フィルタアセンブリ及び方法
入口ポート及び出口ポートを有するフィルタヘッドと、そのフィルタヘッドに取り付けられるフィルタボウルとを含むフィルタアセンブリであり、そのフィルタボウルが、流体を排出するためにそのフィルタボウルの底に配置されたドレイン孔を有し、フィルタ要素がそのフィルタボウル内に収容され、そのフィルタ要素が濾過媒体の障壁とドレイン層と少なくとも一つのサポート管とを含み、圧力差がそのフィルタ要素を横切って存在し、ボトムキャップが流体をそのフィルタ要素内に密封し、トップキャップが非平面フランジ部を有し、そのフランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、その非平面フランジ部は、そのフィルタヘッドが入口区画と出口区画とに分割されるようにそのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、そのトップキャップがその入口ポートからの流体をそのフィルタ要素内に向け、その流体がその濾過媒体の障壁を通って流れその出口ポートを通ってそのアセンブリから出るようにされ、そして、フロートドレインコンポーネントがそのフィルタボウルの基部に取り付けられそのアセンブリ内にある凝縮流体のレベルを制御するためにそのドレイン孔と連携する、フィルタアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、フィルタアセンブリ、及びそのアセンブリを通る流れを改善するための方法に関する。より具体的には、本発明は、例えば、そのアセンブリを通る流れを方向付けるための非平面フランジを有する流体フィルタアセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
混合流体から微粒子、油、及び水蒸気を取り除くために液圧フィルタ及び空気圧フィルタが使用され得ることは当該技術分野において公知である。これらのフィルタはまた、呼吸のための空気から匂いを取り除くためにも使用され得る。食品のパッケージ化、製薬研究、及び集積回路の製造を含む様々な用途を有する圧縮空気が、混入物質及び水蒸気を取り除くために処理されることは、当該技術分野において公知である。例えば、回路設計において、短絡を引き起こし得る油や水蒸気をその圧縮空気が持っていないことは極めて重要である。圧縮空気は、製造システムでの使用前に、その空気から、最終生産物を台無しにし得る、或いは、そのシステムから出力及び効率を奪うことによって少なくとも製造コストを増大させ得る水蒸気や混入物質を取り除くために、処理される。
【0003】
圧縮空気の処理のような様々な用途で使用される従来のフィルタは、フィルタヘッドと細長い管状のフィルタハウジングとを含む、ツーピースのハウジングを包含し得る。細長い管状要素は、典型的には、そのハウジング内に取り外し可能に配置され、それら管状要素は、リング状の媒体の両端で密封的に接合される環状のエンドキャップを有する。これらのフィルタはまた、そのフィルタ内に流れを方向付け得るダイバータやエルボー構造を含み、そのヘッド鋳造物を、その細長い管状要素の入口部分と出口部分とにそれぞれつなげられる、入口流路と出口流路とに分離するための手段を提供する。
【0004】
最近になって、フィルタは、ダイバータの機能を果たすトップキャップを利用した。これらトップキャップは、そのヘッド鋳造物の円筒空洞内に取り外し可能に配置された、先端を切り取られたファンネル上の構造を有し得る。その流れは、不要な物質がフィルタ要素を通って濾過後の生成流に流れ込むのを防止するよう設計された媒体又は膜から構成され得るフィルタ要素を通過する。従って、その媒体を通って流れる濾液はその後、そのヘッド鋳造物内の出口ポートを通って流れ続ける。合体フィルタ(coalescing filter)において、それら媒体は、一定の凝縮された液状成分を合体させ、ふるい、栓塞(impaction)、又はブラウン運動によって固体粒子を捕捉しながら、ガス状の生成流から出たその合体された液滴を結合させる。
【0005】
そのトップキャップの入口側の表面の形状は、その要素内への入口流れの流動形状を制御する。同様に、そのトップキャップの出口側の表面は、その出口流れを制御する。その入口流れがそのトップキャップの壁部分に直接的に激突する場合、その衝撃は、その流体流において乱流を発生させる。その結果として、その流体がそのフィルタ要素に入るときのその流体の速度を増大させるその流体の運動エネルギーが低減させられる。これらのフィルタは、そのヘッド鋳造物からそのフィルタ要素内への入口流れに影響を及ぼす平面的なフランジセクションを有するトップキャップを含んでいた。そのフランジは、その流体のエネルギーを低減させ、その流体がそのフィルタ要素に入るときのその流体の速度を乱すことによって乱流効果を低減させる傾向を有し得る。しかしながら、その平面的なフランジは、それでもなお、その入口流れ及びその出口流れにおいて、乱流をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、そのフィルタアセンブリに直接的に出入りする流体のより多くの層流を可能にする入口側面と出口側面とを有するフランジを有する流体フィルタアセンブリを提供することが望ましい。圧力降下のため、また、乱流が合体フィルタにおいて濃縮流体の再取り込みを引き起こすため、乱流を低減させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の必要性は、非平面フランジ部を有する流体フィルタアセンブリの特徴が、そのアセンブリを通る流れを方向付けるために用いられ得るところの本発明によって大いに満たされる。本発明の実施例は、そのフィルタ要素を通る内から外への流れのためのプロセス流れ入口に面する非平面の表面を持つ、全体的に傾斜した入口を有する“改良ベンチュリ”を具現化するフィルタ要素のトップキャップを通る改善された流れをもたらす。このように、その新規のトップキャップは、その媒体内へのより円滑な推移を可能にし、より少ない全体圧力損失をもたらす。本発明に係るその流体フィルタアセンブリは、エルボー、ダイバータ、又は他の同様の流れ規制デバイスを用いることなく、その容器内に直接的にそのプロセスガスを向ける入口接続を可能にする。
【0008】
本発明の実施例は、入口ポートと出口ポートとを持つフィルタヘッドと、フィルタボウル内に収容されたフィルタ要素とを有するフィルタアセンブリであり、圧力差がそのフィルタ要素を横切って存在する、フィルタアセンブリに関する。実施例では、平方インチ当たり0〜10ポンド(psi)以上となり得るその圧力差は、低減される。実施例では、そのフィルタヘッドとそのトップキャップとの間の圧縮シールを維持するよう構成される圧縮タブが用いられ得る。圧縮タブはまた、そのフィルタ要素を位置付けるよう構成され得る。ブリード孔は、そのアセンブリが圧力下にある場合に、そのアセンブリを分解しようとする試みが行われたときに、警笛を鳴らすよう構成され得る。
【0009】
そのフィルタ要素は、濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み得る。そのアセンブリはまた、流体をそのフィルタ要素内に密封するボトムキャップと、非平面フランジ部を有するトップキャップとを含み得る。そのフランジ部は、実質的に湾曲した、全体的にS字状の断面形状を有する。そのフランジ部は、そのフィルタアセンブリを通る入口流及び出口流の双方における改善された流れのための改良ベンチュリを具現化する。実施例では、その非平面フランジは、そのフィルタヘッドが入口区画及び出口区画に分割されるように、そのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられる。そのトップキャップは、その入口ポートからの流体をそのフィルタ要素の方に向け、その流体は、その濾過媒体の障壁を通って流れ、そして、その出口ポートを通ってそのアセンブリから流出する。
【0010】
その濾過媒体は、ホウケイ酸ガラス繊維、活性炭繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、スパンボンデッドのスクリム、又は同様の媒体のうちの少なくとも一つを含み得る。用いられた媒体に応じて、液状ミスト、微粒子、及び/又は炭化水素蒸気は、その流体流から取り除かれ得る。実施例では、そのフィルタアセンブリはまた、液体を排出するための、そのフィルタボウルの底に配置されるドレイン孔を含み得る。高密度のフォームフロートを含み得るフロートドレインコンポーネントは、そのドレイン層を抜け出る流体を排出するため、そのフィルタボウルの基部に取り付けられる。
【0011】
本発明の実施例において、そのフィルタアセンブリの入口ポート及び出口ポートは、互いにほぼ一列に並んだものであってもよく、それは、圧縮ガスの用途において好適である。そのアセンブリはまた、そのフィルタ要素を横切る圧力差を測定するためにそのフィルタヘッドに取り付けられる圧力センサを有する圧力ゲージを含んでいてもよい。そのフィルタヘッドは、それら圧力センサをそのフィルタヘッド内に取り付けるためのセンサポートを含み得る。実施例では、そのフィルタボウルは、そのフィルタヘッドにネジ連結される。そして、そのフィルタボウルは、そのネジ連結の、改善された、手動による締め付け及び緩めのために、そのフィルタボウルの外面に沿って走る外側リブを含み得る。そのフィルタヘッドは、そのフィルタヘッドの容積を低減させるために、傾斜した内側上面を含み、それは、特定の用途において好適となる。
【0012】
本発明の実施例において、そのフィルタボウルは、そのドレイン層を抜け出る液滴の毛細管現象による排出のために、そのフィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内側リブを含む。そのフィルタボウルは、そのフィルタボウルとそのフィルタヘッドとの間の加圧連結を形成するために、そのフィルタボウルの上部外面に沿って配置されるOリング溝を含んでいてもよい。このOリングシールは、それらネジ山をその流体から隔離し、それらネジ山で起こり得る腐食作用を低減させる。追加的に、そのフィルタボウルは、合体された液体の再取り込みを最小限に抑えるべくそのガスを静めるための、そのフィルタボウルの底の内部に沿って配置されるバッフルを含み得る。そのフィルタボウルはまた、その流体のレベルを見るためののぞき窓を含み得る。
【0013】
本発明のフィルタアセンブリの実施例によっては、化粧カバーが、そのフィルタヘッドの上部外面と結合するよう構成される。二以上の濾過装置の使用が望まれる場合、複数のグループ化クランプ(ganging clamp)が、そのフィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するために使用され得る。
【0014】
本発明において更に予期されるものは、フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法であり、そのフィルタアセンブリのフィルタヘッド内に配置された入口ポート内に流体の流れを向けるステップ、非平面フランジ部を有するトップキャップを用いてその流体をその入口ポートからフィルタ要素内に通すステップ(そのフィルタヘッドの入口部分及び出口部分での圧力損失を低減させるためにそのフランジ部は、実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、その非平面フランジ部は、そのフィルタヘッドが入口区画と出口区画とに分割されるように、そのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられる。)、そのフィルタボウル内に収容されたそのフィルタ要素のコンポーネントを通ってその流体を通過させるステップ(そのフィルタ要素は、濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み、圧力差がそのフィルタ要素を横切って存在する。)、ボトムキャップによってそのフィルタボウルの底部から流体が抜け出るのを防止するステップ、その濾過媒体の障壁を通ってその流体を通過させ、そしてその出口ポートを通ってそのアセンブリから流出させるステップ、並びに、そのフィルタボウルの基部に取り付けられ且つドレイン孔と連携するフロートドレインコンポーネントを用いてそのアセンブリ内の流体レベルを制御するステップ、を含む方法である。
【0015】
フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法はまた、そのフィルタ要素を横切る圧力差を測定するステップを含み得る。フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法はまた、そのフィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内部リブを用いて、そのドレイン層を抜け出す液滴を毛細管によって排出するステップを含み得る。フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法はまた、そのフィルタボウルの外面に沿って走る外部リブを用いて、そのフィルタヘッドに対してそのフィルタボウルを手動で締め付けるステップを含み得る。更に、そのフィルタボウルとそのフィルタヘッドとの間で加圧連結が形成されてもよい。
【0016】
本発明に従った、フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法の実施例において、その方法はまた、そのフィルタボウルの内底部に沿って配置されるバッフルを用いて、合体された流体の再取り込みを最小限に抑えるステップを含む。その方法はまた、様々なフィルタハウジングと連携する複数のグループ化クランプを用いて、そのフィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するステップを含み得る。請求項21における、フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法は、一以上の圧縮タブを用いてそのフィルタ要素をクリップするステップ、及び、圧縮タブを用いてそのトップキャップに対しそのフィルタヘッドを密封するステップを更に含む。
【0017】
本発明の実施例において、フィルタアセンブリは、入口ポート及び出口ポートを収容するためのフィルタヘッド手段と、流体の分離をもたらすための濾過媒体手段、合体した流体を取り除くためのドレイン層手段、及び、その濾過媒体手段を支持するための少なくとも一つのサポート手段を収容するためのフィルタ要素手段と、そのフィルタ要素手段を横切る圧力差を維持するための加圧手段と、そのフィルタ要素を収容するためのフィルタボウル手段であり、そのフィルタヘッド手段に取り付けられるフィルタボウル手段と、そのフィルタ要素手段の底部内に流体を密封するためのボトムキャップ手段と、そのフィルタヘッドを入口区画と出口区画とに分割するためのトップキャップ手段であり、非平面フランジ部を含み、そのフランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、その非平面フランジがそのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、その入口ポートからそのフィルタ要素手段内に流体を向けるトップキャップ手段であって、その流体がその濾過媒体手段を通って流れ、そして、その出口ポートを通ってそのアセンブリから流出するところのトップキャップ手段と、そのドレイン層手段内で合体された流体を排出するための排出手段と、を含み得る。
【0018】
このように、本発明の特定の実施例は、本書におけるそれらの詳細な説明がよく理解されるように、また、従来技術に対する貢献がよく認識されるように、かなり大まかに概説された。当然ながら、本発明の追加的な実施例が以下で説明され、それは、本書に添付された特許請求の範囲の主題を構成する。
【0019】
この点に関し、本発明の少なくとも一つの実施例を詳細に説明する前に、本発明が、その適用において、以下の記載で説明され或いは図面で示されるコンポーネントの構造の詳細及び配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、記載された実施例以外の実施例を実現可能であり、様々な方法で実施され或いは実行され得る。また、本書で用いられた表現及び専門用語は、その要約も加え、説明を目的とするものであり、限定的なものとして解釈されてはならないことが理解されるべきである。
【0020】
このように、当業者は、本開示が基礎としている構想が、本発明の様々な目的を実行するための他の構造、方法、及びシステムを設計するための基礎として容易に利用され得ることを認識するであろう。それ故に、均等な構造群が本発明の精神及び範囲から逸脱しない限りにおいて、特許請求の範囲が、そのような均等な構造群を含むものとして解釈されることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施例に従った、非平面フランジを有するフィルタアセンブリの断面図である。
【図2】図1のフィルタアセンブリにおける内部コンポーネントの分解図である。
【図3A】図1のフィルタアセンブリの平面図である。
【図3B】差圧ゲージのない、図1のフィルタアセンブリの平面図である。
【図4A】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタヘッドの頂部の傾斜した平面図である。
【図4B】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタヘッドの底部の傾斜した平面図である。
【図5】図1のフィルタアセンブリのための化粧キャップの斜視図である。
【図6A】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタボウルの内部の部分切り欠き図である。
【図6B】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタボウルの外部の正面図である。
【図6C】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタボウルの内部の局所図である。
【図7】入口ポート及び出口ポートに取り付けられるグループ化クランプを有する、図1のフィルタアセンブリの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の様々な実施例群は、流体フィルタアセンブリであり、エルボー又は同様の流量制限デバイスを用いることなく、流れを直接的にそのアセンブリに向けるための非平面フランジ部を有する流体フィルタアセンブリを提供する。いくつかの実施例において、本発明は、例えば、圧縮された空気又はガスのシステムで使用され得る。しかしながら、本発明は、その圧縮空気システムへの適用に限定されるものではなく、入口ポート及び出口ポートの双方を含むヘッドを有するフィルタアセンブリを利用する他の流体分離システムでの適用があり得ることを理解すべきである。本発明の実施例群は、これより、図面群を参照しながら説明される。なお、全体を通じて、同様の参照番号は、同様の部品を参照する。
【0023】
図1は、本発明の実施例に従ったフィルタアセンブリ100の断面図である。本発明の実施例群において、非平面フランジ部105を有するフィルタアセンブリ100が提供される。フィルタアセンブリ100の実施例群は、フィルタボウル115、テーパー付きフィルタヘッド120、非平面フランジ部105を有するトップキャップ135、ボトムキャップ150、並びに、フィルタ要素110であり、サポート管群140に囲まれた濾過媒体112、及び、フィルタ要素110における最も外側の層であるドレイン層117を含むフィルタ要素110を含む。更に、クローズドセル・硬質フォームフロートを有するフロートドレイン141は、そのフィルタ内の流体レベルを調節するために、ボウル115の底部に取り付けられ得る。フロートドレイン141は、ボウル115の底部にあるそのフロートのレベルに応じて開閉可能なフロート穴143を含む(詳細は後述)。
【0024】
フィルタボウル115は、ネジ付きの入口ポート125及びネジ付きの出口ポート130の双方を含むテーパー付きフィルタヘッド120と共にネジ止めされる。入口ポート125及び出口ポート130はそれぞれ、図1で示されるように、圧縮された空気又はガスのシステムへの組み付けを容易にするために、概して、互いに一列に並んでいる。これは、複数のフィルタアセンブリ群100が圧縮ガスシステムでよく使用されるからであり、入口ポート125と出口ポート130とが同じ中心線を共有する場合に、アセンブリ群100を直列で接続することがより容易となる。このように、複数のフィルターアセンブリ群100を接続するのにエルボーやダイバータが必要とされず、その結果、それら一連のアセンブリ群の配管は、製造の観点から、より容易でより安価なものとされる。
【0025】
本発明の実施例群では、入口ポート125及び出口ポート130を横切って圧力差が存在する。実施例群において、その差圧は、0から10ポンド/平方インチ(psi)以上となり得る。フィルタアセンブリ100はまた、圧力ゲージ133を用いてフィルタ要素110を横切る圧力差を測定するために、入口ポート125及び出口ポート130のところに置かれる圧力センサ群134aを含み得る。その入口のところの圧力は、その出口のところの圧力よりも高く、その結果、フィルターアセンブリ100を通って流れる流体は、その圧力差によって駆動される。作動中、そのプロセス流れが加圧されるので、ブリード孔160は、加圧下においてアセンブリ100を分解しようとする試みが行われた場合に警笛を鳴らすといった方法で、使用され得る。
【0026】
本発明の実施例群において、アセンブリ100は、流れをフィルタ要素110内に向けるためのファンネル状の構造を有するトップキャップ135を含む。トップキャップ135は、全体的に角状であり、濾過媒体112内への流れの円滑な移動を可能にさせ、入口流及び出口流にわたり、より少ない全体圧力損失をもたらす。トップキャップ135の頂面は、非平面フランジ部105と称される湾曲したリップ部を有し得る。非平面フランジ部105は、フィルタ要素110を通る改善された、入口から出口への流れのために、プロセス流れ入口を向く、全体的に傾いた入口を有する“改良ベンチュリ”を組み込む。非平面フランジ部105は、全体的にS字型であり、或いは、反曲線のような形状であり、非平面フランジ部105の最上端105a及び最下端105bは、フィルタヘッド120の内部側壁にほぼ垂直であり、それ故に、その内部側壁と共にシールを形成する。
【0027】
本発明の実施例群において、シール137は、図1で示されるように、シール137を形成すべく非平面フランジ部105に沿ってトップキャップ135をフィルタヘッド120の内壁に結合することによって、トップキャップ135とフィルタヘッド120との間に形成される。従って、全てのプロセス流れが要素110内に追いやられる。本発明の実施例群において、フィルタアセンブリ100はまた、流体をフィルタ要素110内に密封し、それによって、フィルタ要素110に入る全ての流体が濾過媒体112を内から外に通過するよう強制するボトムキャップ150を含む。
【0028】
本発明の実施例群において、シール137は、圧縮タブ145の助けを借りて、トップキャップ135の底部に形成される。圧縮タブ145は、フィルタアセンブリ100の組立中におけるフィルタ要素110の適切な位置決めを確かなものとしながら、シール137で適切な圧搾(圧力)を維持するという二重の目的に適う。本発明の実施例群において、圧縮タブ145は、出口ポート130の下に配置され得る。圧縮タブ145は、非平面フランジ部105の最上端105a及び最下端105bのところで、トップキャップ135に圧搾を適用し得る。いくつかの実施例群では、圧縮タブ145は、圧力差の結果として押し下げられることによって、フィルタボウル115に対して着座させられるようになり得る。
【0029】
圧縮タブ145は、入口流体がフィルタ要素110内に流入し濾過媒体112を通って出ることを確かなものとすべく、図1で示されるように、圧縮タブ145がフィルタ要素110の構成要素のそれぞれの頂部を包み込むように、着座させられる。圧縮タブ145は、フィルタ要素110をアセンブリ100内に密封するために必要な力が適用されるのを確かなものとするように、フィルタ要素110を位置付ける。圧縮タブ145は、一旦そのフィルタが組み立てられると、要素110が滑り落ちてその加圧シールを破ることがないよう、ボウル115の上縁の真上に座すように位置付けられる。本発明の別の実施例群では、フィルタアセンブリ100は、二以上の圧縮タブ145を含むようにしてもよい。
【0030】
図2は、図1のフィルタアセンブリの内部コンポーネントの分解図を示す。これら内部コンポーネントは、トップキャップ135、ボトムキャップ150、及びフィルタ要素110の個々のコンポーネントを含む。圧縮タブ145に加えて、トップキャップ135は、図2で示されるような、シール137を維持するのに役立つよう使用され得るOリング(図示せず。)のための溝207を有していてもよい。このOリングシールは、フィルタヘッド120をボウル115に取り付ける際に用いられるネジ山を、その流体から隔離し、それらネジ山で起こり得る腐食作用を低減させる。
【0031】
流体が媒体112を通過せずにフィルタ要素110を通って流れるのを防止するために用いられるボトムキャップ150は、また、ドレイン層117と共にシールを形成すべく結合する外部リップ部150aと、濾過媒体112の内面内部に収められるように寸法取りされる内部リップ部150bとを有し得る。底部エンドキャップ150は、フィルタアセンブリ100に入る全ての流体が必ず濾過媒体112を半径方向に通過するよう、フィルタ要素110内に流体を効果的に密封する(閉塞された)固形物であり、或いは、粒タイプの媒体ベッドの場合には、底部エンドキャップ150は、そのベッドを通る軸方向の流れを許容するよう開放されていてもよい。ボトムキャップ150は、密封のために、エポキシ系接着剤又はウレタン接着剤を用いてドレイン層117に付着させられていてもよい。
【0032】
本発明の実施例において、フィルタ要素110は、フィルタボウル115内に収容され得る。フィルタボウル115は、孔だらけの、ルーバー付きの、或いは穿孔された、金属のサポート管140に囲まれた濾過媒体112と、トップキャップ135と、ボトムキャップ150とを取り囲む。そのフィルタは、そのトップキャップとそのボトムキャップとを堅く連結しながら、フィルタ要素110を通る流れを妨げることなく濾過媒体112の内面及び/又は外面を支持するよう設計された、一つ、二つ、又はそれ以上の、孔だらけの、ルーバー付きの、或いは穿孔された、金属のサポート管140を含んでいてもよい。実施例では、フィルタ要素110は、図2で示されるように、二つのサポート管を含む。サポート管140は、金属で作られていてもよく、プラスチックで作られていてもよく、また代替的に、濾過媒体112に対するサポートを提供するのに適したワイヤースクリーンが用いられてもよい。
【0033】
本発明の実施例において、濾過媒体112は、円筒状に巻かれ且つ/或いはプリーツの付けられた媒体であってもよく、また代替的に、粒状の媒体ベッドであってもよい。その濾過媒体は、所望の濾過作用に応じて、ホウケイ酸ガラス及び/又は様々な炭化水素ベースの材料で作られていてもよい。一般的な媒体は、混入物質の合体及び微粒子の捕捉を支援すべく、疎水性及び/又は疎油性の物質で処理されたホウケイ酸ガラス繊維で作られる。本発明の実施例において、様々な異なるグレードのホウケイ酸ガラス又はナノ繊維が、流体がその媒体112を通過する際にその流体をその流体入口流から出して合体させることに加え、その流体入口流における固形粒子を徐々に取り除くよう、加えられてもよい。
【0034】
本発明の実施例において、合体のための媒体に加えて或いは替えて、有機蒸気のような混入物質、及びその流体流からの匂いを取り除くために、その媒体112内で、活性炭が用いられてもよい。活性炭の追加は、例えば、呼吸のための空気を浄化するためのシステムにおける用途を有し得る。
【0035】
プリーツを付けることが媒体112の表面積を増大させ、そしてより均一な空気が媒体112を通って流れるようにするので、スパンボンデッドのポリエステル及びナイロンスクリムが、プリーツ処理を支援し、媒体112のプリーツ間の分離を維持するために加えられてもよい。本発明の実施例において、それら媒体は、少なくとも、ホウケイ酸ガラス繊維、活性炭繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、スパンボンデッドのスクリム、及び/又は同様の媒体を含み得る。
【0036】
図3Aは、図1のフィルタアセンブリの平面図を示し、図3Bは、その差圧ゲージのない、図1のフィルタアセンブリの平面図を示す。実施例では、図3A及び図7で最も良く示される差圧ゲージ133は、フィルタ要素110を横切る圧力差を測定する。ゲージ133のセンサ134aは、図3A及び図3Bで最も良く示されるように、ポート134bを介してフィルタヘッド120に取り付けられる。全体の圧力差は、入口ポート125からフィルタ要素110を通じてアセンブリ100に入る流体を、最終的に、出口ポート130から追いやる。ポート134bは、圧力ゲージ133とセンサ134aとの取り付けのためにネジ山が付けられ得る。グループ化クランプ群(図3A及び図3Bでは図示されていない。)の取り付けのためのOリング溝344は、入口ポート125及び出口ポート130上で見つけられ得る。グループ化クランプ群は、後述のように、複数のフィルタアセンブリ100を取り付けるために用いられる。
【0037】
本発明の実施例において、フィルタヘッド120の上部外面は、図1、図3A、及び図4Aで示されるように、傾斜した内部上面127を有する傾斜した円筒状の構造を有する。内部上面127は、フィルタヘッド120の容積を極小化するために傾けられ、それは、特定の用途において好適となり得る。図4Aは、フィルタアセンブリ100のフィルタヘッド120の上部の傾斜した平面図を示し、図4Bは、フィルタアセンブリ100のフィルタヘッド120の底部の傾斜した平面図を示す。そのフィルタアセンブリを用いる方法の例では、流体は、入口ポート125のところでフィルタヘッド120に入る。フィルタヘッド120の上部内面は、図4Bで最も良く示されるように、入口ポート125を補完すべく湾曲する傾斜部428を有する。その流体は、出口ポート130を通ってフィルタヘッド120から流出する。当業者によって十分に理解されるように、本発明のフィルタヘッド120は、フィルタアセンブリ100に出入りする流れを方向付けるためのダイバータコンポーネントを必要としないことから、その簡潔さにおいて新規である。
【0038】
実施例では、図5で最も良く示されるように、美的理由のためにフィルタヘッド120の傾斜した頂面127を補完すべく、化粧トップカバー555が取り付けられてもよい。トップカバー555は、フィルタヘッド120を通じてセンサ134aを差圧ゲージ133に取り付けるためのアクセスポート557を含み得る。トップカバー555は、プラスチックで作られていてもよく、金属又は他の適切な材料で作られていてもよい。実施例では、そのカバーは、プラスチックで作られている。
【0039】
ここで、図6A〜図6Cを参照すると、フィルタボウル115の様々な図が示される。本発明の別の独創的な特徴は、実施例において、ドレイン層117を抜け出る液滴の毛細管現象による排出のために、フィルタボウル115が、図6A及び図6Cで示されるように、フィルタボウル115の内面に沿って軸方向に走る浅い内部リブ665を含み得るという点にある。例えば、内部リブ665は、ドレイン層117内の油量が増大することでフィルタボウル115の内壁に形成される油滴を排出するための毛細管として作用し得る。このように、内部リブ665は、重力に加え毛細管現象を用い、その油滴をフロートドレイン141内に流れ続けさせ、その合体された油がその出口流体流に再取り込みされないようにする。本発明の実施例において、外部リブ680は、例えば、濾過媒体112を取り換える必要がある場合に、手動でそのフィルタハウジングを分解するのに役立つよう、フィルタボウル115の外面に配置され得る。
【0040】
本発明の実施例において、バッフル670は、その合体された流体がその生成ガス流内に再取り込みされるのを防止すべく空所(dead air space)を増加させるために、フィルタボウル115の内底部に沿って配置され得る。バッフル670は、そのバッフル670がなければ、不要である合体された液体をその生成ガス流に掃き戻し得る、より多くの乱気流をもたらすであろう空気循環を最小限に抑えることによって、これを実現させる。バッフル670はまた、フィルタ要素110がフィルタ110内の正確な位置で維持されることを確かなものとする。別の実施例では、ボトムキャップ150が、バッフル670の上に載せられてもよい。
【0041】
本発明の実施例において、フィルタボウル115はまた、フィルタアセンブリ100から、フィルタボウル115の底に取り付けられるフロートドレイン141を通じて、流体を排出するためのドレイン孔675を含んでいてもよい。フロートドレイン141は、その生成流がその出口流から失われることが全くないことを確かなものとする、極めて信頼性の高い開閉機能のための、スナップ作用を有し得る。追加的に、のぞき窓684(図示せず。)が、フロートドレイン141内の流体レベルを見るために、ボウル115の底の近くに配置されてもよい。
【0042】
本発明の実施例において、別のOリング(図示せず。)、又はいくつかの同様の密封機構が、フィルタボウル115とフィルタヘッド120との間の加圧連結を完成させるために、存在し得る。そのOリングシールはまた、混入物質が連結用ネジ山に達するのを防止し、そのネジ山における侵食及び摩耗を最小限に抑える効果を有し得る。そのOリングを着座させるためのOリング溝683は、図6Bで示されるように、フィルタボウル115の頂部に配置されてもよい。
【0043】
本発明の実施例において、汚染された流体は、入口ポート125を通じて、フィルタアセンブリ100のフィルタヘッド120に入る。フィルタトップキャップ135は、入口ポート125からの流体を、その角状構造の内面に沿って、フィルタ要素100内に方向付ける。そして、その流入流体は、円筒状に巻かれ或いはプリーツが付けられた媒体112を通じて放射状に流出し、また代替的に、その流体は、粒状媒体112のベッドを通じて軸方向に流れ得る。そして、その生成流出ガス流は、フィルタ要素110とハウジング115との間にある環状空間を通って上に流れ、フィルタヘッド120内にあるその要素のトップキャップ135の底部によって、円滑に方向付けられ、そして、出口ポート130を通じてフィルタアセンブリ100の外に出る。
【0044】
特定の用途において、媒体112は、濃縮性炭化水素の吸着作用及びその入口流内の匂いに影響を及ぼす。合体フィルタにおいて、ドレイン層117は、その流出ガス流にその凝縮された流体を流入させるよりもむしろその凝縮された流体をフロートドレイン141内に落とす際の重力の影響を促進する効果を有する。ドレイン層117は、開殻フォーム、針のように尖ったフェルト状のポリエステル、又は、合体された流体を吸収するのに適した他の任意の材料で作られ得る。
【0045】
その凝縮された流体は、その液体レベルがフィルタ要素110の高さに達する前にフィルタアセンブリ100から排出されなければならない。排出が必要とされる場合、フロートドレイン141は、液体がアセンブリ100から排出されるよう、上昇する。フロートドレイン141の機構は、スナップバルブとして機能し、それは、いくつかの実施例では、磁気的なものであり、高密度のフォームフロート141によって制御される。その流体レベルが特定の高さまで上昇したときに、フロート141が上昇すると、そのバルブは、液体が排出され得るように開き、そして、生成ガスがフィルタアセンブリ100を抜け出る前に閉じる。実施例では、フロートドレイン141は、フィルタボウル115内に取り付けるためのOリングを備えた真鍮のステムを有していてもよい。
【0046】
特定の用途では、所望の程度の濾過作用を実現すべく二以上のフィルタアセンブリ100を直列にして使用することが望ましい場合がある。フィルタアセンブリ100は、図7で示されるように、入口ポート125及び出口ポート130に取り付けられたグループ化クランプ785を介して第二のアセンブリに取り付けられ得る。グループ化クランプ785は、フィルタアセンブリ100のそれぞれのフランジを一緒に“圧搾”するための、先細りの側部群787を有していてもよい。フィルタヘッド120は、入口ポート125と出口ポート130との間でシールを形成するOリング(図示せず。)のための空間を提供するためのOリング溝344を含む。これらの実施例では、入口ポート125及び出口ポート130は、グループ化クランプ785のフィルタヘッド120への接続を容易にするための位置合わせタブ790を有していてもよい。それらグループ化クランプは、位置合わせタブ790と結合するための補完的な割り出しキー(indexing key)795を有し得る。それらグループ化クランプはまた、アセンブリ100を壁に取り付ける際に使用され得るブラケット締め具(図示せず。)のための孔797を含み得る。
【0047】
本発明に係るフィルタアセンブリ100は、円筒形の濾過媒体を通って内から外へ流れるものに関するものとして説明されるが、フィルタアセンブリ100は、非平面フランジ105による、圧力損失における同様の結果と改良された性能とを持ちながら、いくつかの用途において外から内への流れを用いるよう反対方向に向けられてもよいことが理解される。例えば、外から内への流れは、固まったよごれがボウル115の底に落ちることができるよう、特に高いダスト処理能力がある適用において適切となり得る。
【0048】
本発明の多くの特徴及び有利点は、詳細な説明から明らかであり、それ故に、添付の特許請求の範囲が、本発明の真の精神及び範囲内に入る、本発明のそのような特徴及び有利点の全てに及ぶことが意図されている。更に、当業者が多くの改良及び変更を容易に思い当たるであろうから、図示され且つ記載された構造及び動作そのものに本発明が限定されることは望まれず、従って、全ての適切な改良物及び均等物は、本発明の範囲内に入るものとされ得る。
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、フィルタアセンブリ、及びそのアセンブリを通る流れを改善するための方法に関する。より具体的には、本発明は、例えば、そのアセンブリを通る流れを方向付けるための非平面フランジを有する流体フィルタアセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
混合流体から微粒子、油、及び水蒸気を取り除くために液圧フィルタ及び空気圧フィルタが使用され得ることは当該技術分野において公知である。これらのフィルタはまた、呼吸のための空気から匂いを取り除くためにも使用され得る。食品のパッケージ化、製薬研究、及び集積回路の製造を含む様々な用途を有する圧縮空気が、混入物質及び水蒸気を取り除くために処理されることは、当該技術分野において公知である。例えば、回路設計において、短絡を引き起こし得る油や水蒸気をその圧縮空気が持っていないことは極めて重要である。圧縮空気は、製造システムでの使用前に、その空気から、最終生産物を台無しにし得る、或いは、そのシステムから出力及び効率を奪うことによって少なくとも製造コストを増大させ得る水蒸気や混入物質を取り除くために、処理される。
【0003】
圧縮空気の処理のような様々な用途で使用される従来のフィルタは、フィルタヘッドと細長い管状のフィルタハウジングとを含む、ツーピースのハウジングを包含し得る。細長い管状要素は、典型的には、そのハウジング内に取り外し可能に配置され、それら管状要素は、リング状の媒体の両端で密封的に接合される環状のエンドキャップを有する。これらのフィルタはまた、そのフィルタ内に流れを方向付け得るダイバータやエルボー構造を含み、そのヘッド鋳造物を、その細長い管状要素の入口部分と出口部分とにそれぞれつなげられる、入口流路と出口流路とに分離するための手段を提供する。
【0004】
最近になって、フィルタは、ダイバータの機能を果たすトップキャップを利用した。これらトップキャップは、そのヘッド鋳造物の円筒空洞内に取り外し可能に配置された、先端を切り取られたファンネル上の構造を有し得る。その流れは、不要な物質がフィルタ要素を通って濾過後の生成流に流れ込むのを防止するよう設計された媒体又は膜から構成され得るフィルタ要素を通過する。従って、その媒体を通って流れる濾液はその後、そのヘッド鋳造物内の出口ポートを通って流れ続ける。合体フィルタ(coalescing filter)において、それら媒体は、一定の凝縮された液状成分を合体させ、ふるい、栓塞(impaction)、又はブラウン運動によって固体粒子を捕捉しながら、ガス状の生成流から出たその合体された液滴を結合させる。
【0005】
そのトップキャップの入口側の表面の形状は、その要素内への入口流れの流動形状を制御する。同様に、そのトップキャップの出口側の表面は、その出口流れを制御する。その入口流れがそのトップキャップの壁部分に直接的に激突する場合、その衝撃は、その流体流において乱流を発生させる。その結果として、その流体がそのフィルタ要素に入るときのその流体の速度を増大させるその流体の運動エネルギーが低減させられる。これらのフィルタは、そのヘッド鋳造物からそのフィルタ要素内への入口流れに影響を及ぼす平面的なフランジセクションを有するトップキャップを含んでいた。そのフランジは、その流体のエネルギーを低減させ、その流体がそのフィルタ要素に入るときのその流体の速度を乱すことによって乱流効果を低減させる傾向を有し得る。しかしながら、その平面的なフランジは、それでもなお、その入口流れ及びその出口流れにおいて、乱流をもたらし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、そのフィルタアセンブリに直接的に出入りする流体のより多くの層流を可能にする入口側面と出口側面とを有するフランジを有する流体フィルタアセンブリを提供することが望ましい。圧力降下のため、また、乱流が合体フィルタにおいて濃縮流体の再取り込みを引き起こすため、乱流を低減させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の必要性は、非平面フランジ部を有する流体フィルタアセンブリの特徴が、そのアセンブリを通る流れを方向付けるために用いられ得るところの本発明によって大いに満たされる。本発明の実施例は、そのフィルタ要素を通る内から外への流れのためのプロセス流れ入口に面する非平面の表面を持つ、全体的に傾斜した入口を有する“改良ベンチュリ”を具現化するフィルタ要素のトップキャップを通る改善された流れをもたらす。このように、その新規のトップキャップは、その媒体内へのより円滑な推移を可能にし、より少ない全体圧力損失をもたらす。本発明に係るその流体フィルタアセンブリは、エルボー、ダイバータ、又は他の同様の流れ規制デバイスを用いることなく、その容器内に直接的にそのプロセスガスを向ける入口接続を可能にする。
【0008】
本発明の実施例は、入口ポートと出口ポートとを持つフィルタヘッドと、フィルタボウル内に収容されたフィルタ要素とを有するフィルタアセンブリであり、圧力差がそのフィルタ要素を横切って存在する、フィルタアセンブリに関する。実施例では、平方インチ当たり0〜10ポンド(psi)以上となり得るその圧力差は、低減される。実施例では、そのフィルタヘッドとそのトップキャップとの間の圧縮シールを維持するよう構成される圧縮タブが用いられ得る。圧縮タブはまた、そのフィルタ要素を位置付けるよう構成され得る。ブリード孔は、そのアセンブリが圧力下にある場合に、そのアセンブリを分解しようとする試みが行われたときに、警笛を鳴らすよう構成され得る。
【0009】
そのフィルタ要素は、濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み得る。そのアセンブリはまた、流体をそのフィルタ要素内に密封するボトムキャップと、非平面フランジ部を有するトップキャップとを含み得る。そのフランジ部は、実質的に湾曲した、全体的にS字状の断面形状を有する。そのフランジ部は、そのフィルタアセンブリを通る入口流及び出口流の双方における改善された流れのための改良ベンチュリを具現化する。実施例では、その非平面フランジは、そのフィルタヘッドが入口区画及び出口区画に分割されるように、そのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられる。そのトップキャップは、その入口ポートからの流体をそのフィルタ要素の方に向け、その流体は、その濾過媒体の障壁を通って流れ、そして、その出口ポートを通ってそのアセンブリから流出する。
【0010】
その濾過媒体は、ホウケイ酸ガラス繊維、活性炭繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、スパンボンデッドのスクリム、又は同様の媒体のうちの少なくとも一つを含み得る。用いられた媒体に応じて、液状ミスト、微粒子、及び/又は炭化水素蒸気は、その流体流から取り除かれ得る。実施例では、そのフィルタアセンブリはまた、液体を排出するための、そのフィルタボウルの底に配置されるドレイン孔を含み得る。高密度のフォームフロートを含み得るフロートドレインコンポーネントは、そのドレイン層を抜け出る流体を排出するため、そのフィルタボウルの基部に取り付けられる。
【0011】
本発明の実施例において、そのフィルタアセンブリの入口ポート及び出口ポートは、互いにほぼ一列に並んだものであってもよく、それは、圧縮ガスの用途において好適である。そのアセンブリはまた、そのフィルタ要素を横切る圧力差を測定するためにそのフィルタヘッドに取り付けられる圧力センサを有する圧力ゲージを含んでいてもよい。そのフィルタヘッドは、それら圧力センサをそのフィルタヘッド内に取り付けるためのセンサポートを含み得る。実施例では、そのフィルタボウルは、そのフィルタヘッドにネジ連結される。そして、そのフィルタボウルは、そのネジ連結の、改善された、手動による締め付け及び緩めのために、そのフィルタボウルの外面に沿って走る外側リブを含み得る。そのフィルタヘッドは、そのフィルタヘッドの容積を低減させるために、傾斜した内側上面を含み、それは、特定の用途において好適となる。
【0012】
本発明の実施例において、そのフィルタボウルは、そのドレイン層を抜け出る液滴の毛細管現象による排出のために、そのフィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内側リブを含む。そのフィルタボウルは、そのフィルタボウルとそのフィルタヘッドとの間の加圧連結を形成するために、そのフィルタボウルの上部外面に沿って配置されるOリング溝を含んでいてもよい。このOリングシールは、それらネジ山をその流体から隔離し、それらネジ山で起こり得る腐食作用を低減させる。追加的に、そのフィルタボウルは、合体された液体の再取り込みを最小限に抑えるべくそのガスを静めるための、そのフィルタボウルの底の内部に沿って配置されるバッフルを含み得る。そのフィルタボウルはまた、その流体のレベルを見るためののぞき窓を含み得る。
【0013】
本発明のフィルタアセンブリの実施例によっては、化粧カバーが、そのフィルタヘッドの上部外面と結合するよう構成される。二以上の濾過装置の使用が望まれる場合、複数のグループ化クランプ(ganging clamp)が、そのフィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するために使用され得る。
【0014】
本発明において更に予期されるものは、フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法であり、そのフィルタアセンブリのフィルタヘッド内に配置された入口ポート内に流体の流れを向けるステップ、非平面フランジ部を有するトップキャップを用いてその流体をその入口ポートからフィルタ要素内に通すステップ(そのフィルタヘッドの入口部分及び出口部分での圧力損失を低減させるためにそのフランジ部は、実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、その非平面フランジ部は、そのフィルタヘッドが入口区画と出口区画とに分割されるように、そのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられる。)、そのフィルタボウル内に収容されたそのフィルタ要素のコンポーネントを通ってその流体を通過させるステップ(そのフィルタ要素は、濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み、圧力差がそのフィルタ要素を横切って存在する。)、ボトムキャップによってそのフィルタボウルの底部から流体が抜け出るのを防止するステップ、その濾過媒体の障壁を通ってその流体を通過させ、そしてその出口ポートを通ってそのアセンブリから流出させるステップ、並びに、そのフィルタボウルの基部に取り付けられ且つドレイン孔と連携するフロートドレインコンポーネントを用いてそのアセンブリ内の流体レベルを制御するステップ、を含む方法である。
【0015】
フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法はまた、そのフィルタ要素を横切る圧力差を測定するステップを含み得る。フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法はまた、そのフィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内部リブを用いて、そのドレイン層を抜け出す液滴を毛細管によって排出するステップを含み得る。フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法はまた、そのフィルタボウルの外面に沿って走る外部リブを用いて、そのフィルタヘッドに対してそのフィルタボウルを手動で締め付けるステップを含み得る。更に、そのフィルタボウルとそのフィルタヘッドとの間で加圧連結が形成されてもよい。
【0016】
本発明に従った、フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法の実施例において、その方法はまた、そのフィルタボウルの内底部に沿って配置されるバッフルを用いて、合体された流体の再取り込みを最小限に抑えるステップを含む。その方法はまた、様々なフィルタハウジングと連携する複数のグループ化クランプを用いて、そのフィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するステップを含み得る。請求項21における、フィルタアセンブリを通る流れを方向付ける方法は、一以上の圧縮タブを用いてそのフィルタ要素をクリップするステップ、及び、圧縮タブを用いてそのトップキャップに対しそのフィルタヘッドを密封するステップを更に含む。
【0017】
本発明の実施例において、フィルタアセンブリは、入口ポート及び出口ポートを収容するためのフィルタヘッド手段と、流体の分離をもたらすための濾過媒体手段、合体した流体を取り除くためのドレイン層手段、及び、その濾過媒体手段を支持するための少なくとも一つのサポート手段を収容するためのフィルタ要素手段と、そのフィルタ要素手段を横切る圧力差を維持するための加圧手段と、そのフィルタ要素を収容するためのフィルタボウル手段であり、そのフィルタヘッド手段に取り付けられるフィルタボウル手段と、そのフィルタ要素手段の底部内に流体を密封するためのボトムキャップ手段と、そのフィルタヘッドを入口区画と出口区画とに分割するためのトップキャップ手段であり、非平面フランジ部を含み、そのフランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、その非平面フランジがそのフィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、その入口ポートからそのフィルタ要素手段内に流体を向けるトップキャップ手段であって、その流体がその濾過媒体手段を通って流れ、そして、その出口ポートを通ってそのアセンブリから流出するところのトップキャップ手段と、そのドレイン層手段内で合体された流体を排出するための排出手段と、を含み得る。
【0018】
このように、本発明の特定の実施例は、本書におけるそれらの詳細な説明がよく理解されるように、また、従来技術に対する貢献がよく認識されるように、かなり大まかに概説された。当然ながら、本発明の追加的な実施例が以下で説明され、それは、本書に添付された特許請求の範囲の主題を構成する。
【0019】
この点に関し、本発明の少なくとも一つの実施例を詳細に説明する前に、本発明が、その適用において、以下の記載で説明され或いは図面で示されるコンポーネントの構造の詳細及び配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、記載された実施例以外の実施例を実現可能であり、様々な方法で実施され或いは実行され得る。また、本書で用いられた表現及び専門用語は、その要約も加え、説明を目的とするものであり、限定的なものとして解釈されてはならないことが理解されるべきである。
【0020】
このように、当業者は、本開示が基礎としている構想が、本発明の様々な目的を実行するための他の構造、方法、及びシステムを設計するための基礎として容易に利用され得ることを認識するであろう。それ故に、均等な構造群が本発明の精神及び範囲から逸脱しない限りにおいて、特許請求の範囲が、そのような均等な構造群を含むものとして解釈されることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の実施例に従った、非平面フランジを有するフィルタアセンブリの断面図である。
【図2】図1のフィルタアセンブリにおける内部コンポーネントの分解図である。
【図3A】図1のフィルタアセンブリの平面図である。
【図3B】差圧ゲージのない、図1のフィルタアセンブリの平面図である。
【図4A】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタヘッドの頂部の傾斜した平面図である。
【図4B】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタヘッドの底部の傾斜した平面図である。
【図5】図1のフィルタアセンブリのための化粧キャップの斜視図である。
【図6A】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタボウルの内部の部分切り欠き図である。
【図6B】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタボウルの外部の正面図である。
【図6C】図1のフィルタアセンブリにおけるフィルタボウルの内部の局所図である。
【図7】入口ポート及び出口ポートに取り付けられるグループ化クランプを有する、図1のフィルタアセンブリの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の様々な実施例群は、流体フィルタアセンブリであり、エルボー又は同様の流量制限デバイスを用いることなく、流れを直接的にそのアセンブリに向けるための非平面フランジ部を有する流体フィルタアセンブリを提供する。いくつかの実施例において、本発明は、例えば、圧縮された空気又はガスのシステムで使用され得る。しかしながら、本発明は、その圧縮空気システムへの適用に限定されるものではなく、入口ポート及び出口ポートの双方を含むヘッドを有するフィルタアセンブリを利用する他の流体分離システムでの適用があり得ることを理解すべきである。本発明の実施例群は、これより、図面群を参照しながら説明される。なお、全体を通じて、同様の参照番号は、同様の部品を参照する。
【0023】
図1は、本発明の実施例に従ったフィルタアセンブリ100の断面図である。本発明の実施例群において、非平面フランジ部105を有するフィルタアセンブリ100が提供される。フィルタアセンブリ100の実施例群は、フィルタボウル115、テーパー付きフィルタヘッド120、非平面フランジ部105を有するトップキャップ135、ボトムキャップ150、並びに、フィルタ要素110であり、サポート管群140に囲まれた濾過媒体112、及び、フィルタ要素110における最も外側の層であるドレイン層117を含むフィルタ要素110を含む。更に、クローズドセル・硬質フォームフロートを有するフロートドレイン141は、そのフィルタ内の流体レベルを調節するために、ボウル115の底部に取り付けられ得る。フロートドレイン141は、ボウル115の底部にあるそのフロートのレベルに応じて開閉可能なフロート穴143を含む(詳細は後述)。
【0024】
フィルタボウル115は、ネジ付きの入口ポート125及びネジ付きの出口ポート130の双方を含むテーパー付きフィルタヘッド120と共にネジ止めされる。入口ポート125及び出口ポート130はそれぞれ、図1で示されるように、圧縮された空気又はガスのシステムへの組み付けを容易にするために、概して、互いに一列に並んでいる。これは、複数のフィルタアセンブリ群100が圧縮ガスシステムでよく使用されるからであり、入口ポート125と出口ポート130とが同じ中心線を共有する場合に、アセンブリ群100を直列で接続することがより容易となる。このように、複数のフィルターアセンブリ群100を接続するのにエルボーやダイバータが必要とされず、その結果、それら一連のアセンブリ群の配管は、製造の観点から、より容易でより安価なものとされる。
【0025】
本発明の実施例群では、入口ポート125及び出口ポート130を横切って圧力差が存在する。実施例群において、その差圧は、0から10ポンド/平方インチ(psi)以上となり得る。フィルタアセンブリ100はまた、圧力ゲージ133を用いてフィルタ要素110を横切る圧力差を測定するために、入口ポート125及び出口ポート130のところに置かれる圧力センサ群134aを含み得る。その入口のところの圧力は、その出口のところの圧力よりも高く、その結果、フィルターアセンブリ100を通って流れる流体は、その圧力差によって駆動される。作動中、そのプロセス流れが加圧されるので、ブリード孔160は、加圧下においてアセンブリ100を分解しようとする試みが行われた場合に警笛を鳴らすといった方法で、使用され得る。
【0026】
本発明の実施例群において、アセンブリ100は、流れをフィルタ要素110内に向けるためのファンネル状の構造を有するトップキャップ135を含む。トップキャップ135は、全体的に角状であり、濾過媒体112内への流れの円滑な移動を可能にさせ、入口流及び出口流にわたり、より少ない全体圧力損失をもたらす。トップキャップ135の頂面は、非平面フランジ部105と称される湾曲したリップ部を有し得る。非平面フランジ部105は、フィルタ要素110を通る改善された、入口から出口への流れのために、プロセス流れ入口を向く、全体的に傾いた入口を有する“改良ベンチュリ”を組み込む。非平面フランジ部105は、全体的にS字型であり、或いは、反曲線のような形状であり、非平面フランジ部105の最上端105a及び最下端105bは、フィルタヘッド120の内部側壁にほぼ垂直であり、それ故に、その内部側壁と共にシールを形成する。
【0027】
本発明の実施例群において、シール137は、図1で示されるように、シール137を形成すべく非平面フランジ部105に沿ってトップキャップ135をフィルタヘッド120の内壁に結合することによって、トップキャップ135とフィルタヘッド120との間に形成される。従って、全てのプロセス流れが要素110内に追いやられる。本発明の実施例群において、フィルタアセンブリ100はまた、流体をフィルタ要素110内に密封し、それによって、フィルタ要素110に入る全ての流体が濾過媒体112を内から外に通過するよう強制するボトムキャップ150を含む。
【0028】
本発明の実施例群において、シール137は、圧縮タブ145の助けを借りて、トップキャップ135の底部に形成される。圧縮タブ145は、フィルタアセンブリ100の組立中におけるフィルタ要素110の適切な位置決めを確かなものとしながら、シール137で適切な圧搾(圧力)を維持するという二重の目的に適う。本発明の実施例群において、圧縮タブ145は、出口ポート130の下に配置され得る。圧縮タブ145は、非平面フランジ部105の最上端105a及び最下端105bのところで、トップキャップ135に圧搾を適用し得る。いくつかの実施例群では、圧縮タブ145は、圧力差の結果として押し下げられることによって、フィルタボウル115に対して着座させられるようになり得る。
【0029】
圧縮タブ145は、入口流体がフィルタ要素110内に流入し濾過媒体112を通って出ることを確かなものとすべく、図1で示されるように、圧縮タブ145がフィルタ要素110の構成要素のそれぞれの頂部を包み込むように、着座させられる。圧縮タブ145は、フィルタ要素110をアセンブリ100内に密封するために必要な力が適用されるのを確かなものとするように、フィルタ要素110を位置付ける。圧縮タブ145は、一旦そのフィルタが組み立てられると、要素110が滑り落ちてその加圧シールを破ることがないよう、ボウル115の上縁の真上に座すように位置付けられる。本発明の別の実施例群では、フィルタアセンブリ100は、二以上の圧縮タブ145を含むようにしてもよい。
【0030】
図2は、図1のフィルタアセンブリの内部コンポーネントの分解図を示す。これら内部コンポーネントは、トップキャップ135、ボトムキャップ150、及びフィルタ要素110の個々のコンポーネントを含む。圧縮タブ145に加えて、トップキャップ135は、図2で示されるような、シール137を維持するのに役立つよう使用され得るOリング(図示せず。)のための溝207を有していてもよい。このOリングシールは、フィルタヘッド120をボウル115に取り付ける際に用いられるネジ山を、その流体から隔離し、それらネジ山で起こり得る腐食作用を低減させる。
【0031】
流体が媒体112を通過せずにフィルタ要素110を通って流れるのを防止するために用いられるボトムキャップ150は、また、ドレイン層117と共にシールを形成すべく結合する外部リップ部150aと、濾過媒体112の内面内部に収められるように寸法取りされる内部リップ部150bとを有し得る。底部エンドキャップ150は、フィルタアセンブリ100に入る全ての流体が必ず濾過媒体112を半径方向に通過するよう、フィルタ要素110内に流体を効果的に密封する(閉塞された)固形物であり、或いは、粒タイプの媒体ベッドの場合には、底部エンドキャップ150は、そのベッドを通る軸方向の流れを許容するよう開放されていてもよい。ボトムキャップ150は、密封のために、エポキシ系接着剤又はウレタン接着剤を用いてドレイン層117に付着させられていてもよい。
【0032】
本発明の実施例において、フィルタ要素110は、フィルタボウル115内に収容され得る。フィルタボウル115は、孔だらけの、ルーバー付きの、或いは穿孔された、金属のサポート管140に囲まれた濾過媒体112と、トップキャップ135と、ボトムキャップ150とを取り囲む。そのフィルタは、そのトップキャップとそのボトムキャップとを堅く連結しながら、フィルタ要素110を通る流れを妨げることなく濾過媒体112の内面及び/又は外面を支持するよう設計された、一つ、二つ、又はそれ以上の、孔だらけの、ルーバー付きの、或いは穿孔された、金属のサポート管140を含んでいてもよい。実施例では、フィルタ要素110は、図2で示されるように、二つのサポート管を含む。サポート管140は、金属で作られていてもよく、プラスチックで作られていてもよく、また代替的に、濾過媒体112に対するサポートを提供するのに適したワイヤースクリーンが用いられてもよい。
【0033】
本発明の実施例において、濾過媒体112は、円筒状に巻かれ且つ/或いはプリーツの付けられた媒体であってもよく、また代替的に、粒状の媒体ベッドであってもよい。その濾過媒体は、所望の濾過作用に応じて、ホウケイ酸ガラス及び/又は様々な炭化水素ベースの材料で作られていてもよい。一般的な媒体は、混入物質の合体及び微粒子の捕捉を支援すべく、疎水性及び/又は疎油性の物質で処理されたホウケイ酸ガラス繊維で作られる。本発明の実施例において、様々な異なるグレードのホウケイ酸ガラス又はナノ繊維が、流体がその媒体112を通過する際にその流体をその流体入口流から出して合体させることに加え、その流体入口流における固形粒子を徐々に取り除くよう、加えられてもよい。
【0034】
本発明の実施例において、合体のための媒体に加えて或いは替えて、有機蒸気のような混入物質、及びその流体流からの匂いを取り除くために、その媒体112内で、活性炭が用いられてもよい。活性炭の追加は、例えば、呼吸のための空気を浄化するためのシステムにおける用途を有し得る。
【0035】
プリーツを付けることが媒体112の表面積を増大させ、そしてより均一な空気が媒体112を通って流れるようにするので、スパンボンデッドのポリエステル及びナイロンスクリムが、プリーツ処理を支援し、媒体112のプリーツ間の分離を維持するために加えられてもよい。本発明の実施例において、それら媒体は、少なくとも、ホウケイ酸ガラス繊維、活性炭繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、スパンボンデッドのスクリム、及び/又は同様の媒体を含み得る。
【0036】
図3Aは、図1のフィルタアセンブリの平面図を示し、図3Bは、その差圧ゲージのない、図1のフィルタアセンブリの平面図を示す。実施例では、図3A及び図7で最も良く示される差圧ゲージ133は、フィルタ要素110を横切る圧力差を測定する。ゲージ133のセンサ134aは、図3A及び図3Bで最も良く示されるように、ポート134bを介してフィルタヘッド120に取り付けられる。全体の圧力差は、入口ポート125からフィルタ要素110を通じてアセンブリ100に入る流体を、最終的に、出口ポート130から追いやる。ポート134bは、圧力ゲージ133とセンサ134aとの取り付けのためにネジ山が付けられ得る。グループ化クランプ群(図3A及び図3Bでは図示されていない。)の取り付けのためのOリング溝344は、入口ポート125及び出口ポート130上で見つけられ得る。グループ化クランプ群は、後述のように、複数のフィルタアセンブリ100を取り付けるために用いられる。
【0037】
本発明の実施例において、フィルタヘッド120の上部外面は、図1、図3A、及び図4Aで示されるように、傾斜した内部上面127を有する傾斜した円筒状の構造を有する。内部上面127は、フィルタヘッド120の容積を極小化するために傾けられ、それは、特定の用途において好適となり得る。図4Aは、フィルタアセンブリ100のフィルタヘッド120の上部の傾斜した平面図を示し、図4Bは、フィルタアセンブリ100のフィルタヘッド120の底部の傾斜した平面図を示す。そのフィルタアセンブリを用いる方法の例では、流体は、入口ポート125のところでフィルタヘッド120に入る。フィルタヘッド120の上部内面は、図4Bで最も良く示されるように、入口ポート125を補完すべく湾曲する傾斜部428を有する。その流体は、出口ポート130を通ってフィルタヘッド120から流出する。当業者によって十分に理解されるように、本発明のフィルタヘッド120は、フィルタアセンブリ100に出入りする流れを方向付けるためのダイバータコンポーネントを必要としないことから、その簡潔さにおいて新規である。
【0038】
実施例では、図5で最も良く示されるように、美的理由のためにフィルタヘッド120の傾斜した頂面127を補完すべく、化粧トップカバー555が取り付けられてもよい。トップカバー555は、フィルタヘッド120を通じてセンサ134aを差圧ゲージ133に取り付けるためのアクセスポート557を含み得る。トップカバー555は、プラスチックで作られていてもよく、金属又は他の適切な材料で作られていてもよい。実施例では、そのカバーは、プラスチックで作られている。
【0039】
ここで、図6A〜図6Cを参照すると、フィルタボウル115の様々な図が示される。本発明の別の独創的な特徴は、実施例において、ドレイン層117を抜け出る液滴の毛細管現象による排出のために、フィルタボウル115が、図6A及び図6Cで示されるように、フィルタボウル115の内面に沿って軸方向に走る浅い内部リブ665を含み得るという点にある。例えば、内部リブ665は、ドレイン層117内の油量が増大することでフィルタボウル115の内壁に形成される油滴を排出するための毛細管として作用し得る。このように、内部リブ665は、重力に加え毛細管現象を用い、その油滴をフロートドレイン141内に流れ続けさせ、その合体された油がその出口流体流に再取り込みされないようにする。本発明の実施例において、外部リブ680は、例えば、濾過媒体112を取り換える必要がある場合に、手動でそのフィルタハウジングを分解するのに役立つよう、フィルタボウル115の外面に配置され得る。
【0040】
本発明の実施例において、バッフル670は、その合体された流体がその生成ガス流内に再取り込みされるのを防止すべく空所(dead air space)を増加させるために、フィルタボウル115の内底部に沿って配置され得る。バッフル670は、そのバッフル670がなければ、不要である合体された液体をその生成ガス流に掃き戻し得る、より多くの乱気流をもたらすであろう空気循環を最小限に抑えることによって、これを実現させる。バッフル670はまた、フィルタ要素110がフィルタ110内の正確な位置で維持されることを確かなものとする。別の実施例では、ボトムキャップ150が、バッフル670の上に載せられてもよい。
【0041】
本発明の実施例において、フィルタボウル115はまた、フィルタアセンブリ100から、フィルタボウル115の底に取り付けられるフロートドレイン141を通じて、流体を排出するためのドレイン孔675を含んでいてもよい。フロートドレイン141は、その生成流がその出口流から失われることが全くないことを確かなものとする、極めて信頼性の高い開閉機能のための、スナップ作用を有し得る。追加的に、のぞき窓684(図示せず。)が、フロートドレイン141内の流体レベルを見るために、ボウル115の底の近くに配置されてもよい。
【0042】
本発明の実施例において、別のOリング(図示せず。)、又はいくつかの同様の密封機構が、フィルタボウル115とフィルタヘッド120との間の加圧連結を完成させるために、存在し得る。そのOリングシールはまた、混入物質が連結用ネジ山に達するのを防止し、そのネジ山における侵食及び摩耗を最小限に抑える効果を有し得る。そのOリングを着座させるためのOリング溝683は、図6Bで示されるように、フィルタボウル115の頂部に配置されてもよい。
【0043】
本発明の実施例において、汚染された流体は、入口ポート125を通じて、フィルタアセンブリ100のフィルタヘッド120に入る。フィルタトップキャップ135は、入口ポート125からの流体を、その角状構造の内面に沿って、フィルタ要素100内に方向付ける。そして、その流入流体は、円筒状に巻かれ或いはプリーツが付けられた媒体112を通じて放射状に流出し、また代替的に、その流体は、粒状媒体112のベッドを通じて軸方向に流れ得る。そして、その生成流出ガス流は、フィルタ要素110とハウジング115との間にある環状空間を通って上に流れ、フィルタヘッド120内にあるその要素のトップキャップ135の底部によって、円滑に方向付けられ、そして、出口ポート130を通じてフィルタアセンブリ100の外に出る。
【0044】
特定の用途において、媒体112は、濃縮性炭化水素の吸着作用及びその入口流内の匂いに影響を及ぼす。合体フィルタにおいて、ドレイン層117は、その流出ガス流にその凝縮された流体を流入させるよりもむしろその凝縮された流体をフロートドレイン141内に落とす際の重力の影響を促進する効果を有する。ドレイン層117は、開殻フォーム、針のように尖ったフェルト状のポリエステル、又は、合体された流体を吸収するのに適した他の任意の材料で作られ得る。
【0045】
その凝縮された流体は、その液体レベルがフィルタ要素110の高さに達する前にフィルタアセンブリ100から排出されなければならない。排出が必要とされる場合、フロートドレイン141は、液体がアセンブリ100から排出されるよう、上昇する。フロートドレイン141の機構は、スナップバルブとして機能し、それは、いくつかの実施例では、磁気的なものであり、高密度のフォームフロート141によって制御される。その流体レベルが特定の高さまで上昇したときに、フロート141が上昇すると、そのバルブは、液体が排出され得るように開き、そして、生成ガスがフィルタアセンブリ100を抜け出る前に閉じる。実施例では、フロートドレイン141は、フィルタボウル115内に取り付けるためのOリングを備えた真鍮のステムを有していてもよい。
【0046】
特定の用途では、所望の程度の濾過作用を実現すべく二以上のフィルタアセンブリ100を直列にして使用することが望ましい場合がある。フィルタアセンブリ100は、図7で示されるように、入口ポート125及び出口ポート130に取り付けられたグループ化クランプ785を介して第二のアセンブリに取り付けられ得る。グループ化クランプ785は、フィルタアセンブリ100のそれぞれのフランジを一緒に“圧搾”するための、先細りの側部群787を有していてもよい。フィルタヘッド120は、入口ポート125と出口ポート130との間でシールを形成するOリング(図示せず。)のための空間を提供するためのOリング溝344を含む。これらの実施例では、入口ポート125及び出口ポート130は、グループ化クランプ785のフィルタヘッド120への接続を容易にするための位置合わせタブ790を有していてもよい。それらグループ化クランプは、位置合わせタブ790と結合するための補完的な割り出しキー(indexing key)795を有し得る。それらグループ化クランプはまた、アセンブリ100を壁に取り付ける際に使用され得るブラケット締め具(図示せず。)のための孔797を含み得る。
【0047】
本発明に係るフィルタアセンブリ100は、円筒形の濾過媒体を通って内から外へ流れるものに関するものとして説明されるが、フィルタアセンブリ100は、非平面フランジ105による、圧力損失における同様の結果と改良された性能とを持ちながら、いくつかの用途において外から内への流れを用いるよう反対方向に向けられてもよいことが理解される。例えば、外から内への流れは、固まったよごれがボウル115の底に落ちることができるよう、特に高いダスト処理能力がある適用において適切となり得る。
【0048】
本発明の多くの特徴及び有利点は、詳細な説明から明らかであり、それ故に、添付の特許請求の範囲が、本発明の真の精神及び範囲内に入る、本発明のそのような特徴及び有利点の全てに及ぶことが意図されている。更に、当業者が多くの改良及び変更を容易に思い当たるであろうから、図示され且つ記載された構造及び動作そのものに本発明が限定されることは望まれず、従って、全ての適切な改良物及び均等物は、本発明の範囲内に入るものとされ得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルタアセンブリであって:
入口ポート及び出口ポートを有するフィルタヘッド;
前記フィルタヘッドに取り付けられるフィルタボウルであり、流体を排出するために、該フィルタボウルの底に配置されるドレイン孔を有するフィルタボウル;
前記フィルタボウル内に収容されるフィルタ要素であり、濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み、該フィルタ要素を横切って圧力差が存在するところの、フィルタ要素;
前記フィルタ要素の底部から流体が抜け出るのを防止するボトムキャップ;
非平面フランジ部を有するトップキャップであり、該フランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、前記フィルタヘッドが入口区画及び出口区画に分割されるように該非平面フランジが前記フィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、該トップキャップが前記入口ポートから前記フィルタ要素内に流体を方向付け、該流体が前記濾過媒体の障壁を通って流れ前記出口ポートを通って当該アセンブリから出る、ところのトップキャップ;、及び
前記フィルタボウルの基部に取り付けられ、当該アセンブリ内の流体レベルを制御するための前記ドレイン孔と連携するフロートドレインコンポーネント;
を含むフィルタアセンブリ。
【請求項2】
前記入口ポート及び前記出口ポートは、互いにほぼ一列に並ぶ、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項3】
前記フィルタ要素を横切る圧力差を測定すべく前記フィルタヘッドに取り付けられる圧力センサを有する圧力ゲージを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項4】
前記フィルタヘッドは、前記圧力センサを前記フィルタヘッド内に取り付けるためのセンサポートを含む、
請求項3に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項5】
前記フィルタヘッドは、前記フィルタヘッドの容積を低減させるための傾斜した内部上面を含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項6】
前記フィルタボウルは、前記ドレイン層を抜け出る液滴の毛細管排液のための、前記フィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内部リブを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項7】
前記フィルタボウルは、前記フィルタヘッドとネジで連結される、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項8】
前記フィルタボウルは、前記ネジ連結の手動による締め付け及び緩めを改善するための、前記フィルタボウルの外面に沿って走る外部リブを含む、
請求項7に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項9】
前記フィルタボウルは、前記フィルタボウルと前記フィルタヘッドとの間の加圧連結を形成するための、前記フィルタボウルの上部外面に沿って配置されるOリング溝を含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項10】
前記フィルタボウルは、合体された液体の再取り込みを最小限に抑えるための、前記フィルタボウルの内底部に沿って配置されるバッフルを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項11】
前記フィルタボウルは、凝縮された液体のレベルを見るためののぞき窓を含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項12】
前記フィルタヘッドの上部外面と結合するよう構成される化粧カバーを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項13】
当該フィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するための複数のグループ化クランプを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項14】
前記フロートドレインは、高密度フォームフロートを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項15】
前記フィルタヘッドと前記トップキャップとの間で圧縮シールを維持するよう構成される少なくとも一つの圧縮タブを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項16】
前記フィルタ要素を適用な位置に置くよう構成される少なくとも一つの圧縮タブを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項17】
前記圧力差は、前記要素のトップキャップの構造によって低減される、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項18】
当該アセンブリが圧力下にある場合に、当該アセンブリを分解しようとする試みが行われたときに、警笛を鳴らすよう構成されるブリード孔を更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項19】
前記フランジ部は、改良ベンチュリを包含する、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項20】
前記濾過媒体は、ホウケイ酸ガラス繊維、活性炭繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、及びスパンボンデッドのスクリムのうちの少なくとも一つを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項21】
フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法であって:
前記フィルタアセンブリのフィルタヘッド内に配置される入口ポート内に流体の流れを方向付けるステップ;
非平面フランジ部を有するトップキャップを用いて前記入口ポートからフィルタ要素内に前記流体を通すステップであり、前記フィルタヘッドの入口部及び出口部での圧力損失を低減させるために該フランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、前記フィルタヘッドが入口区画と出口区画とに分割されるように該非平面フランジが前記フィルタヘッド内に密封的に受け入れられる、ところの前記流体を通すステップ;
前記フィルタボウル内に収容される前記フィルタ要素のコンポーネントを通じて前記流体を通すステップであり、前記フィルタ要素が濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み、前記フィルタ要素を横切って圧力差が存在する、ところの前記流体を通すステップ;
ボトムキャップを用いて前記フィルタボウルの底部から流体が抜け出るのを防止するステップ;
前記濾過媒体の障壁を通じて前記流体を通し、前記出口ポートを通じて前記アセンブリから出すステップ;及び
前記フィルタボウルの基部に取り付けられ且つドレイン孔と連携するフロートドレインコンポーネントを用いて前記アセンブリ内の流体レベルを制御するステップ;
を含む、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項22】
前記フィルタ要素を横切る前記圧力差を測定するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項23】
前記フィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内部リブを用いて前記ドレイン層を抜け出る液滴を毛細管現象によって排出させるステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項24】
前記フィルタボウルの外面に沿って走る外部リブを用いて前記フィルタボウルを前記フィルタヘッドに手動で締め付けるステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項25】
前記フィルタボウルと前記フィルタヘッドとの間の加圧連結を形成するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項26】
前記フィルタボウルの内底部に沿って配置されるバッフルを用いて、合体された液体の再取り込みを最小限に抑えるステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項27】
複数のグループ化クランプを用いて前記フィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項28】
圧縮タブを用いて前記フィルタ要素をクリップするステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項29】
圧縮タブを用いて前記フィルタヘッドを前記トップキャップに密封するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項30】
フィルタアセンブリであって:
入口ポート及び出口ポートを包含するためのフィルタヘッド手段;
流体の分離を引き起こすための濾過媒体手段と、合体した流体を取り除くためのドレイン層手段と、該濾過媒体手段を支持するための少なくとも一つのサポート手段とを収容するためのフィルタ要素手段;
前記フィルタ要素手段を横切る圧力差を維持するための加圧手段;
前記フィルタ要素を収容するためのフィルタボウル手段であり、前記フィルタヘッド手段に取り付けられるフィルタボウル手段;
前記フィルタ要素手段の底部内に流体を密封するためのボトムキャップ手段;
前記フィルタヘッドを入口区画と出口区画とに分割するためのトップキャップ手段であり、該トップキャップ手段は、非平面フランジ部を含み、該フランジ部は、実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、該非平面フランジは、前記フィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、該トップキャップ手段は、前記入口ポートから前記フィルタ要素手段に流体を方向付け、該流体は、前記濾過媒体手段を通って流れ前記出口ポートを通って当該アセンブリから出る、ところのトップキャップ手段;及び
前記ドレイン層手段内で合体した流体を排出させるための排出手段;
を含むフィルタアセンブリ。
【請求項1】
フィルタアセンブリであって:
入口ポート及び出口ポートを有するフィルタヘッド;
前記フィルタヘッドに取り付けられるフィルタボウルであり、流体を排出するために、該フィルタボウルの底に配置されるドレイン孔を有するフィルタボウル;
前記フィルタボウル内に収容されるフィルタ要素であり、濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み、該フィルタ要素を横切って圧力差が存在するところの、フィルタ要素;
前記フィルタ要素の底部から流体が抜け出るのを防止するボトムキャップ;
非平面フランジ部を有するトップキャップであり、該フランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、前記フィルタヘッドが入口区画及び出口区画に分割されるように該非平面フランジが前記フィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、該トップキャップが前記入口ポートから前記フィルタ要素内に流体を方向付け、該流体が前記濾過媒体の障壁を通って流れ前記出口ポートを通って当該アセンブリから出る、ところのトップキャップ;、及び
前記フィルタボウルの基部に取り付けられ、当該アセンブリ内の流体レベルを制御するための前記ドレイン孔と連携するフロートドレインコンポーネント;
を含むフィルタアセンブリ。
【請求項2】
前記入口ポート及び前記出口ポートは、互いにほぼ一列に並ぶ、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項3】
前記フィルタ要素を横切る圧力差を測定すべく前記フィルタヘッドに取り付けられる圧力センサを有する圧力ゲージを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項4】
前記フィルタヘッドは、前記圧力センサを前記フィルタヘッド内に取り付けるためのセンサポートを含む、
請求項3に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項5】
前記フィルタヘッドは、前記フィルタヘッドの容積を低減させるための傾斜した内部上面を含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項6】
前記フィルタボウルは、前記ドレイン層を抜け出る液滴の毛細管排液のための、前記フィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内部リブを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項7】
前記フィルタボウルは、前記フィルタヘッドとネジで連結される、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項8】
前記フィルタボウルは、前記ネジ連結の手動による締め付け及び緩めを改善するための、前記フィルタボウルの外面に沿って走る外部リブを含む、
請求項7に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項9】
前記フィルタボウルは、前記フィルタボウルと前記フィルタヘッドとの間の加圧連結を形成するための、前記フィルタボウルの上部外面に沿って配置されるOリング溝を含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項10】
前記フィルタボウルは、合体された液体の再取り込みを最小限に抑えるための、前記フィルタボウルの内底部に沿って配置されるバッフルを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項11】
前記フィルタボウルは、凝縮された液体のレベルを見るためののぞき窓を含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項12】
前記フィルタヘッドの上部外面と結合するよう構成される化粧カバーを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項13】
当該フィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するための複数のグループ化クランプを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項14】
前記フロートドレインは、高密度フォームフロートを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項15】
前記フィルタヘッドと前記トップキャップとの間で圧縮シールを維持するよう構成される少なくとも一つの圧縮タブを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項16】
前記フィルタ要素を適用な位置に置くよう構成される少なくとも一つの圧縮タブを更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項17】
前記圧力差は、前記要素のトップキャップの構造によって低減される、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項18】
当該アセンブリが圧力下にある場合に、当該アセンブリを分解しようとする試みが行われたときに、警笛を鳴らすよう構成されるブリード孔を更に含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項19】
前記フランジ部は、改良ベンチュリを包含する、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項20】
前記濾過媒体は、ホウケイ酸ガラス繊維、活性炭繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、及びスパンボンデッドのスクリムのうちの少なくとも一つを含む、
請求項1に記載のフィルタアセンブリ。
【請求項21】
フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法であって:
前記フィルタアセンブリのフィルタヘッド内に配置される入口ポート内に流体の流れを方向付けるステップ;
非平面フランジ部を有するトップキャップを用いて前記入口ポートからフィルタ要素内に前記流体を通すステップであり、前記フィルタヘッドの入口部及び出口部での圧力損失を低減させるために該フランジ部が実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、前記フィルタヘッドが入口区画と出口区画とに分割されるように該非平面フランジが前記フィルタヘッド内に密封的に受け入れられる、ところの前記流体を通すステップ;
前記フィルタボウル内に収容される前記フィルタ要素のコンポーネントを通じて前記流体を通すステップであり、前記フィルタ要素が濾過媒体の障壁、ドレイン層、及び少なくとも一つのサポート管を含み、前記フィルタ要素を横切って圧力差が存在する、ところの前記流体を通すステップ;
ボトムキャップを用いて前記フィルタボウルの底部から流体が抜け出るのを防止するステップ;
前記濾過媒体の障壁を通じて前記流体を通し、前記出口ポートを通じて前記アセンブリから出すステップ;及び
前記フィルタボウルの基部に取り付けられ且つドレイン孔と連携するフロートドレインコンポーネントを用いて前記アセンブリ内の流体レベルを制御するステップ;
を含む、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項22】
前記フィルタ要素を横切る前記圧力差を測定するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項23】
前記フィルタボウルの内面に沿って軸方向に走る内部リブを用いて前記ドレイン層を抜け出る液滴を毛細管現象によって排出させるステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項24】
前記フィルタボウルの外面に沿って走る外部リブを用いて前記フィルタボウルを前記フィルタヘッドに手動で締め付けるステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項25】
前記フィルタボウルと前記フィルタヘッドとの間の加圧連結を形成するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項26】
前記フィルタボウルの内底部に沿って配置されるバッフルを用いて、合体された液体の再取り込みを最小限に抑えるステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項27】
複数のグループ化クランプを用いて前記フィルタアセンブリを少なくとも一つの他の濾過装置に接続するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項28】
圧縮タブを用いて前記フィルタ要素をクリップするステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項29】
圧縮タブを用いて前記フィルタヘッドを前記トップキャップに密封するステップを更に含む、
請求項21に記載の、フィルタアセンブリを通じて流れを方向付ける方法。
【請求項30】
フィルタアセンブリであって:
入口ポート及び出口ポートを包含するためのフィルタヘッド手段;
流体の分離を引き起こすための濾過媒体手段と、合体した流体を取り除くためのドレイン層手段と、該濾過媒体手段を支持するための少なくとも一つのサポート手段とを収容するためのフィルタ要素手段;
前記フィルタ要素手段を横切る圧力差を維持するための加圧手段;
前記フィルタ要素を収容するためのフィルタボウル手段であり、前記フィルタヘッド手段に取り付けられるフィルタボウル手段;
前記フィルタ要素手段の底部内に流体を密封するためのボトムキャップ手段;
前記フィルタヘッドを入口区画と出口区画とに分割するためのトップキャップ手段であり、該トップキャップ手段は、非平面フランジ部を含み、該フランジ部は、実質的に湾曲した全体的にS字状の断面形状を有し、該非平面フランジは、前記フィルタヘッド内に密封的に受け入れられ、該トップキャップ手段は、前記入口ポートから前記フィルタ要素手段に流体を方向付け、該流体は、前記濾過媒体手段を通って流れ前記出口ポートを通って当該アセンブリから出る、ところのトップキャップ手段;及び
前記ドレイン層手段内で合体した流体を排出させるための排出手段;
を含むフィルタアセンブリ。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【公表番号】特表2010−533584(P2010−533584A)
【公表日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−517048(P2010−517048)
【出願日】平成20年6月17日(2008.6.17)
【国際出願番号】PCT/US2008/067210
【国際公開番号】WO2009/012010
【国際公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【出願人】(596109103)フレアー・コーポレーション (2)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年6月17日(2008.6.17)
【国際出願番号】PCT/US2008/067210
【国際公開番号】WO2009/012010
【国際公開日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【出願人】(596109103)フレアー・コーポレーション (2)
【Fターム(参考)】
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