(57)【要約】  フィルタハウジング（１）とその中に配置されたフィルタ部材（１１）と、流体の圧力変動及び／又は体積変動を補償するための補償部材（３１）とを有する、特に水性の尿素溶液の形態の、流体を濾過するためのフィルタ装置は、補償部材として少なくとも１つの弾性的に撓む膜（３１）が挿入されており、その膜の膜壁が保持部分（３５）内に保持されて、流体と、作業ガスのような、圧縮可能な充填媒体との間の分離を行うことを、特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタハウジング（１）と、前記フィルタハウジング（１）の中に配置されているフィルタ部材（１１）と、流体の圧力変動及び／又は体積変動を補償するための補償部材（３１）とを有する、特に水性の尿素溶液の形態の、流体を濾過するフィルタ装置において、
前記補償部材として少なくとも１つの弾性的に撓む膜（３１）が使用され、前記膜の膜壁が保持部分（３５）内に保持されて、流体と、作業ガスのような圧縮可能な充填媒体との間の分離を行う、ことを特徴とする流体を濾過するフィルタ装置。
【請求項２】
前記膜（３１）が、フィルタ部材（１１）の下流側の濾液側（３７）に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記膜（３１）がシェル状、スカルキャップ状又はドーム状に形成されており、かつエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）又は水素添加されたアクリルニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）からなる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記膜（３１）の端縁に肥厚部（４１）が設けられており、前記肥厚部が対応づけ可能な、保持部分（３５）に設けられた切り欠き（４３）内に形状結合で嵌入する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
シェル状の前記膜（３１）が、膜ハイドロ貯蔵器において使用されるような膜と比較可能である、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
それぞれの前記膜（３１）の外側輪郭の後に実質的につづいて、その外側に少なくとも部分的に流体を透過する支持ボディ（４５）が配置されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記補償部材が２つの等しく形成された膜（３１）を有しており、前記膜が保持部分（３５）の互いに逆となる側に固定されており、前記保持部分が、中空部分として形成されて、充填媒体として、好ましくは窒素ガスの形態の作業ガスを収容する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
前記保持部分（３５）が、圧縮可能な充填媒体のための充填装置（３９）を有している、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項９】
前記補償部材（３１）があらかじめ定めることのできる径方向の間隔をもって、流体通路を有する円筒状の支持パイプ（２７）によって包囲されており、前記支持パイプの外周側にフィルタ部材（１１）のフィルタ媒体（１３）が支持される、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項１０】
前記フィルタ部材（１１）が２つの終端キャップ（１５、１７）を有し、前記２つの終端キャップ（１５、１７）の間に好ましくは襞をたたんだ、多層のフィルタ媒体（１３）が延びており、前記２つの終端キャップの少なくとも１つ（１７）が無効容積を回避するためにフィルタハウジング（１）を少なくとも部分的に、好ましくは底側で満たしており、かつ／又は他の終端キャップ（１５）が、フィルタハウジング（１）の内部に補償部材（３１）を保持するための収容ブロック（３３）によって貫通されており、前記収容ブロックが好ましくは温度調節可能である、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項１１】
保持部分（３５）の互いに逆となる側の、補償部材の構成部品を形成する少なくとも２つの膜（１３）と、前記２つの終端キャップ（１５、１７）の間で延びている、補償部材を包囲するフィルタ媒体（１３）とを有する、好ましくは請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフィルタ装置のための、特に交換部材として設計された、フィルタ部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタハウジングとその中に配置されているフィルタ部材と、流体の圧力変動及び／又は体積変動を補償するための補償装置とを有する、特に水性の尿素溶液の形態の、流体を濾過するためのフィルタ装置に関する。本発明は、さらに、フィルタ部材に関するものであって、そのフィルタ部材は特に、例えばこのようなフィルタ装置用に設計された、交換部材として使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
ある特許文献では、あらかじめ定めることのできる流体駆動圧を有する、浄化すべき流体によって貫流可能な、ハウジング内に収容可能な少なくとも１つのフィルタ部材を有するフィルタ装置であって、それぞれのフィルタ部材を支配する流体圧が、それぞれのフィルタ部材、特にそのフィルタ材料を損傷する圧力ピーク又は一般的な圧力上昇を有することがあり、それらが、それぞれのフィルタ部材に直接作用する補償装置によって減少可能及び／又は平滑化可能であり、その補償装置が少なくとも１つの可撓性の補償部材を有し、その補償部材が圧力ピーク又は圧力上昇に従ってハウジングの流体室の容積の増大を可能にする、フィルタ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。既知の解決において、可撓性の補償部材は上流側においてフィルタ部材のフィルタ材料の外側と、隣接するハウジングの内壁との間に配置されており、すなわち補償部材とフィルタ部材の間の流体ガイドは流体入口に接続されており、したがって流体の供給は上流側に配置されており、それに対してフィルタ部材を介して浄化された流体は下流側において中央に配置された終端キャップ開口部を介してフィルタ装置から導出される。
【０００３】
この既知の解決において、可撓性の補償部材は、フィルタ装置のハウジング内への挿入カップの形態で形成されており、好ましくはセル−ゴム材料からなる。この既知の解決によって、例えばいわゆるＳＣＲ排ガスシステムにおいて、特に自動車技術において適用されるように、水性の尿素溶液が凍結した場合に、その体積増加をセル−ゴム補償部材によって補償することも可能であって、それにより体積増加によってもたらされる、敏感なフィルタ部材材料への有害な圧力影響の回避が支援され、それは、そうでなければ、特に流体材料の凍結によってフィルタ部材材料が裂けたりする場合に、フィルタ装置の機能不全をもたらすことになる。補償部材用に使用されるセル−ゴムの材料挙動が比較的硬いことにより、既知のフィルタ装置は、脈動ダンパーとして作用し、急激な圧力ピークを平滑化し、あるいは減少させるのには適しているが、凍結の場合において水性の尿素溶液を濾過する際に生じるような、体積増加を補償するには、まったく適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１２０２０４３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題から出発して、本発明の課題は、水性の尿素溶液のような、凍結可能な流体によって駆動する場合に、補償部材が特に効率的かつ確実な凍結防止を提供する、冒頭で挙げた種類のフィルタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、この課題は、その全体において特許請求項１の特徴を有するフィルタ装置によって解決される。
【０００７】
特許請求項１の特徴部分によれば、本発明の本質的な特殊性は、補償部材として少なくとも１つの弾性的に撓む膜が挿入されており、その膜の膜壁が保持部分内に保持されて、流体と、作業ガスのような、圧縮可能な充填媒体との間の分離を行うことにある。特に好ましくは、それによって、膜貯蔵器の形態の補償装置が実現されており、その膜貯蔵器は、駆動流体圧に適合された、作業ガスのような充填媒体の充填圧力において、凍結場合において必要な体積増加を、フィルタ部材を損傷する強い圧力上昇なしで可能にする。
【０００８】
既知の解決における補償部材は、説明したように、フィルタ装置のハウジングの内部で上流側に、したがって未濾液側に、配置されているので、フィルタハウジング内で比較的大きい組み込み空間を占める。好ましくは、本発明に係るフィルタ装置の配置は、膜がフィルタ部材の下流側の濾液側に配置されるように、行うことができる。このようにして補償装置全体を、したがって作業ガスのような、圧縮可能な充填媒体を含めて膜が、フィルタ媒体によって包囲されるハウジング内部空間内へ移動されているので、補償装置はフィルタ媒体の外側を包囲するフィルタハウジングの外周の増大に寄与することはない。
【０００９】
特に好ましくは、膜は、シェル形状、スカルキャップ状又はドーム状に形成することができ、かつエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）又は水素添加されたアクリルニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）からなることができる。この材料は、特に、例えば水性の尿素溶液のような、刺激性の流体のためのフィルタ装置に適している。なお、他の適用のために、ニトリルブタジエンゴム又はたのエラストマーを利用することができる。膜を特に確実に係止するために、その端縁に肥厚部を設けることができ、その肥厚部が保持部分に設けられた、対応づけ可能な切り欠き内へ嵌入する。
【００１０】
特に好ましくは、シェル形状の膜を設けることができ、その膜は、メンブレンハイドロアキュムレータにおいて利用されるような膜においても、比較可能な構造で利用される。膜として、貯蔵器形成の際にすでにできあがった製品として提供されるのと、同一構成部品を使用する可能性によって、本発明に係るフィルタ装置は、特にコスト的に好ましく形成される。
【００１１】
それぞれの膜の外側輪郭の後ろに実質的に続いてその外側に少なくとも部分的に流体を透過する支持ボディが配置されている実施例は、長い駆動寿命にわたって特に高い駆動安全性を特徴としている。
【００１２】
特に好ましい実施例において、補償部材は２つの等しく形成された膜を有しており、それらの膜は保持部分の互いに逆となる側に固定されており、その保持部分は、中空部分として形成されて、充填媒体として、好ましくは窒素ガスの形態の、作業ガスを収容する。その場合に好ましくは、保持部分は圧縮可能な充填媒体のための充填装置を有することができる。
【００１３】
補償部材は、あらかじめ定めることのできる径方向の間隔をもって、流体通路を有する円筒状の支持パイプによって包囲することができ、その支持パイプの外周側にフィルタ部材が支持される。この支持パイプは、それぞれのフィルタ部材の構成要素を形成することができる。
【００１４】
これは、２つの終端キャップを有することができ、それらの間に好ましくは襞をたたんだ、多層のフィルタ媒体が延びており、そのうちの少なくとも１つの終端キャップが無効容積を回避するために、フィルタハウジングを少なくとも部分的に、好ましくは底側で満たし、かつ／又は他方の終端キャップは、フィルタハウジング内部に保持部分を固定するための収容ブロックによって貫通されており、その収容ブロックは、好ましくは温度調節可能である。特に好ましくは、この種の実施例は、ＳＣＲ排ガスシステムにおいて使用するのに適している。というのは、凍結条件のもとでフィルタ装置を駆動する場合に収容ブロックを温度調節することによって、水性の尿素溶液が保持ブロックの加熱によって液状の状態に留まるので、ＳＣＲ排ガスシステムの確実な駆動が保証されるからであって、同時に、凍結条件下での停止時間において、かつ尿素溶液が凍結した場合にフィルタ部材は交換部材によって損傷から保護される。
【００１５】
本発明の対象は、好ましくは請求項１〜１０に記載のフィルタ装置のために設けられ、かつ特許請求項１１の特徴を有する、特に交換部材として設計された、フィルタ部材でもある。
【００１６】
以下、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】カップ形状のフィルタハウジングから取り外されたフィルタヘッドと共に示す、実施例の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を、特に好ましくはＳＣＲ排ガスシステムにおいて水性の尿素溶液を濾過するために使用可能な、フィルタ装置の例で説明する。実施例は、閉鎖された湾曲した底３と開放した上方の端部５とを有する円筒状のカップの形態のフィルタハウジング１を有している。図では省かれている、ハウジング１の上方の端部５に螺合可能なハウジングカバー又はハウジングヘッドは、浄化すべき流体を図において流れ矢印７で示す流入領域を介してハウジング１内へ導入し、かつ流れ矢印９で示される流出領域９を介してハウジング１から導出するために、流体入口と流体出口を有している。
【００１９】
その中にフィルタ部材１１が取り出し可能に収容されており、そのフィルタ部材は、中空円筒を形成するフィルタ媒体１３を有しており、そのフィルタ媒体は、この種のフィルタ装置において一般的なやり方で、好ましくは襞をたたんで多層で構成されており、かつ図において上に位置する終端キャップ１５と下方の終端キャップ１７の間に延びている。フィルタ部材１１はハウジング１内に、フィルタ媒体１３の外側がハウジング壁から離隔して配置されるように収容されているので、フィルタ媒体１３を包囲する空間１９が形成され、その空間が流れ矢印７で示されるフィルタ流入領域に隣接しており、濾過プロセスにおいて未処理側又は未濾液側を形成する。下方の終端キャップ１７は、閉鎖された、比較的大体積の形状を有しており、その外側は、フィルタ部材１１が組み込まれた場合にハウジング１の湾曲した底３の内側に当接する。上方の終端キャップ１５は、中央の開口部２１を包囲し、開口部２１に沿って軸方向上方へ張り出すスリーブ２３を有するリングボディの形状を有し、そのスリーブの外側にＯリング２５が配置されており、そのＯリングは、ハウジング１が閉鎖された場合に流入領域（流れ矢印７）と流出領域（流れ矢印９）の間の密閉を形成する。
【００２０】
フィルタ媒体１３の内側には、流体通路を有する支持パイプ２７が当接しており、その支持パイプの端部は、フィルタ媒体１３の端部と共にフレームを形成する終端キャップ１５と１７内に収容されており、その場合にフィルタ媒体１３と支持パイプ２７の端部は終端キャップ１５と１７内に、例えば接着によって、固定されている。支持パイプ２７の内側に隣接する、下流側の濾液側を形成する、内側のフィルタ中空室２９内に補償装置が配置されており、その補償装置は補償部材として２つの膜３１を有している。内側のフィルタ中空室２９の容積は、底３へ向いた下側においては終端キャップ１７によって、フィルタハウジング１の上方の端部５においては収容部分３３によって画成されており、その収容部分は、フィルタ中空室２９内に配置される補償装置のためのホルダも形成している。フィルタ中空室２９の無効容積をできるだけ小さく抑えるために、下方の終端キャップ１７は大体積で形成されており、かつそれへ向けられた膜３１の外側をわずかな間隔で包囲し、その下方の外側がハウジング１の底３に全面で当接するように、成形されている。空間２９の上方の端部における無効容積を制限するために、収容部分３３は、上方の膜３１の上方の外側を同様にわずかな距離で包囲するように、成形されている。
【００２１】
すでに述べたように、補償装置の膜３１によって形成される補償部材は、ある種のハイドロニューマチック膜貯蔵器を形成し、それにおいて膜３１は保持部分３５の互いに逆となる端部に固定されており、その保持部分は中空ボディとして形成されて、膜３１と共に充填媒体を保有する圧縮可能な空間３７を画成する。図示される実施例において、空間３７に窒素ガスを充填するために充填弁３９が設けられている。なお、例えば発泡剤などのような、ガス状でない他の種類の充填媒体が利用される場合には、他の種類の充填装置を設けることができる。膜貯蔵器の場合に一般的であるのと同様なやり方で、膜３１は端縁肥厚部４１を有しており、その端縁肥厚部が保持部分３５のそれぞれ終端縁に形成された切り欠き４３内に取り付けられる。各膜３１のために支持ボディ４５が設けられており、その支持ボディはそれぞれの膜３１の外側に沿って延びており、流体通路を有している。図示される例において、支持ボディ４５としてシェル形状の穴あき薄板が設けられており、その終端縁４６が保持部分３３の向き合った終端領域４７を把持し、かつそれに、例えば溶接によって、固定されている。穴あき薄板の代わりに、支持ボディ４５としてネット構造又は格子構造を設けることもできる。補償装置を固定するために、図中上に位置する膜３１の支持ボディ４５が固定ねじ４９によって収容部分３３と螺合されているので、補償装置全体が構成ユニットを形成し、その構成ユニットは、例えば空間３７に作業ガスを充填するために、上方の終端キャップ１５の開口部２１を介して取り出すことができ、その終端キャップの開口直径は、収容部分３３及び同一の外径を有する円い保持部分３５の直径よりもわずかに大きい。膜３１のための材料として、尿素溶液のような刺激性の流体で駆動するためには、その流体と適合する、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）又は水素添加されたアクリルニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）のような、エラストマーを設けることができる。膜貯蔵器のためにすでにできあがっている、これらの材料からなる膜が提供されるので、本発明に係る濾過装置のために、コスト的に好ましいやり方で既存の同一構成部品を利用することができる。
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【国際調査報告】
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