(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルターカートリッジの保持装置の取り付けを容易にし、ずれないように維持するフィルターカートリッジの組立方法及び装置を提供する。【解決手段】フィルターカートリッジ２０の製造方法では、複数のプリーツ２６に形成された濾過媒体２４を用意する。濾過媒体は、所定のプリーツ間隔の略管状構造に形成される。フィルターカートリッジは、フィルターカートリッジ内を一方向に流れる粒子含有流体流から粒子を除去するように構成されている。フィルターカートリッジはさらに、粒子含有流体流と実質的に逆方向に流れる洗浄流体流に定期的に付されるように構成されている。製造方法は、１以上の保持装置を濾過媒体に結合する工程も含む。保持装置は、溶融押出可能なポリマー材料から作成され、１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の作動温度に作動状態で曝露されたときのフィルターカートリッジの推定寿命を延ばすように構成されている。【選択図】図１
2008080334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の作動温度に作動状態で曝露されたときの当該保持装置の推定寿命を延ばすように構成された溶融押出可能なポリマー材料を含む保持装置。
【請求項２】
さらに、濾過媒体（２４）の外周に結合して、濾過媒体の長さ方向中心軸に略平行な方向での保持装置の移動の抑制及び濾過媒体の外周（２５）に略同心な方向での保持装置の移動の抑制の少なくともいずれかを促進するように構成されている、請求項１記載の保持装置。
【請求項３】
溶融押出可能なポリマー材料の１以上の層が押出によって濾過媒体（２４）に適用されている、請求項２記載の保持装置。
【請求項４】
保持装置がさらに、溶融押出可能なポリマー材料の１以上の層に埋設された１以上の補強構造（９４）を含む、請求項３記載の保持装置。
【請求項５】
１以上の保持装置を備えるフィルターカートリッジであって、上記保持装置が、１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の作動温度に作動状態で曝露されたときのフィルターカートリッジの推定寿命を延ばすように構成された溶融押出可能なポリマー材料を含む、フィルターカートリッジ（２０，９０）。
【請求項６】
当該フィルターカートリッジが、該フィルターカートリッジを一方向に流れる粒子含有流体流から粒子を除去するように構成されていて、該フィルターカートリッジは粒子含有流体流と逆方向に流れる洗浄流体流に定期的に付され、
フィルターカートリッジがさらに、所定のプリーツ間隔の略管状構造に形成された複数のプリーツ（２６）からなる濾過媒体（２４）を備えており、フィルターカートリッジがさらに、濾過媒体の軸方向第一端部に１以上の取付構造（６２）及び濾過媒体の軸方向第二端部に１以上の端部キャップ（６６）を備えていて、取付構造及び端部キャップによって濾過媒体が略管状構造に保持される、
請求項５記載のフィルターカートリッジ（２０，９０）。
【請求項７】
複数のプリーツ（２６）の各々が１以上の頂部（４２）を形成する１対の斜面（４４）を有し、保持装置が頂部の少なくとも１つと結合している、請求項６記載のフィルターカートリッジ（２０，９０）。
【請求項８】
保持装置が斜面（４４）の少なくとも１つと結合している、請求項７記載のフィルターカートリッジ（２０，９０）。
【請求項９】
保持装置が２以上の隣接プリーツ（２６）間に延在する部分（８４）を含む、請求項６記載のフィルターカートリッジ（２０，９０）。
【請求項１０】
保持装置がさらに、濾過媒体（２４）の外周（２５）に結合して、濾過媒体の長さ方向中心軸に略平行な方向での保持装置の移動の抑制及び濾過媒体の外周に略同心な方向での保持装置の移動の抑制の少なくともいずれかを促進するとともに、プリーツ（２６）同士が所定の間隔を保つように構成されている、請求項６記載のフィルターカートリッジ（２０，９０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にフィルターカートリッジに関し、特に保持ストラップを有するフィルターカートリッジの組立方法及び装置に関する。具体的には、本発明は、保持装置及び保持装置を有するフィルターカートリッジの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のフィルターカートリッジには、フィルターカートリッジ内を一方向に移動する粒子含有流体流から粒子を濾過するためプリーツ状濾過媒体を用いるものがある。公知の粒子含有流体流としては、特に限定されないが、石炭燃焼ボイラー、セメントキルン、アスファルトプラントなどでの高温ガス流がある。かかる高温ガス流では、長期間、ガス流の温度が約１３５℃（２７５°Ｆ）〜２０４℃（４００°Ｆ）となることがある。こうしたフィルターカートリッジは、粒子含有流体流の移動方向とは逆方向に洗浄流体のパルスを短期間濾過媒体に流す逆洗に頻繁に付される。かかるフィルターカートリッジは、「パルスプリーツ」型フィルターカートリッジと呼ばれる。洗浄流体パルスに付したときの濾過媒体の過度の移動を防止するため、フィルターカートリッジには、パルスプリーツ型フィルターカートリッジの周囲に何本かの保持ストラップを巻き付けたものもある。
【０００３】
しかし、パルスプリーツ型フィルターカートリッジ用の公知の保持ストラップは、フィルターカートリッジへの取り付けが困難であり、またストラップが最初に配置された軸方向相対的位置からずれることがある。例えば、公知の布製保持ストラップはフィルターカートリッジの濾過媒体の周囲に手作業で巻き付けなければならない。かかる布製保持ストラップは通例手作業で締め付け、保持ストラップの両端を重ね合わせる。次に、手作業で保持ストラップの所望の張力を維持しながら、保持ストラップの両端を接着又は固定する。
【０００４】
保持ストラップをフィルターカートリッジの所定の軸方向相対位置に維持することによって、洗浄流体パルスに付したときの濾過媒体の過度の移動から保護することができる。これは通例公知の接着剤を用いて達成される。しかし、保持ストラップに用いられる接着剤には、使用環境によって推定寿命が短いものがあり、保持ストラップがフィルターカートリッジの所定の位置から軸方向にずれることがある。
【特許文献１】米国特許第６９１１１４４号明細書
【特許文献２】米国特許第６７８７０３１号明細書
【特許文献３】米国特許第６５０８９３４号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様では、フィルターカートリッジの製造方法を提供する。この方法は、複数のプリーツ状に形成された濾過媒体を用意することを含む。濾過媒体は、所定の周方向プリーツ間隔をもつ略管状構造に形成される。フィルターカートリッジは、フィルターカートリッジ内を一方向に流れる粒子含有流体流から粒子を除去するように構成されている。フィルターカートリッジはさらに、粒子含有流体流と実質的に逆方向に流れる洗浄流体流に定期的に付されるように構成されている。本方法は、１以上の保持装置を濾過媒体に結合させることも含んでおり、保持装置は、１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の作動温度に作動状態で曝露されたときのフィルターカートリッジの推定寿命を延ばすように構成された溶融押出可能なポリマー材料から作られる。
【０００６】
本発明の別の態様では、保持装置を提供する。保持装置は、１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の作動温度に作動状態で曝露されたときのフィルターカートリッジの推定寿命を延ばすように構成された溶融押出可能なポリマー材料を含む。
【０００７】
本発明の他の態様では、フィルターカートリッジを提供する。フィルターカートリッジは１以上の保持装置を備える。保持装置は、１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の作動温度に作動状態で曝露されたときのフィルターカートリッジの推定寿命を延ばすように構成された溶融押出可能なポリマー材料を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、一実施形態に係るフィルターカートリッジ２０の概略斜視図である。図２は、図１のフィルターカートリッジ２０の概略側面図である。図３は、図２のフィルターカートリッジ２０の矢視３−３方向の断面図である。フィルターカートリッジ２０は、フィルターカートリッジ２０内を一方向に流れる粒子含有流体流（図示せず）から粒子を除去するように構成されている。一実施形態では、フィルターカートリッジ２０は大気汚染防止用途、例えば、特に限定されないが、石炭燃焼炉における煙道ガス流から粒状物を実質的に除去するバグハウスなどでの使用に特に適している。さらに、一実施形態では、フィルターカートリッジ２０は、公知のバグハウス（図示せず）のプレナム（図示せず）内に位置する管板２２に動作可能に取り付けられる。
【０００９】
或いは、フィルターカートリッジ２０は流体流からの粒子除去が必要とされるあらゆる用途に使用できる。さらに、フィルターカートリッジ２０は、粒子含有流体流の流れ方向とは逆方向の洗浄流体パルスに定期的に付される「パルスプリーツ」型のフィルターカートリッジである。例えば、一実施形態では、かかるパルス式洗浄流体は粒子を実質的に含まない高圧圧縮空気である。或いは、パルス式洗浄流体は、本明細書に記載のフィルターカートリッジ２０の作動に役立つ流体であればどのような流体でもよい。フィルターカートリッジ２０は、約３年の典型的な予想耐用年数で毎年３０００００回以上の洗浄パルスに付される。
【００１０】
フィルターカートリッジ２０は、長さ方向中心軸Ａを有する略円筒形の管状構造に形成された濾過媒体２４を含む。濾過媒体２４は、フィルターカートリッジ２０の外周２５で周方向に離隔した複数のプリーツ２６からなる。各プリーツ２６は、その径方向の最も外側に形成された頂部４２と、各頂部４２から径方向内側に延在する１対の側面４４とを含む。濾過媒体２４のプリーツ２６は必ずしも頑強ではなく、拘束手段がなければ、プリーツ２６は濾過媒体２４に洗浄流体パルスを流す際に径方向外側に動き易い。濾過媒体２４が径方向外側に過度に動くと、フィルターカートリッジ２０の濾過性能が低下しかねない。また、洗浄パルス又は典型的な濾過サイクルの際に、隣接するプリーツ２６が「潰れ」、一時的にくっつくおそれもある。隣接プリーツ２６同士がくっつくと、濾過媒体２４のその部分を通るガス流が一時的に阻止されるので、洗浄パルスや濾過作用が初期の効果を奏しなくなるおそれがある。そこで、濾過媒体２４を外周２５で拘束して、濾過媒体２４の過度の径方向移動やプリーツ２６の潰れを抑制するのが望ましい。
【００１１】
フィルターカートリッジ２０の軸方向第一端部に取付構造６２が設けられる。取付構造６２は、管板２２に形成された開口６４でのフィルターカートリッジ２０の取付けと密閉に役立つ。開口６４から、フィルターカートリッジ２０に粒子含有流体及びパルス状流体流が流れる。フィルターカートリッジ２０の反対側の軸方向第二端部に端部キャップ６６が設けられる。一実施形態では、取付構造６２及び端部キャップ６６は亜鉛めっき鋼材などの金属材料から作られる。ただし、取付構造６２及び端部キャップ６６は、本明細書に記載のフィルターカートリッジ２０の作動に役立つ材料であればどのような材料から製造してもよい。濾過媒体２４は、取付構造６２及び端部キャップ６６によって略管状構造に配置・維持される。濾過すべき粒子含有流体流に曝露したときに濾過媒体２４が内側に潰れるのを防止するため、濾過媒体２４の径方向内側に透過性支持体６８が配置される。
【００１２】
フィルターカートリッジ２０は複数の保持ストラップ８２も含む。保持ストラップ８２は、定期的な洗浄流体流を流す際に、濾過すべき流体流の流れとは逆の径方向外側方向への濾過媒体２４の径方向移動を制限し、プリーツの破裂又は致命的な変形のおそれを抑制する。保持ストラップ８２は互いに所定の間隔をなし、隣接プリーツ２６をフィルターカートリッジ２０の外周２５で所定の間隔に維持する。
【００１３】
一実施形態では、保持ストラップ８２は各々比較的高温での作動に耐える溶融押出可能なポリマー材料から製造される。かかる材料は、洗浄パルス時に濾過媒体２４の過度の径方向移動を限定するとともにプリーツ２６の頂部４２を所定の間隔に維持するのに十分な強度、耐疲労性、耐薬品性及び耐熱性を有する。例えば、かかる溶融押出可能なポリマー材料は、２０４℃（４００°Ｆ）以下の高い作動温度の環境で保持ストラップ８２の所定の耐用年数を延ばすのに有効である。さらに、保持ストラップ８２は、湿気や侵食性化学物質への繰返し曝露を始めとする苛酷な作動環境での所定の耐用年数を延ばすのに有効である。代表的な実施形態では、保持ストラップ８２は、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社（米国ジョージア州アルファレッタ）から市販のＲａｄｅｌ  Ｒ（登録商標）５０００系の熱可塑性ポリフェニレンスルホン樹脂から作られる。或いは、ストラップ８２は、ポリスルホン（ＰＳ）、例えばＳｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社から市販のＯｄａｌ（登録商標）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、例えばＴｉｃｏｎａ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社（米国ケンタッキー州フロレンス）から市販のＦｏｒｔｏｎ（登録商標）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、例えばＧＥ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社（米国マサチューセッツ州ピッツフィールド）から市販のＵｌｔｅｍ（登録商標）を始めとして、本明細書に記載のフィルターカートリッジ２０の作動に役立つ任意の溶融押出可能なポリマー材料から作成できる。
【００１４】
また、一実施形態では、かかる耐熱性溶融押出可能なポリマー材料は、保持ストラップ８２が曝露される上述の比較的高い作動温度で十分な強度及び耐衝撃性を有する。さらに、かかる材料は、比較的高い作動温度での化学薬品や水分による材料強度及び耐衝撃性の劣化に対して十分な耐性をもつ。好ましい熱可塑性ポリフェニレンスルホン樹脂は、Ｓｏｌｖａｙ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社（米国ジョージア州アルファレッタ）から市販のＲａｄｅｌ  Ｒ（登録商標）５８００熱可塑性樹脂である。或いは、ストラップ８２は、本明細書に記載のフィルターカートリッジ２０の作動に役立つ任意の溶融押出可能なポリマー材料から作られる。
【００１５】
一実施形態では、保持ストラップ８２は３０００００回以上の洗浄パルスに耐え、温度約１９１℃（３７５°Ｆ）の環境に継続的に浸漬しても約３年の耐用年数の間その強度を失うことなく、最初に設置した位置からフィルターカートリッジ２０のて軸方向に移動することなく、機能し続ける。
【００１６】
保持ストラップ８２は外周２５の周囲に延在し、プリーツ２６の頂部４２の少なくとも一部、大抵は側面４４の少なくとも一部と係合し、接着される。かかる係合によってプリーツ２６の頂部４２の径方向外側への移動が最小限に抑制され、プリーツ２６は、洗浄流体流又は粒子含有空気流の圧力及び流れに曝露される際に互いに潰れることなく所定の間隔に維持される。かかる接着によって、保持ストラップ８２はその耐用年数を通して終始その最初に設置された軸方向相対位置に留まる。
【００１７】
一実施形態では、保持ストラップ８２は押出作業の際にフィルターカートリッジ２０に適用される。保持ストラップ８２は押出作業の際に濾過媒体２４に接着され、フィルターカートリッジ２０の外周２５で軸Ａに平行な方向に移動しない。さらに、押出作業の際に、保持ストラップ８２の複数の部分８４が隣接プリーツ２６間の領域に少なくとも部分的に入り込んで形成される。こうした部分８４の形成によって、プリーツ２６間に介在構造が形成され、隣接プリーツ２６同士がくっついて潰れる傾向が低減する。また、こうした部分８４の形成によって、上述の通り保持ストラップ８２がプリーツ２６の頂部４２及び／又は側面４４に係合・接着し、保持ストラップ８２が所定の軸方向位置に留まるのを促進する。保持ストラップ８２の材料は外周２５に適用した後「硬化」するが、硬化によって、耐用年数を通して曝露される作動環境に耐える十分な硬度及び強度をもつようになる。かかる保持ストラップ８２の構成と外周２５での長さ方向の移動の抑制とによって、濾過媒体２４の機械的摩耗や摩滅が低減する。かかる摩耗は、通例、上述の通常の流れ作業及びパルス作業時のストラップ８２と濾過媒体２４間の過度の有害な長さ方向及び径方向移動で促進されかねない。
【００１８】
図４は、別の実施形態に係るフィルターカートリッジ９０の断面図である。このフィルターカートリッジ９０は、本発明の別の実施形態に係る代替的な保持ストラップ９２を含む点以外は、フィルターカートリッジ２０と同様である。保持ストラップ９２は、布などの任意の適当な材料からなる補強構造９４を含む。補強構造９４は押出作業の際に導入される。例えば、一実施形態では、補強構造９４を押出物に押し込むことによって、単一押出パスの形成直後に補強構造９４を導入する。或いは、２つの別個の押出パス間に補強構造９４を導入する。
【００１９】
図５は、図１〜図４に示すフィルターカートリッジ２０及び９０の製造に使用し得る例示的な押出装置の構成１００の概略側面図である。図６は、図５の押出装置構成１００の平面図である。構成１００は押出機１０２、押出機１０２と対向配置された旋回可能なアプリケーションローラ１０４、押出機１０２とローラ１０４の間に配置されたカットオフ機構１０６、任意要素としての補強材アプリケータ（図示せず）、及び高温の溶融した耐熱性溶融押出可能なポリマー材料（図示せず）と流体連通したアプリケーションバレル１２０を含む。
【００２０】
構成１００は、押出保持ストラップ８２の適用時にフィルターカートリッジ２０を保持し、回転させるように構成された支持機構１２２も含む。支持機構１２２は取付構造ホルダー１２４及び端部キャップホルダー１２６を含む。取付構造ホルダー１２４は、フィルターカートリッジ２０の取付構造６２に嵌合し、取付構造６２を摩擦係合で支持するように構成される。端部キャップホルダー１２６は、フィルターカートリッジ２０の端部キャップ６６を摩擦係合で支持するように構成される。支持機構１２２は、フィルターカートリッジ２０の長さ方向中心軸Ａが押出機１０２のバレル１２０と直交するように、フィルターカートリッジ２０を配置させるように構成される。ホルダー１２４及び１２６のずくなくとも一方が駆動機構（図示せず）に回転可能に連結され、支持されたフィルターカートリッジ２０を押出機１０２のバレル１２０の下側で図５に矢印Ｒで示すように時計方向に回転させる。
【００２１】
保持ストラップ８２を備えるフィルターカートリッジ２０の製造方法は、複数のプリーツ２６として形成された濾過媒体２４を用意することを含む。複数のプリーツ２６は、所定の周方向プリーツ間隔をもった略管状構造に形成される。フィルターカートリッジ２０は、フィルターカートリッジ２０内を一方向に流れる粒子含有流体流から粒子を除去するように構成される。フィルターカートリッジ２０はさらに、粒子含有流体流と実質的に逆方向に流れる洗浄流体流に定期的に付されるように構成される。本方法は、１以上の保持ストラップ８２を濾過媒体２４に結合することも含む。保持ストラップ８２は、高温溶融押出可能なポリマー材料を含み、フィルターカートリッジ２０の推定寿命が１３５〜２０４℃（２７５〜４００°Ｆ）の範囲の温度で２年以上の連続使用となるように構成される。
【００２２】
保持ストラップ８２の形成を含むフィルターカートリッジ２０の組立法は、最小限のオペレータインターフェースで実質的に半自動化され、製品の品質の均一性向上と組立コストの低下を図る。
【００２３】
組立法では、保持ストラップ８２（９２）なしのフィルターカートリッジ２０（９０）を支持機構１２２によって押出機１０２の近傍に保持する。フィルターカートリッジ２０を押出機１０２のバレル１２０の下で回転させながら、押出物のバンド１４４をフィルターカートリッジ２０の外周２５に適用する。アプリケーションローラ１０４に所定の力を加えて、未硬化押出物１４４の部分８４を押圧して濾過媒体２４の隣接プリーツ２６間で変形させる。アプリケーションローラ１０４は押出物１４４を押圧してプリーツ２６の頂部４２及び側面４４に接触させ、濾過媒体２４に係合・接着させる。しかる後、押出物１４４を硬化して保持ストラップ８２を形成する。
【００２４】
別の実施形態では、補強構造９４を保持ストラップ９２中に導入する。補強構造９４を保持ストラップ９２内に導入する方法としては、押出物１４４の第１層を外周２５に適用する。任意要素としての補強材アプリケータによって押出物１４４中に補強構造９４を導入する。アプリケーションローラ１０４で布補強構造９４を押出物１４４の第１層に押し込む。次に、補強構造９４の上とまわりに押出物１４４の層を形成する。補強構造９４を保持ストラップ９２中に導入する別の方法では、上記とほぼ同様の方法を用いて、押出物１４４の２つの別個の層間に補強構造９４を配置する。
【００２５】
押出物１４４の円周方向反対端が重なったら、図５に両方向矢印で示すように、カットオフ機構１０６を付勢して軸Ａに略平行に移動する押出物１４４を切断する。こうしてアプリケーションローラ１０４によって一体化した単体保持ストラップ８２（９０）が形成される。保持ストラップ８２はその所定の軸方向位置に実質的に留まってプリーツ２６を支持するとともに隣接プリーツ２６同士のくっつきを防止する。
【００２６】
本明細書に記載のフィルターカートリッジの組立方法及び装置は、フィルターカートリッジの推定寿命を達成する。特に、上述の通り外周の周囲に形成された耐熱性ストラップは、有効なフィルターカートリッジの構成を達成する。さらに具体的には、かかる構成は、比較的劣悪な環境中で長期間の間ストラップを確実に所定位置に維持する。さらに、上述の耐熱性ストラップの形成法は、かかる形成の効率と有効性を向上させる。さらに、上述の耐熱性ストラップを有するフィルターカートリッジは、フィルターカートリッジ自体の信頼性、カートリッジが組み込まれた濾過部品の信頼性を向上させる。
【００２７】
以上、フィルターカートリッジと関連した耐熱性ストラップの実施形態について詳細に説明した。方法、装置及びシステムはここに記載した特定の実施形態に限定されず、また例示した特定のフィルターカートリッジ及びストラップにも限定されない。
【００２８】
本発明を特定の実施形態について説明したが、当業者には本発明の要旨の範囲内で本発明に種々の変更を加えうることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態に係るフィルターカートリッジの概略斜視図である。
【図２】図１のフィルターカートリッジの概略側面図である。
【図３】図２のフィルターカートリッジの矢視３−３方向の概略断面図である。
【図４】別の実施形態に係るフィルターカートリッジの概略断面図である。
【図５】図１〜図４に示すフィルターカートリッジの製造に使用し得る押出装置構成の概略側面図である。
【図６】図５の押出装置構成の概略平面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２０  フィルターカートリッジ
２２  管板
２４  濾過媒体
２５  外周
２６  プリーツ
４２  頂部
４４  斜面
６２  取付構造
６４  開口
６６  端部キャップ
６８  透過性支持体
８２  保持ストラップ
８４  部分
９０  フィルターカートリッジ
９２  ストラップ
９４  補強構造
１００  押出装置構成
１０２  押出機
１０４  アプリケーションローラ
１０６  カットオフ機構
１２０  バレル
１２２  支持機構
１２４  ホルダー
１２６  端部キャップホルダー
１４４  押出物
【図１】
2008080334.tif 000003
【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】
2008080334.tif 000008