JPH0574402B2 - - Google Patents
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- JPH0574402B2 JPH0574402B2 JP60190493A JP19049385A JPH0574402B2 JP H0574402 B2 JPH0574402 B2 JP H0574402B2 JP 60190493 A JP60190493 A JP 60190493A JP 19049385 A JP19049385 A JP 19049385A JP H0574402 B2 JPH0574402 B2 JP H0574402B2
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/54—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms
- B01D46/543—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms using membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1212—Coextruded layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2265/00—Casings, housings or mounting for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D2265/06—Details of supporting structures for filtering material, e.g. cores
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D2275/10—Multiple layers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は多層構造フイルターエレメント、特に
気体の過に適したフイルターエレメントに関す
る。 従来技術 近年、液体や気体中の微粒子を取除くための精
密過分野においては、合成樹脂微多孔膜がその
優れた除粒子性能が注目され、多用されている。
この種の膜には二つのタイプがある。表面から裏
面まで各微細孔が独立しで貫通しているタイプと
内部が極微細繊維状の樹脂が3次元的に入り組ん
だ構造になつているタイプである。前者は空孔率
が必然的に小さくて圧力損失が大きい為フイルタ
ーエレメントとしては特殊な場合にしか使用され
ていない。従つて、フイルターエレメントには後
者の膜が使用されていることが多い。この膜フイ
ルターはその孔径よりも大きな粒子を補集する表
面過機能と孔径よりも小さな粒子でも補集する
面内過機能を併せ持つている。 気体過の場合は、特にこの面内過の効果が
大きく、膜の平均孔径1/20の粒子まで高効率に補
集することが可能といわれている。しかしながら
気体過の場合、この種の膜フイルターには重大
な欠点があることが判明した。 即ち、膜フイルターのフイルターエレメントを
用いて気体を過する場合、気体を定常的に流し
ている時は問題ないが、供給開始時など瞬間的に
過大圧力(パルス圧)が膜にかゝると膜フイルタ
ーを通つた過気体中に補集されるべき大きさの
粒子が多数混じていることを見出した。これは、
パルス圧がかかると、気体の孔内線速度が急激に
増大し、膜フイルターの補集能力が低下すること
により、入口側気体中の粒子が補集されないで透
過したり、それまで補集されていた粒子が再飛散
して流出するためと判断される(以後、両者を含
めて再飛散という)。 一般に、この粒子の再飛散は膜フイルターには
起らないと信じられていた。これまでにも膜フイ
ルターを用いたフイルターエレメントの改良、工
夫は数多くなされてきたが、いずれもライフの延
長や定常流での補集効率に注目したものであつ
た。 一方、多層構造フイルターエレメントについて
は従来から知られている。例えば、特開昭59−
82918号公報には過液側(内層側)過層の
過径が処理液側(外層側)過層の平均孔径の
0.3〜0.8倍に設定した多層構造材を開示してい
る。この材はその過層が密接積層型であつ
て、層間にスペーサーとしての空間層はなく、そ
の用途は液体の処理である。少なくとも多層材
間に設けた空隙がガス過におけるダスト再飛散
防止に有用であることについて何ら示唆していな
い。 特公昭55−33369号公報には、膜間に吸着材
を詰めた多層構造フイルターエレメントを開示し
ているが、この発明は吸着材にもとづく水中溶解
分子の吸着を目的とするものであり、本発明フイ
ルターエレメントのごとき、空間部を有しない。
ガス中のダストの再飛散防止については何等提案
していない。 特開昭60−62018号公報は孔径の異なる2種類
のPTFE多孔質膜を重ね合わせたフイルターエレ
メントを提案しているが、スペーサーの存在につ
いては何ら提案していない。当然、ガス過にお
けるダストの再飛散防止については全く言及して
いない。 実公昭55−23614号公報には密度の異なる種類
の繊維層を重ね合わせたオイルフイルターを開示
している。このフイルターはエアフイルターとし
ても用い得ることが示されているがスペーサーに
よる空隙の形成ならびにそれによるダスト再飛散
の防止については全く示唆していない。 発明が解決しようとする問題点 本発明は過、特に気体過において、一旦、
フイルター上に補集された粒子またはダストが
過工程での圧力変動、特に作業の停止または開始
にともなう圧力の急激な変動、特にパルス圧によ
り再飛散するのを防止し、過精度の向上を図る
ことを目的とする。 問題点を解決するための手段 本発明は濾過流体導入側膜フイルダー1と出口
側膜フイルター1′間に多孔性スペーサー2によ
り空間層4を設けたフイルター層を有する多層構
造フイルターエレメントに関する。 本発明フイルターエレメントの一態様を第1図
および第2図に示す。 第1図は本発明フイルターエレメントのフイル
ター部3の部分断面図であり、フイルター膜1お
よび1′の間にスペーサー2がサンドイツチ状に
挾まれて空間層4が形成されている。第2図は円
筒状多孔性支持体5上に、フイルターが巻きつけ
られた状態を示す。6は支持体上の穴である。フ
イルター部はさらに何層にも形成されてよいが、
通常二層でよい。 本発明で用いられる膜フイルターは樹脂製微多
孔膜であつて、厚み20〜200μm、平均孔径0.01〜
20μmのものが好適である。素材はニトロセルロ
ース、トリアセチルセルロース、再生セルロー
ス、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリア
ミド、ポリスルホン、ポリフツ化ビニリデン、ポ
リ四フツ化エチレン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等の膜が市販されており、好適に用いられる
がこれらに限定されるものではない。 膜フイルターに代えてノンウーブン等の繊維層
を用いると、フイルター部が厚くなるのみならず
再飛散防止効果は不十分となる。 膜フイルターは過流体導入側1の方が、流出
側1′より孔径が小さい方が比較的好結果が得ら
れる。 本発明で用いられる多孔性スペーサーは、多数
の穴状空間を有し、膜間にサンドイツチしてフイ
ルターエレメントを作ることができる程度の柔軟
性を有するものが好ましい(穴状空間とはスペー
サーの穴を通して反対側が見えるような空間をい
う)。該スペーサーの単穴の面積は膜にパルス圧
がかかつた時に膜間距離の減少が少くとも50%以
下に保持できる程度に小さいものが好ましい。従
つて、多孔性スペーサーは必然的に外側膜の支持
体としての機能も有する。該スペーサーの開孔率
はその厚さ及び使用する膜の強度と通気圧損に関
係し一義的に決められない。下限はフイルターエ
レメントとして通気圧損が大きくならないよう
に、スペーサーの通気圧損が膜フイルターの通気
圧損の1/10以下になるように設定するのが好まし
い。多孔性スペーサーの厚さは開孔率及び膜フイ
ルターの厚さに関係する。一般に、膜フイルター
の厚さが小さい程スペーサーの厚さは大きくする
のが好ましい。更に、スペーサーの厚さは大きい
程再飛散防止効果は良くなるが、大きくしすぎる
とフイルターエレメントが大きくなるので好まし
くない。通常は膜厚の1〜20倍が好ましい。 多孔性スペーサーの材料としては、織物、編
物、不織布等のスクリムクロス、熱可塑性樹脂の
成形ネツト、穴あきフイルムやシート等が使用さ
れる。材質は特に限定されない。 多孔性スペーサーは片面又は両面が膜フイルタ
ーと接着されていても構わない。又、本発明の空
間層は薄いスペーサーを2枚以上積層したものも
含まれる。 スペーサーとしては不織布のごとく、ガス流路
が複雑に入りくんだものよりも、織物、穴あきフ
イルム、成形ネツトのごとく、ガス流路が迂回し
ないものが好ましい。第1図におけるスペーサー
2はこの様な形態、例えばネツトの断面を示して
いる。 本発明の多層構造フイルターエレメントがなぜ
優れた再飛散防止効果を有するかは定かではない
が、おそらく、パルス圧がかかつた際に最内層の
膜フイルターへのパルス圧の影響を空間層が軽減
する為と推定される。 以下、実施例をあげて説明する。 実施例 1 (1) フイルターエレメントの製造: 第2図に示すごときPFA製円筒状多孔性支
持体5(過部外径:10mm、内径7mm、孔面積
7.6cm2、長さ40mm)の過部に住友電工社製
気体の過に適したフイルターエレメントに関す
る。 従来技術 近年、液体や気体中の微粒子を取除くための精
密過分野においては、合成樹脂微多孔膜がその
優れた除粒子性能が注目され、多用されている。
この種の膜には二つのタイプがある。表面から裏
面まで各微細孔が独立しで貫通しているタイプと
内部が極微細繊維状の樹脂が3次元的に入り組ん
だ構造になつているタイプである。前者は空孔率
が必然的に小さくて圧力損失が大きい為フイルタ
ーエレメントとしては特殊な場合にしか使用され
ていない。従つて、フイルターエレメントには後
者の膜が使用されていることが多い。この膜フイ
ルターはその孔径よりも大きな粒子を補集する表
面過機能と孔径よりも小さな粒子でも補集する
面内過機能を併せ持つている。 気体過の場合は、特にこの面内過の効果が
大きく、膜の平均孔径1/20の粒子まで高効率に補
集することが可能といわれている。しかしながら
気体過の場合、この種の膜フイルターには重大
な欠点があることが判明した。 即ち、膜フイルターのフイルターエレメントを
用いて気体を過する場合、気体を定常的に流し
ている時は問題ないが、供給開始時など瞬間的に
過大圧力(パルス圧)が膜にかゝると膜フイルタ
ーを通つた過気体中に補集されるべき大きさの
粒子が多数混じていることを見出した。これは、
パルス圧がかかると、気体の孔内線速度が急激に
増大し、膜フイルターの補集能力が低下すること
により、入口側気体中の粒子が補集されないで透
過したり、それまで補集されていた粒子が再飛散
して流出するためと判断される(以後、両者を含
めて再飛散という)。 一般に、この粒子の再飛散は膜フイルターには
起らないと信じられていた。これまでにも膜フイ
ルターを用いたフイルターエレメントの改良、工
夫は数多くなされてきたが、いずれもライフの延
長や定常流での補集効率に注目したものであつ
た。 一方、多層構造フイルターエレメントについて
は従来から知られている。例えば、特開昭59−
82918号公報には過液側(内層側)過層の
過径が処理液側(外層側)過層の平均孔径の
0.3〜0.8倍に設定した多層構造材を開示してい
る。この材はその過層が密接積層型であつ
て、層間にスペーサーとしての空間層はなく、そ
の用途は液体の処理である。少なくとも多層材
間に設けた空隙がガス過におけるダスト再飛散
防止に有用であることについて何ら示唆していな
い。 特公昭55−33369号公報には、膜間に吸着材
を詰めた多層構造フイルターエレメントを開示し
ているが、この発明は吸着材にもとづく水中溶解
分子の吸着を目的とするものであり、本発明フイ
ルターエレメントのごとき、空間部を有しない。
ガス中のダストの再飛散防止については何等提案
していない。 特開昭60−62018号公報は孔径の異なる2種類
のPTFE多孔質膜を重ね合わせたフイルターエレ
メントを提案しているが、スペーサーの存在につ
いては何ら提案していない。当然、ガス過にお
けるダストの再飛散防止については全く言及して
いない。 実公昭55−23614号公報には密度の異なる種類
の繊維層を重ね合わせたオイルフイルターを開示
している。このフイルターはエアフイルターとし
ても用い得ることが示されているがスペーサーに
よる空隙の形成ならびにそれによるダスト再飛散
の防止については全く示唆していない。 発明が解決しようとする問題点 本発明は過、特に気体過において、一旦、
フイルター上に補集された粒子またはダストが
過工程での圧力変動、特に作業の停止または開始
にともなう圧力の急激な変動、特にパルス圧によ
り再飛散するのを防止し、過精度の向上を図る
ことを目的とする。 問題点を解決するための手段 本発明は濾過流体導入側膜フイルダー1と出口
側膜フイルター1′間に多孔性スペーサー2によ
り空間層4を設けたフイルター層を有する多層構
造フイルターエレメントに関する。 本発明フイルターエレメントの一態様を第1図
および第2図に示す。 第1図は本発明フイルターエレメントのフイル
ター部3の部分断面図であり、フイルター膜1お
よび1′の間にスペーサー2がサンドイツチ状に
挾まれて空間層4が形成されている。第2図は円
筒状多孔性支持体5上に、フイルターが巻きつけ
られた状態を示す。6は支持体上の穴である。フ
イルター部はさらに何層にも形成されてよいが、
通常二層でよい。 本発明で用いられる膜フイルターは樹脂製微多
孔膜であつて、厚み20〜200μm、平均孔径0.01〜
20μmのものが好適である。素材はニトロセルロ
ース、トリアセチルセルロース、再生セルロー
ス、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリア
ミド、ポリスルホン、ポリフツ化ビニリデン、ポ
リ四フツ化エチレン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等の膜が市販されており、好適に用いられる
がこれらに限定されるものではない。 膜フイルターに代えてノンウーブン等の繊維層
を用いると、フイルター部が厚くなるのみならず
再飛散防止効果は不十分となる。 膜フイルターは過流体導入側1の方が、流出
側1′より孔径が小さい方が比較的好結果が得ら
れる。 本発明で用いられる多孔性スペーサーは、多数
の穴状空間を有し、膜間にサンドイツチしてフイ
ルターエレメントを作ることができる程度の柔軟
性を有するものが好ましい(穴状空間とはスペー
サーの穴を通して反対側が見えるような空間をい
う)。該スペーサーの単穴の面積は膜にパルス圧
がかかつた時に膜間距離の減少が少くとも50%以
下に保持できる程度に小さいものが好ましい。従
つて、多孔性スペーサーは必然的に外側膜の支持
体としての機能も有する。該スペーサーの開孔率
はその厚さ及び使用する膜の強度と通気圧損に関
係し一義的に決められない。下限はフイルターエ
レメントとして通気圧損が大きくならないよう
に、スペーサーの通気圧損が膜フイルターの通気
圧損の1/10以下になるように設定するのが好まし
い。多孔性スペーサーの厚さは開孔率及び膜フイ
ルターの厚さに関係する。一般に、膜フイルター
の厚さが小さい程スペーサーの厚さは大きくする
のが好ましい。更に、スペーサーの厚さは大きい
程再飛散防止効果は良くなるが、大きくしすぎる
とフイルターエレメントが大きくなるので好まし
くない。通常は膜厚の1〜20倍が好ましい。 多孔性スペーサーの材料としては、織物、編
物、不織布等のスクリムクロス、熱可塑性樹脂の
成形ネツト、穴あきフイルムやシート等が使用さ
れる。材質は特に限定されない。 多孔性スペーサーは片面又は両面が膜フイルタ
ーと接着されていても構わない。又、本発明の空
間層は薄いスペーサーを2枚以上積層したものも
含まれる。 スペーサーとしては不織布のごとく、ガス流路
が複雑に入りくんだものよりも、織物、穴あきフ
イルム、成形ネツトのごとく、ガス流路が迂回し
ないものが好ましい。第1図におけるスペーサー
2はこの様な形態、例えばネツトの断面を示して
いる。 本発明の多層構造フイルターエレメントがなぜ
優れた再飛散防止効果を有するかは定かではない
が、おそらく、パルス圧がかかつた際に最内層の
膜フイルターへのパルス圧の影響を空間層が軽減
する為と推定される。 以下、実施例をあげて説明する。 実施例 1 (1) フイルターエレメントの製造: 第2図に示すごときPFA製円筒状多孔性支
持体5(過部外径:10mm、内径7mm、孔面積
7.6cm2、長さ40mm)の過部に住友電工社製
【表】
(3) 再飛散粒子の測定:
第3図に示す装置に集気袋11を取付け、シ
ヤツトオフバルブ10を閉じておき、瞬間的に
全開−全閉にして、その間に流れた空気を集気
袋に集めた。この時の瞬間最大入口圧13をパ
ルス圧とした。こうして集めた空気中の粒子数
をパーテイクルカウンター(図示せず)で測定
した。 用いたパーテイクルカウンターはリオン(株)製
PARTICLE COUNTER KC−01Aであり、
0.3μm以上の粒子数を測定した。 得られた結果を表−2に示す。 実施例2〜4および比較例1〜3 フイルターの構成を表−2に示す以外実施例1
と同様にして、再飛散粒子を測定した。結果を表
−2に示す。なお表−2中、膜の構造は空気の通
過順に示してある。例えば、10μ+S+5μは10μ
mが最外層になる。Sはスペーサー、S′は3枚の
スペーサーを用いた場合を示す。
ヤツトオフバルブ10を閉じておき、瞬間的に
全開−全閉にして、その間に流れた空気を集気
袋に集めた。この時の瞬間最大入口圧13をパ
ルス圧とした。こうして集めた空気中の粒子数
をパーテイクルカウンター(図示せず)で測定
した。 用いたパーテイクルカウンターはリオン(株)製
PARTICLE COUNTER KC−01Aであり、
0.3μm以上の粒子数を測定した。 得られた結果を表−2に示す。 実施例2〜4および比較例1〜3 フイルターの構成を表−2に示す以外実施例1
と同様にして、再飛散粒子を測定した。結果を表
−2に示す。なお表−2中、膜の構造は空気の通
過順に示してある。例えば、10μ+S+5μは10μ
mが最外層になる。Sはスペーサー、S′は3枚の
スペーサーを用いた場合を示す。
【表】
発明の効果
フイルター膜の間にスペーサーを設けることに
より、ダストの再飛散防止効果が向上する。
より、ダストの再飛散防止効果が向上する。
第1図は本発明のフイルターエレメントのフイ
ルター部の模式的断面図、第2図はフイルターエ
レメントの一断面図および第3図は実施例に用い
た装置の概要図を示す。 1,1′……フイルター膜、2……スペーサー、
3……フイルター部、4……空間層、5……支持
体、6……孔、7……フイルター、11……集気
袋、12……差圧計。
ルター部の模式的断面図、第2図はフイルターエ
レメントの一断面図および第3図は実施例に用い
た装置の概要図を示す。 1,1′……フイルター膜、2……スペーサー、
3……フイルター部、4……空間層、5……支持
体、6……孔、7……フイルター、11……集気
袋、12……差圧計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 濾過流体導入側膜フイルター1と出口側膜フ
イルター1′間に多孔性スペーサー2により空間
層4を設けたフイルター層を有する多層構造フイ
ルターエレメント。 2 気体濾過用である第1項記載のフイルターエ
レメント。 3 膜フイルターの厚さが20〜200μmである第
1項記載のフイルターエレメント。 4 膜フイルターの孔径が0.01〜20μmである第
1項記載のフイルターエレメント。 5 膜フイルターが2層である第1項記載のフイ
ルターエレメント。 6 濾過流体導入側の膜フイルターの孔径が出口
側の膜フイルターの孔径より小さい第5項記載の
フイルターエレメント。 7 スペーサーの厚さがいずれの膜フイルターの
厚さよりも厚い第1項記載のフイルターエレメン
ト。 8 スペーサーが穴状空間を有する第1項記載の
フイルターエレメント。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60190493A JPS6249922A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 多層構造フイルタ−エレメント |
| US07/169,169 US4826519A (en) | 1985-08-28 | 1988-03-11 | Multilayer filter element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60190493A JPS6249922A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 多層構造フイルタ−エレメント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249922A JPS6249922A (ja) | 1987-03-04 |
| JPH0574402B2 true JPH0574402B2 (ja) | 1993-10-18 |
Family
ID=16259010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60190493A Granted JPS6249922A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 多層構造フイルタ−エレメント |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4826519A (ja) |
| JP (1) | JPS6249922A (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02233118A (ja) * | 1989-03-06 | 1990-09-14 | Nippon Miripoa Kogyo Kk | 高精密ガス濾過用フィルター |
| JP3259782B2 (ja) * | 1992-07-31 | 2002-02-25 | 東洋紡績株式会社 | 空気清浄用フィルター濾材 |
| US6451081B1 (en) * | 1996-04-23 | 2002-09-17 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Multi-membrane filter |
| US6800117B2 (en) | 2000-09-05 | 2004-10-05 | Donaldson Company, Inc. | Filtration arrangement utilizing pleated construction and method |
| US7270693B2 (en) * | 2000-09-05 | 2007-09-18 | Donaldson Company, Inc. | Polymer, polymer microfiber, polymer nanofiber and applications including filter structures |
| US6673136B2 (en) | 2000-09-05 | 2004-01-06 | Donaldson Company, Inc. | Air filtration arrangements having fluted media constructions and methods |
| US20020092423A1 (en) * | 2000-09-05 | 2002-07-18 | Gillingham Gary R. | Methods for filtering air for a gas turbine system |
| US6716274B2 (en) | 2000-09-05 | 2004-04-06 | Donaldson Company, Inc. | Air filter assembly for filtering an air stream to remove particulate matter entrained in the stream |
| US6746517B2 (en) * | 2000-09-05 | 2004-06-08 | Donaldson Company, Inc. | Filter structure with two or more layers of fine fiber having extended useful service life |
| US6740142B2 (en) | 2000-09-05 | 2004-05-25 | Donaldson Company, Inc. | Industrial bag house elements |
| US7115150B2 (en) * | 2000-09-05 | 2006-10-03 | Donaldson Company, Inc. | Mist filtration arrangement utilizing fine fiber layer in contact with media having a pleated construction and floor filter method |
| US6743273B2 (en) * | 2000-09-05 | 2004-06-01 | Donaldson Company, Inc. | Polymer, polymer microfiber, polymer nanofiber and applications including filter structures |
| RU2300543C2 (ru) * | 2001-05-31 | 2007-06-10 | Дональдсон Компани, Инк. | Составы тонкого волокна, способы их получения, способ изготовления тонковолокнистого материала |
| GB0316864D0 (en) * | 2003-07-18 | 2003-08-20 | Linertech Ltd | Improvements in and relating to container liners |
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