(57)【要約】  エアクリーナ装置が示される。エアクリーナ装置は、積層構造でメディアの帯体が配置された、保守可能なフィルタカートリッジを備える。メディアの帯体の各々は波形のシートが表面シートに固定されて構成される。エアクリーナ装置内に配置された好ましいフィルタカートリッジが示される。
2008526507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアクリーナ装置であって、
（ａ）  内部空間を画定し、吸気部と、排気部と、互いに向かい合うフランジによって画定されるハウジング分離領域と、を有するハウジングを備え、
（ｉ）  前記排気部は排気口を有し、
（ｉｉ）  前記吸気部は吸気口を有し、
（ｂ）  前記ハウジングの内部空間に配置されたフィルタカートリッジを備え、前記フィルタカートリッジが、
（ｉ）  互いに向かい合う吸気面及び排気面を有するメディアパックを構成する、溝付きメディアを表面シートに固定した帯体の積層体と、
（ｉｉ）  前記吸気面及び排気面のいずれかと平行ではない面上で、前記メディアパックを囲むハウジングシール部と、を備え、
（ｉｉｉ）  前記フィルタカートリッジが、前記排気面と前記排気口との間の角度Ｘが少なくとも１０度あり、かつ、８０度以下となるように配置されているエアクリーナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記ハウジングシール部が、前記フィルタカートリッジの前記排気面に対して、少なくとも５度である角度Ｙをなして延在していることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエアクリーナ装置であって、
前記フィルタカートリッジは、前記メディアパックの容積の少なくとも１０％が前記吸気部に位置するように配置されていることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記吸気口は吸気管を備え、前記排気口は排気管を備え、前記吸気管と前記排気間とは前記ハウジングの残りの部分から互いに反対方向に延設されていることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記フィルタカートリッジは、前記排気部に指向した頂部と、前記吸気部に指向した、対角の頂部と、を有し、
（ｂ）  前記メディアパックの容積の少なくとも５％が前記排気部に位置していることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記排気部は、前記吸気部の上方に位置していることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
前記メディアパックは、閉塞され、積層された構造であることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記メディアパックは、互いに向かい合うサイドパネルを含み、
（ｂ）  前記ハウジングシール部は、前記メディアパック及び前記サイドパネルの周りに延在していることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記ハウジングの前記吸気部は、前記メディアパックの前記サイドパネルと係合する棚構造を有することを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記ハウジングシール部と前記排気面との間の角度Ｙは、１０度であることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記ハウジングシール部は、シールベースに設けられた軸方向シールフランジを備え、
（ｉ）  前記シールベースは、前記メディアパックと前記サイドパネルに設けられ、
（ｉｉ）  前記軸方向シールフランジと前記シールベースは、前記軸方向シールフランジと前記メディアパックと前記サイドパネルとの間の収容谷部を画定し、
（ｂ）  前記ハウジングの前記排気部は、前記収容谷部内に入り込む突出構造を有することを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記サイドパネルは一体成型され、
（ｂ）  前記ハウジングシール部は一体成型されたことを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記サイドパネルは、圧縮可能な発砲ポリウレタンから構成され、
（ｂ）  前記ハウジングシール部は、実質的に圧縮可能な発砲ポリウレタンのみから構成されることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記排気部は、前記ハウジングシール部内に突出するよう配設されたシールリブを有することを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のエアクリーナ装置であって、
（ａ）  前記シールリブは、当該リブと当接する前記ハウジングシール部の一部の非圧縮時の厚さの少なくとも２％に相当する量だけ、前記ハウジングシール部内に突出する寸法を有していることを特徴とするエアクリーナ装置。
【請求項１６】
フィルタカートリッジであって、
（ａ）  吸気面及び排気面を有するメディアパックを備え、
（ｉ）  前記メディアパックは、表面メディアに固定された波形メディアの積層体を備え、
（ｂ）  前記排気面に対して、少なくとも５度である角度Ｙをなして延在するシール面を画定するハウジングシール部を有することを特徴とするフィルタカートリッジ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のフィルタカートリッジであって、
（ａ）  前記角度Ｙは、８度以上４５度以下であり、
（ｂ）  前記ハウジングシール部は一体成型されたものであることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【請求項１８】
請求項１７に記載のフィルタカートリッジであって、
（ａ）  前記角度Ｙは、８度以上２０度以下であることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【請求項１９】
請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載のフィルタカートリッジであって、
（ａ）  前記メディアパックは、互いに向かい合うサイドパネルを含み、
（ｂ）  前記ハウジングシール部は、前記メディアパック及びサイドパネルの周りに延在していることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【請求項２０】
請求項１６乃至１９のいずれか１項に記載のフィルタカートリッジであって、
（ａ）  前記メディアパックは、メディアの帯体の、閉塞され、積層された構造であり、
（ｂ）  前記ハウジングシール部は、実質的に発砲ポリウレタンのみから構成されたことを特徴とするフィルタカートリッジ。
【請求項２１】
請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載のフィルタカートリッジであって、
（ａ）  前記角度Ｙが１０度であることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国を除く全ての指定国において米国企業であるドナルドソン  カンパニー，インコーポレイティドを出願人として、２００６年１月１２日に出願されたＰＣＴ国際特許出願であり、グレゴリー  エル．  ライヒター、ウェイン  アール．  ビショップ、ベニー  ケビン  ネルソン、ダレル  ウェグナー、ブルース  クレンショウ、ウラジミール  クラドニトスキー、トーマス  ジー．  ミラー、ドナルド  レイモンド  モーク、ケヴィン  シュレイジ、リチャード  ジェイ．  オーセンドルフ、  ブラッドリー  エー．クエンペル、トーマス  ジョン  ランドグレン、ジョーダン  エス．  フラーグスターは、いずれも米国民である。本願は、２００５年１月１３日に出願された米国仮出願６０／６４４、０９４号の開示を含む。この６０／６４４、０９４号出願の開示は全て本書に組み入れられる。上記６０／６４４、０９４仮出願及び出願日の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、エアクリーナに関する。本発明は、特に、ｚ−フィルタメディアを用いたメディアパックを備えたエアクリーナに関し、ｚ−フィルタメディアは、表面シートに溝付き（例えば波形）のメディアシートを固定してメディアパックを構成する。更に詳細には、本発明は、実用的なフィルタカートリッジ装置、特に、エアクリーナで使用されるメディアパックに関する。また、エアクリーナ、組立方法、使用方法、及び使用システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
気流は汚染物質を運び得る。多くの場合、気流から汚染物質の一部又は全てを除去することが要求される。例えば、自動車又は発電設備に用いられるエンジンへのガス流（例えば、燃焼用空気）、ガスタービンシステムへのガス流、及び種々の燃焼炉への気流は、除去すべき粒子状の汚染物を運ぶ。そのようなシステムでは、汚染物質を選択的にガスから除去する、又はそのレベルを低減することが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
汚染物質を除去する種々のエアフィルタ装置が開発されているが、更なる改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一部によれば、エアクリーナ又はエアクリーナに用いられるフィルタカートリッジに用いられる特徴が提供される。上記特徴は、システムの提供に用いることができるが、いくつかの有利な構成は上記特徴の中から選択された一つの特徴のみを使用することで構成することもできる。また、組立方法及び使用方法も提供される。
【０００６】
本発明の一側面によれば、エアフィルタカートリッジに使用され、若しくは、エアフィルタカートリッジとして使用するために好ましいメディアパックが提供される。前記メディアパックは、互いに向かい合う流気面と、互いに向かい合う側部とを有する、積層されたｚ−フィルタ装置を備える。一対の前記互いに向かう側部において、積層された帯体の端部は、例えば、端部部品によってシールされる。前記端部部品は例えば一体成型された端部部品であるが、これに限られない。この成型された端部部品は、例えば、成型されたポリウレタンからなる。また、有用なハウジングシール部が提供される。このハウジングシール部は、一体成型されたシール部とすることができる。
【０００７】
また、保守部品としてのフィルタカートリッジを用いたエアクリーナが提供される。更に、エアクリーナシステムの特徴、及び、例えば使用環境の特徴が示す。更に、組立方法及び使用方法を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜１．Ｚ−フィルタメディアの一般的な構成＞
本実施形態によるエアクリーナは、ｚ−フィルタメディア構造を採用する。概して、ここで言う「ｚ−フィルタ構造」という用語及びその関連用語は、波形、ひだ状、若しくは他の形状のフィルタ溝が、メディアに流体流を通過させるための、例えば、互いに平行に延びた、吸気口及び排気口を有するフィルタ溝の組を規定するために用いられたフィルタ構造を指す。濾過の間、流体は、メディア上で、互いに向かい合う吸気端部と排気端部との間を溝の長手方向に沿って（または流気面を）流れる。ｚ−フィルタメディアの例は、米国特許５８２０６４６号、５７７２８８３号、５９０２３６４号、５７９２２４７号、５８９５５７４号、６２１０４６９号、６１９０４３２号、６３５０２９６号、及び６１７９８９０号及び６２３５１９５号に示される。これらの１０件の文献の開示の全ては、本書に組み入れられる。
【０００９】
ある形式のｚ−フィルタメディアは、互いに接合されてメディア構造を形成する２つの分離したメディア部品を用いる。その２つの部品は、
（１）溝付き（例えば波形）メディアシート、及び
（２）表面メディアシートである。表面メディアシートは、一般的には波形ではないが、波形としてもよく、例えば、２００４年２月１１日に出願された米国仮出願６０／５４３８０４号（本書に組み入れられる）で述べられているように、溝の方向に垂直に、波形が付けられていてもよい。
【００１０】
ここで述べる好ましい例では、メディアパックは、積層された帯体を備える。各帯体は、単表面帯体とも呼び、溝付き（波形）シートを表面シートに固定した部位である。各帯体は、概ね（若しくはほとんど）他の帯体に対して平行な面上を延びる。そのような構成は、例えば、２００４年８月６日に出願された米国仮出願６０／５９９６８６号、２００４年８月９日に出願された米国仮出願６０／６０００８１号、２００４年８月１８日に出願された米国仮出願６０／６０２７２１号、２００４年１０月５日に出願された米国仮出願６０／６１６３６４号に開示され、これらの開示の全ては本書に組み入れられる。本実施形態は、例えば、米国仮出願６０／６１６３６４号の図６及びこれに関連する明細書の記載に関連する。本発明による積層構造は、概して、当該記載に従って作成できる。
【００１１】
ここで示す構成は、「閉塞された」積層構造であり、積層構造の各端部又は側面は、隣接する面と垂直に延びる。そのような構成は、例えば、２００４年１０月５日に出願された米国仮出願６０／６１６３６４号の図６に示される。他の構造として、例えば、閉塞されていることの代わりに、単表面シートの層が互いにオフセットされて積層され、傾斜構造を形成する。
【００１２】
代表的な構成では、溝は、吸気面とこれと反対側の排気面との２つの互いに向き合う流気面の間を延びる。帯体の互いに向かい合う端部は、一般にはシールされ、例えば、端部部品をその中に固定することによってシールされる。これは、例えば、米国仮特許出願６０／６１６３６４号の図６４に開示されている。
【００１３】
ハウジングのシールは、後述するように、メディアパックとエアクリーナハウジングとの間に設けられる。
【００１４】
＜２．溝付きのメディアを用いた積層メディア構造の製造の概略＞
溝付きのメディアを用いた積層メディア構造を製造する方法は、米国仮出願６０／６１６３６４号の第２章に開示されている。そのような技術は、本実施形態による構成で利用可能なメディアパックを生成するために利用することができる。
【００１５】
＜３．エアクリーナシステムの例（図１〜図１３）＞
＜Ａ．有用な一般システム＞
ここで述べる原理及び構成は、種々のシステムに用いることができる。システムの例は、概略的に図１において１で示される。図１においては、例えば、５０ｃｆｍ（立方フィート／分）から２０００ｃｆｍ（すなわち、１．４〜５７  立方メータ／分）の範囲のような、規定された割合の空気流が要求されるエンジン３を有する自動車２ａのような装置２が、概略的に示されるが、これに限られない。装置２は、例えば、バスやハイウェイトラック、オフロード車、トラクター、小型又は中型トラック、又はパワーボートのような海用の乗物を含み得る。エンジン３は、燃料の燃焼により装置２を駆動する。図１では、領域５のエアインテークでエンジン３内に流入する気流が示される。選択的に設けられるターボ６は破線で示され、ターボ６はエアインテークからエンジン３への気流を過給する。ターボ６は、エアクリーナ１０の下流に示されているが、これに限られない。
【００１６】
エアクリーナ１０は、保守可能（取り外し・交換可能）なフィルタカートリッジ１２を有し、エンジン３への流入空気流上に示されている。一般に、運転中、空気は、矢印１４方向にエアクリーナ１０に入り、フィルタカートリッジ１２を通過する。エアクリーナ１０を通過する過程で、選択された粒子及び汚染物質が空気から取り除かれる。清浄化された空気は、その後、矢印１６で示される下流方向に流れてインテーク５に入る。そこから、気流は、エンジン３内に向けられる。
【００１７】
一般的なエアクリーナ１０において、フィルタカートリッジ１２は保守部品である。すなわち、カートリッジ１２は、エアクリーナ１０内で取り外し可能であり、交換可能である。これにより、カートリッジ１２が、その手入れが必要なほどに埃又は他の汚染物質で満たされた際に、エアクリーナ１０の残りの部分はそのままで、カートリッジ１２を、取り外し、交換によって、保守できる。
【００１８】
＜Ｂ．エアクリーナの例（図２〜図１３）＞
図２は、本実施形態によるエアクリーナ装置の概略的な断面図である。図２を参照して、エアクリーナ装置５０は、吸気部５１及び排気部５２を有するハウジング５０ａを備える。吸気部５１及び排気部５２は、ハウジング分離領域５３に沿って、互いに固定される。クランプ５４又は他の部品は、分離領域５３の接続のために用いられる。
【００１９】
同図に示す構成では、ハウジング分離領域５３は、吸気部５１に設けたフランジ５５、及び、排気部５２に設けたフランジ５６を備え、これらは互いに組み合わされる寸法及び形態を有している。クランプ５４を外すことにより、フランジ５５、５６（それに伴って、部分５１、５２）が分離可能となり、ハウジング５０ａの内部空間にアクセスして保守できる。
【００２０】
吸気部５１は、吸気口５８と、フィルタカートリッジ収容部５９と、を含む。排気部５２は、フィルタカートリッジ収容部６９と、排気管７０と、を含む。
【００２１】
同図に示す構成では、吸気管５８と排気管７０とは、概ね、互いに反対方向に延びているが、これに限られない。
【００２２】
一般的な装置では、排気管７０内、又は組み合わされる配管内、若しくは近傍部分７２において、気流量検出システム（ＭＡＦＳ）のプローブが配置され、排気管７０内の気流が計測される。
【００２３】
図３において、エアクリーナ５０の側面図が示される。図４において、吸気口５８側から見たエアクリーナ５０の端部の図が示される。図４において、エアクリーナハウジング５０ａの内部に配置されたフィルタカートリッジ６０の一部が示される。
【００２４】
図５はハウジング５０ａの概略図である。ハウジング５０ａは、透視図で示されるため、内部に配置されたフィルタカートリッジ６０が見えている。図５を参照して、カートリッジ６０は、ｚ−フィルタメディアパック６１を備え、ｚ−フィルタメディアパック６１は、吸気面６２、排気面６３、互いに向かい合う端部６４、６５、及び、互いに向かい合う一対の面６６、６７を有する。端部６４、６５は、概して、メディアパック６０を形成する単表面メディアの端部を閉じる端部シール部に対応する。
【００２５】
互いに向かい合う面６６、６７は、実質的に閉じられていないように示されるが、シート材又は保護カバーをこれらの部位に設けてもよい。
【００２６】
概して、空気は、吸気面６２でメディアパック６１に入り、反対側の排気面６３に出ることによって、濾過される。
【００２７】
図６は、図５で示した構成５０の側面図を示す。図７は、図６で示す構成の断面図を示す。
【００２８】
エアクリーナハウジング５０ａの構成及びその内部におけるカートリッジ６０の配置は、領域７２において、望ましくない程度の乱気流が発生することが回避されるようになされることが望ましく、該乱気流はＭＡＦＳの動作に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、次のようにすることができる。
【００２９】
１．カートリッジ６０の積層構造として、表面メディアに固定した波形メディアをコイル状に構成した積層構造は避け、むしろ、表面シートに固定した波形シートの帯体の積層体を用い、各帯体が他の帯体と少なくともほとんど平行な面上に位置するようにする。
【００３０】
２．図６の排気面６３を、分離領域５３の面と同じではなく、排気管７０に対して傾斜するように配置する。好ましくは、排気面６３と排気管７０との間の角度Ｘが、少なくとも１０度、代表的には１５度であり、また、１５度以上８０度以下、例えば、１５度以上４０度以下である。図２に概略を示した通り、様々な構成によりカートリッジ６０を配置することができる。
【００３１】
図８は搭載例を示す。図８を参照して、ハウジングシール部８０は、カートリッジ６０のメディアパック６１上に示される。シール部８０は、シールするために、フランジ５５とフランジ５６との間に配置して構成することができる。シール部８０は、吸気面６２及び排気面６３と平行でない平面上に位置しており、図６の６６で示す面に対応する面を横切って延びている。一般に、この面は表面材料又は溝付き（例えば波形）材料のシートの一番目であり、その反対面は、一般に表面材料又は溝付き（例えば波形）材料のシートの２番目であるが、カバーや他の材料を設けることもできる。
【００３２】
シール部８０と排気面６３との間の角度は、概して図８のＹで示され、例えば、少なくとも５度、通常は、例えば、８度以上〜４５度以下、例えば、８度以上〜２０度以下である。
【００３３】
なお、図１及び図２の構成においては、メディアパック８１の体積の少なくとも１０％が、吸気部５１及び排気部５２にそれぞれ位置している。少なくとも１５％がそれぞれに位置する場合もある。
【００３４】
図７を参照して、同図の構成では、カートリッジ６１の頂部９０が、最も高い位置に位置している。頂部９０は、排気面６３と端部６４との間に形成された角部又は頂点である。
【００３５】
同様に、頂部９１は、部分５９に位置しており、すなわち、最も低い位置にある。頂部９１は、反対側の頂部９０と対角となる角部であり、吸気面６２と端部６５との間の角部である。
【００３６】
図９を説明する。図９は、カートリッジ６０として使用できるフィルタカートリッジ９５の概略的な透視図である。図９を参照して、カートリッジ９５は、互いに向かい合う面９８、９９を有するメディアパック９６を備える。メディアパック９６は、代表的には及び好ましくはｚ−フィルタメディアの帯体の、閉塞された積層構造を備え、各帯体は表面シートの一部に波形シートの一部を固定して構成される。帯体の端部は、互いに向かい合う端面１０１、１０２を形成する。端面１０１、１０２は、一般にはシールされ、例えば端部部品で覆われる。
【００３７】
ハウジングシール部１０５が図示されている。ハウジングシール部１０５は、それぞれ、端部１０１、１０２を交差して延びる部分１０６、１０７を含む。ハウジングシール部１０５は、また、ハウジングと係合する延長部１１０及び反対側の延長部１１１（図９では不図示）を含む。
【００３８】
図１０は、カートリッジ９５の側面図を示す。図１０は、反転せずに図６の１２２側から見たものである。図１０において、端部１０１と端部１０２との間に延びた一対の空間拡張部、すなわちスペーサ１１７が示されている。第２の対もまた、反対側に配置することができ、すなわち、表面１１２と反対側の、図１１の表面１１３上に配置することができる。
【００３９】
図１１は、端部部分１０７側から見た図である。図１２は端部部分１０６側から見た図である（図９に対して反転させたもの）。図１３は排気面９９側から見た図である。
【００４０】
図１０〜図１３において、寸法例がミリメートル単位（括弧内はインチ単位）でで示されるが、これに限られず、種々の寸法が用いられ得る。
【００４１】
＜４．エアクリーナシステムの第２の例（図１４〜図２３）＞
図１４から図２３は、エアクリーナシステムの第２の例を示す。図１４から図１９は、エアクリーナ装置２００を示す。図２０から図２３には、エアクリーナ２００に使用でき、取り外し及び交換可能なフィルタカートリッジ２０１が示されている。エアクリーナ２００の特徴の多くは、図２から図８を参照して前述したエアクリーナ５０の特徴と同様であり、その特徴の多くは、図１４から図１９に示した参照番号と同じ参照番号が付されている。すなわち、エアクリーナ装置２００は、吸気部５１及び排気部５２を含むハウジング５０ａを備える。吸気部５１及び排気部５２は、ハウジング分離領域５３に沿って、互いに固定される。クランプ５４は、分離領域５３を固定するために用いられる。図１９を参照して、ハウジング分離領域５３は、ハウジング分離領域５３は、吸気部５１に設けたフランジ５５、及び、排気部５２に設けたフランジ５６を備え、これらは互いに組み合わされる寸法及び形態を有している。クランプ５４を外すことにより、図１４から図１８に示すように、フランジ５５、５６（それに伴って、部分５１、５２）が分離可能となり、ハウジング５０ａの内部空間にアクセスして保守できる。これにより、図１９に示すカートリッジ２０１を保守でき、例えば、交換できる。
【００４２】
吸気部５１は、空気流の吸気口５８と、フィルタカートリッジ収容部５９と、を含む。排気部５２は、フィルタカートリッジ収容部６９と、排気管７０と、を含む。同図に示す構成では、吸気管５８と排気管７０とは、概ね、互いに反対方向に延びているが、これに限られない。
【００４３】
この装置では、排気管７０内、又は組み合わされる配管内、若しくは近傍部分７２において、気流量検出システム（ＭＡＦＳ）のプローブが配置され、排気管７０内の気流が計測される。
【００４４】
図１９を参照して、以下の特徴を説明する。まず、ハウジングの部分５１は、棚部２１１、２１２を有する下部支持突出部、すなわち棚構造２１０を含む。フィルタカートリッジ２０１がハウジング５０ａ内に配置されると、互いに向き合うサイドパネル２１５、２１６は、それぞれ突出部２１１、２１２に載置され、支持される。すなわち、カートリッジ２０１は、シール部品２２０により吊り下げられた状態ではない。むしろ、カートリッジ２０１は、パネル２１５、２１６と突出構造２１０との係合によって支持される。
【００４５】
フィルタカートリッジ２０１は、図２０から図２３を参照することで説明される。まず、図２０を参照して、カートリッジ２０１は、サイドパネル２１５及び２１６を有するメディアパック２３０を備える。メディアパック２３０は、概して、溝付き（波形）メディアを表面メディアに固定した単表面材料の積層構造を備え、互いに向かい合う上流側及び下流側の溝のシール部が、上述したように、互いに向かい合う面２３５、２３６の間を延びる一連の吸気溝及び排気溝を画定するように設けられる。これは、面２３５から入る未濾過の空気が、メディアを通過せずに濾過されないまま、面２３６から出て行くこを防止する。図２０に示すメディアパック２３０は、「閉塞された」積層構造を有し、面ないし側面は傾斜しておらず、むしろ、各面が隣接する面に対して９０度である。もちろん、前述したように、傾斜した構成も採用可能である。
【００４６】
図２０の例では、面２３５は、排気面をなし、反対側の面２３６は濾過された空気の排気面である。パネル２１５、２１６は、代表的に及び好ましくは一体成型され、メディアパック２３０の単表面帯体の端部をシールする。また、パネル２１５、２１６は、発泡ポリウレタンのようなポリウレタンから成型することができる。
【００４７】
代表的な構造では、同じ型が、２段階の成型工程で、パネル２１５、２１６のために用いられる。
【００４８】
図２０を参照して、フィルタカートリッジ２０１は、その周囲にハウジングシール部２２０を備える。このシール部２２０は、メディアパック２３０の全周にわたって延設されており、メディアパックを上流部２３０ｕと下流部２３０ｄとに区分けしている。代表例として、シール部２２０は一体成型されたシールであり、例えば、発砲ポリウレタン等の高分子材料の成型物であり、例えば、メディアパック２３０にパネル２１５及び２１６を配置したのち、ワンショット成型処理により形成される。シール部２２０は、外側フランジ２４０を備え、この外側フランジ２４０は、カートリッジ２０１が図１９に示すハウジング５０ａ内に配置された場合、フランジ５５及び５６の間で圧縮されてシールを形成する。そのような圧縮シールは、シール部材２２０に作用する圧縮力が、メディアパック２０１を通過する気流の方向と略平行であることから、ここでは、「軸方向」シールと呼び、又は同様の用語を用いる。
【００４９】
ここで述べるハウジングシール部の例は、内部に剛構造部材を有しておらず、それぞれ、ポリウレタンのような単一の重合体の材料で成型される。すなわち、ハウジングシール部２２０は、例えば、発砲ウレタンのような、実質的にポリウレタンの成型物のみから構成することができる。
【００５０】
図２１を参照して、シールフランジ２４０は、上述した通り、概ね、排気面２３６に対して角度Ｙをなして延びており、角度Ｙは例えば少なくとも５度、通常は、８度以上４５度以下であり、例えば、８度以上２０度以下である。また、同図の例では、例えば、８度〜１５度であり、例えば、約１０度である。更に一般化すれば、角度Ｙは０度より大きく、４５度以下である。
【００５１】
図２２及び図２３には、パネル２１５、２１６の構成が示されている。この例では、各パネル２１５は、互いに向かい合う縁２１５ａ、２１５ｂを有し、縁２１５ａは、吸気面２３５に隣接しており、縁２１５ｂは、排気面２３６に隣接している。縁２１５ａ及び縁２１５ｂは、メディアパックの隣接面を越えて延びる突出領域２１７を備える。これらの領域２１７は、図１９に示すハウジングと係合して、取り付けられている間、カートリッジの位置決めをする。縁２１５ａに沿った領域２１７は、図１９に示す棚部２１１と係合する。縁２１５ｂに沿う領域２１７は図１９に示すカバーの棚部２５０と係合し、不意にカートリッジが動かないようにする。棚部２１５は、棚部２１１と向かい合っており、パネル２１５は、その間に固定される。
【００５２】
図２３を参照して、パネル２１６も、同様に、突出部２１７を有する、互いに向かい合う縁２１６ａ、２１６ｂを含む。縁２１６ａに沿った突出部２１７は、取り付けられている間、図１９の棚部２１２に係合する。縁２１６ｂに沿った突出部２１７は、ハウジングと係合する構造とはなっていないが、必要であれば、棚構造を隣接する反対側の過度部に儲け、カートリッジ２０１の位置決めを行うようにしてもよい。
【００５３】
図１９は、シール部２２０の断面図を示す。シール部２２０はベース２６０を含み、ベース２６０はメディアパック２０１とパネル２１５、２１６とを拘束する。圧縮してシールを形成するフランジ２４０は、ベース２６０に設けられている。フランジ２４０は、例えば、ベース２６０の端部に成型され、これらは単一材料により同時成型されて接合される。
【００５４】
フランジ２４０とメディアパック２０１とパネル２１５、２１６との間には谷部２６１が設けられている。谷部２６１は、概して、ベース２６０側へ延び、フランジ２４０の少なくとも一部によって囲まれる。谷部２６０は、図１９で示されるように、取り付けられている間、フランジの突起部２７０を収容するように配設されている。フランジの突起部２７０は、ハウジングの部分５１、５２の１つに固定され、本例では、下流側のハウジングの部分５２に固定されている。
【００５５】
谷部２６１は、概して、その最大深さが少なくとも３ｍｍ、通常は少なくとも４ｍｍ、或いは、例えば、少なくとも５ｍｍである。同図の例では５〜１４ｍｍであるが、これには限られない。
【００５６】
さらに、図１９を参照して、フランジ５５は、取り付けられている間、シール部２２０を収容するように形成されている。フランジ５５は、取り付けられている間、フランジ２４０を囲む外側突出部２７５を含む。フランジ２７５は、取り付けられている間、カバー５２の一部に対して最下部に達するために十分な長さである。
【００５７】
さらに、図１９を参照して、カバー５２は、内側突出部２７０及び外側突出部２７８を含むフランジ構造５６を含む。内側突出部２７０は、上記の通り、谷部２６１内に入り込む寸法を有する。外側突出部２７８は、取り付けられている間、突出部２７５の周りに延設した寸法を有する。突出部２７０と突出部２７８との間に延びるフランジ２７９は、取り付けられている間、フランジ２７５が最下部に達することでと右折する面を有する。
【００５８】
なお、半径方向外方に突出したフランジ２７９は、突起２８０を有しており、突起２８０はシールを確立すべく、半径方向シールのフランジ２４０を押圧する寸法とされている。
この突起は、概して、図２１の互いに向かい合う壁２４０ａ及び２４０ｂ間で圧縮されるフランジ２４０の厚さの少なくとも２％に相当する距離だけ、フランジ２４０内に延びている。
【００５９】
図１９を参照して、角度Ｘは、排気面２３６と排気管７０との間の角度を示す。その角度は、例えば、少なくとも１０度、通常は少なくとも１５度であり、より多くの場合、１５度以上８０度以下、例えば、１５度〜４５度である。角度Ｘを設けたことで、排気面２３６は、排気管７０へ向けて傾斜している。メディアパックの頂点３００はハウジング５０ａ内においてメディアパック２０１の最も高い部位に相当し、排気管７０へ向けて傾斜した傾斜面２３６に位置している。
【００６０】
図１４から図２３の例の寸法例は以下の通りである。ＡＡ＝２１７．１ｍｍ、ＡＢ＝３２８．０ｍｍ、ＡＣ＝３０１．５ｍｍ、ＡＤ＝５００．９ｍｍ、ＡＥ＝３２８．４ｍｍ、ＡＦ＝１１２．１ｍｍ。
【００６１】
シール及び側面成型物の双方に利用可能な材料例は、ポリウレタンである。ポリウレタンの例としては、使用中に容積が増大する発砲ポリウレタンである。成型キャビティを満たすよう、（例えば、容積で少なくとも８０％）容積が少なくとも４０％増加するもので、成型後の密度が３０ｌｂｓ／ｃｕ．ｆｔ．（０．４８ｇ／ｃｃ）以下、例えば、２２ｌｂｓ／ｃｕ．ｆｔ．（０．３５ｇ／ｃｃ）以下、通常は１０ｌｂｓ／ｃｕ．ｆｔ．（０．１６ｇ／ｃｃ）〜２２ｌｂｓ／ｃｕ．ｆｔ．（０．３５ｇ／ｃｃ）の範囲内のものが好ましく、硬さ（ショアＡ）は、例えば３０以下であり、好ましくは２５以下、また、例えば、１０〜２０の範囲である。もちろん、上記範囲外のポリウレタンでも用いられ得るが、上記範囲内のものは製造や使用において有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態によるフィルタカートリッジ部品を有するエアクリーナ装置を用いたシステムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるエアクリーナ装置の概略断面図である。
【図３】図２に示すエアクリーナ装置の側面図である。
【図４】図２及び図３に示すエアクリーナ装置の端面図である。
【図５】ハウジング部を透視図として、内部に収容されたフィルタカートリッジ部品が見えるように表した、図２乃至図４に示すエアクリーナ装置の概略図である。
【図６】図５に示す構造の側面図である。
【図７】図６に示す構造の断面図である。
【図８】ハウジングのシール箇所を示した、図７と同様の概略断面図である。
【図９】図８の構造で用いることができるフィルタカートリッジの概略透視図である。
【図１０】図９に示す構造の側面図である。
【図１１】図９に示す構造の端面図である。
【図１２】図１１と反対側の端面図である。
【図１３】図９の構造の空気流面を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による、第２のエアクリーナの透視側面図である。
【図１５】図１４のエアクリーナの透視端面図である。
【図１６】図１４及び図１５のエアクリーナの入口側の端面図である。
【図１７】図１４及び図１５のエアクリーナの出口側の端面図である。
【図１８】図１４乃至図１７のエアクリーナの側面図である。
【図１９】図１７の線１９−１９に沿った断面図である。
【図２０】図１４乃至図１９のエアクリーナで用いることができるフィルタカートリッジの概略断面図である。
【図２１】図２０のフィルタカートリッジの側面図である。
【図２２】図２０のカートリッジの第１の端面図である。
【図２３】図２０のフィルタカートリッジの、反対側の第２の端面図である。
【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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【国際調査報告】
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