明らかにするためにエンドキャップの一部が分離されており、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、互いに当接し、それにより、１つのプリーツの頂部が隣接するプリーツの基部に続いている。
【図５】フィルタアセンブリの拡大局部端面図であり、内部フィルタスリーブのプリーツ構造を明らかにするためにエンドキャップの一部が分離されており、内側フィルタスリーブおよび外側フィルタスリーブの隣接する周囲に配置された弓形プリーツが、互いに部分的にオーバラップしている。
【図６】線６−６に沿った図２に示す入口キャップの一部の断面図であり、フィルタエレメントの内側スリーブおよび外側スリーブが入口キャップに固定される方法を示す。
【図７】線７−７に沿った図３に示すエンドキャップの一部の断面図であり、フィルタエレメントの内側スリーブおよび外側スリーブがエンドキャップに固定される方法を示す。
【図８】圧力容器とともに配置される本開示のフィルタアセンブリの断面図であり、一連の矢印が、フィルタアセンブリを通る流体の方向付き流路を示す。
【図９】高さの等しい第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する直立プリーツを含む、本開示の周囲プリーツを形成するために使用されるプリーツ配列の斜視図であり、１つのプリーツの第１プリーツ脚部が、平坦な中間プリーツ部によって先行するプリーツの第２プリーツ脚部に接合される。
【図１０】図９に示すプリーツ配列の平面図である。
【図１１】図９および図１０のプリーツ配列を、各中間プリーツ部が先行するプリーツの第２脚の一部となるオーバラップ状態に移動させることによって形成される周囲プリーツの斜視図である。
【図１２】高さの等しい第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する直立プリーツを含む、本開示の周囲プリーツを形成するために使用される別のプリーツ配列の斜視図であり、１つのプリーツの第１プリーツ脚部が、長さの等しい２つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって先行するプリーツの第２プリーツ脚部に接合される。
【図１３】図１３に示すプリーツ配列の平面図である。
【図１４】図１２および図１３のプリーツ配列を、長さの等しい２つの中間プリーツセグメントが先行するプリーツの第２脚の一部となるオーバラップ状態に移動させることによって形成される周囲プリーツの斜視図である。
【図１５】図１４に示す周囲プリーツの平面図である。
【図１６】高さの異なる第１プリーツ脚部および第２プリーツ脚部を有する直立プリーツを含む、本開示の周囲プリーツを形成するために使用される別のプリーツ配列の斜視図であり、１つのプリーツの第１プリーツ脚部が、長さの異なる２つの中間プリーツセグメントを含む中間プリーツ部によって先行するプリーツの第２プリーツ脚部に接合される。
【図１７】図１６に示すプリーツ配列の平面図である。
【図１８】図１６および図１７のプリーツ配列を、長さの異なる２つの中間プリーツセグメントが先行するプリーツの第２脚の一部となるように平坦化されるオーバラップ状態に移動させることによって形成される周囲プリーツの斜視図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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