JPH09501603A - ミスト収集カートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 空中浮遊液体を取集するためのミスト収集カートリッジであり、より具体的には、フィルタ媒体の内部と外部の表面上に貯まる液体の集塊と排出とを容易にするため低表面エネルギ材料で処理した垂直方向に向く相互に連結されたプリーツを有するフィルタ媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】 ミスト収集カートリッジ 発明の分野 本発明はミスト収集カートリッジ及びフィルタカートリッジ保持装置に関する 。このミスト収集カートリッジ発明は空中浮遊液体を収集するためのフィルタカ ートリッジに関し、特に、フィルタ媒体の内部と外部の表面上に貯まる液体の集 塊及び排出を容易にするため低表面エネルギ材料で処理された、垂直方向に向け て相互に接続されたプリーツを有するフィルタ媒体に関する。該フィルタカート リッジ保持装置は、濾過装置の排出ポートと液体連通している動作位置と、濾過 装置からカートリッジを取り外すための解除位置との間にフィルタ媒体を脱着可 能に保持するための機構に関する。 発明の背景 金属加工業界は切断や成型作業中に種々の冷却剤や潤滑剤を利用する。これら の液体は純粋なオイルから、オイルと水との混合物や非油性合成物にわたる。こ れらの液体が金属加工作業中に適用される力と切削工具が工作物と接触するとこ ろで発生される熱とのため、０〜２ミクロンの範囲の細かいミスト、或いはエー ロゾルが生成される。このミストを捕獲するために、高効率のフィルタが必要と される。 もし工作機械が広いスペース上に配設されているなら、 エーロゾルミストは切削領域上のフードを用いてその領域から排除することが出 来る。代りに、現在のもっと新しい工作機械は切削領域の周囲に囲いを採用し、 この囲いは単一場所からのミストの引き出しを許容する。 ミスト収集のために伝統的に使用されているフィルタは、加熱、換気、そして 空調（ＨＶＡＣ）産業から始まった。これらのフィルタは一般に追加的強度のた めの裏面に合成不織層を有するガラス繊維マットを含む。この材料は、典型的に 濾過キャビネット内で使用するための折り曲げポケット、カセット等の種々の形 で製造できる。 エーロゾルミスト収集に広く使用される装置は、ポケット式ＨＶＡＣフィルタ としても知られる、気流に関して配置される大きいプリーツに折り曲げられる比 較的厚めのフィルタバッグを採用する。これらのポケットフィルタは典型的に、 圧力下でその層を崩壊させるように、分離した構造で製造されない。 ミスト内のオイルは、バッグを次第にオイルで飽和させる比較的厚い、多孔性 ポケットにより吸収される。そのバッグはやがてオイルの重量で潰れて、空気が より小さな表面積に強制的に貫通させられる。フィルタの減少した表面積はその フィルタを通過する空気速度を増し、結果としてバッグに強制的に貫流したオイ ルの一部が下流の空気を汚染することとなる。 故に、これらのフィルタは、オイルがフィルタ内に集まると、一般に効率が落 ちる。効率低下の結果として、 フィルタ上の圧力降下は増さず、フィルタの交換時期を決定するのが困難となる 。このようなフィルタはオイルを含んでいるので、環境的配慮のため、それらの 処分もまた難しい。 発明の概要 本フィルタ装置は各々の間を分離した垂直プリーツを有するフィルタ媒体内に 空中浮遊液体を収集する。垂直プリーツ間の分離は一定の間隔を持って配置され たプリーツにより維持される。そのフィルタ媒体は低表面エネルギ材料で処理さ れるので、媒体の内外表面に接触する液体は集塊して、垂直プリーツに沿って下 方に排出する。 低表面エネルギコーティングは脂肪族過フッ化炭化水素であるのが望ましい。 フィルタ媒体の内部の表面上に貯まる液体は底部カバーに向かって下方に排出 し、そこでそれは下流の空気から遠くにそらされる。 フィルタ媒体は望ましくは空中浮遊液体が下流の空気に入るのを防止する。そ の結果、フィルタ媒体は経時的に効率を増し、それは経時的にフィルタ媒体上の 圧力の予測可能変化に対応する。フィルタ媒体上の圧力変化の予測可能特性は、 フィルタカートリッジの予測的維持管理を可能にする。 そのフィルタカートリッジは前フィルタラップ上に空中浮遊液体のより大きな 滴を形成させるためにフィルタカートリッジの外部表面の周りに広がる前フィル タラッ プを包含しても良い。これらのより大きいな滴はフィルタカートリッジから容易 に排出する。 高ロフト空気すき込み、或いは乾式すき込み材料、全開海綿状濾過発泡ゴム、 そしてガラス繊維ウール製品を含む種々の前フィルタラップが考えられる。 そのフィルタカートリッジ保持装置は、動作位置と解除位置との間で濾過装置 内にフィルタカートリッジを脱着可能に保持するための機構に関する。 支持部材はフィルタカートリッジを支持するため濾過装置内の一端に揺動可能 に取着される。エンドストップは、フィルタカートリッジを濾過装置内の排出ポ ートとの適切な位置で保持するため支持部材上に設けられる。ハンドルは、支持 部材の自由端に揺動可能に配設されるので、支持部材はフィルタカートリッジを 排出ポートと噛み合わせるための一般に水平の動作位置と、フィルタカートリッ ジを濾過装置内に滑入、或いは滑出されるようにする横臥解除位置との間で移動 可能である。一般に水平な位置に支持部材を移動するために、そのハンドルは、 フィルタカートリッジが適切な位置に固定されることを保証するために垂直位置 を越えて揺動回転される。 圧縮ガスケットは濾過装置内へのフィルタカートリッジの液密係合を保証する ためにフィルタカートリッジと排出ポート間に望ましくは挿入される。 ハンドルは、支持部材を横臥解除位置に移動するために概ね水平位置に移動さ れる。この構成において、ハン ドルは、濾過装置からフィルタカートリッジの挿入と取り外しとを容易にするた めに支持部材のための滑動斜路延長部として働く。安全的特徴として、揺動ハン ドルが水平解除位置にある時、濾過装置のドアは閉じることが出来ない。 図面の簡単な説明 図１は好適フィルタカートリッジ保持機構とミスト収集カートリッジとを用い た好適ミスト収集装置の斜視図である。 図２は動作位置にある好適フィルタカートリッジ保持機構の斜視図である。 図３は横臥解除位置にある好適フィルタカートリッジ保持機構の斜視図である 。 図４は多層前フィルタラップを有するミスト収集カートリッジの一形態の斜視 図である。 図５は図４のミスト収集カートリッジの平面図である。 図６は前フィルタラップとして不織空気すき込み材料の複数層を用いた好適ミ スト収集カートリッジの断面図である。 図７は好適ミスト収集カートリッジを製造する方法を例示するフロー図である 。 好適実施例の詳細な説明 図１は好適ミスト収集カートリッジ１２と共に使用するミスト収集装置１０を 例示する。図示したミスト収集装置１０は例示としてのものであり、本発明の範 囲を限 定するものではないことは当業者には理解されよう。好適フィルタカートリッジ 保持機構１４とミスト収集カートリッジ１２とはどのような適当な濾過装置に使 用されても良く、例示したミスト収集装置１０に限定されないこともまた理解さ れよう。 ミスト収集装置１０は、望ましくは排出ポート開口部３０（図示せず）を有す る分割壁２２により分離された上部チャンバ１８と下部チャンバ２０とを有する ハウジング１６から構成される。上部チャンバ１８は、望ましくは排出ポート３ ０（図示せず）によりミスト収集カートリッジ１２と液体連通している送風機ハ ウジング２６とモータ２８とを包含する。 送風機ハウジング２６内のファン（図示せず）は、汚れた空気を空気取入ポー ト２４を介して下部チャンバ２０内に送る。汚れた空気はミスト収集カートリッ ジ１２の側壁を通じて吸引され、送風機開口部３１を通じて上部チャンバ１８内 に排気される。上部チャンバ１８内の圧力が増すと、濾過された空気はミスト収 集装置１０の頂上部の出口ポート３２を通じて押し出される。高効率微粒子空気 （ＨＥＰＡ）フィルタ（図示せず）が、最終段階フィルタとして上部チャンバ１ ８内の出口ポート３２に近接して配設されても良い。 ドア３４は、ミスト収集カートリッジ１２がそれを通じて挿入、或いは取り外 される下部チャンバ２０の前部に設けられる。上部スクリーン３６と下部スクリ ーン３ ８とは、ミスト収集装置１０の下部チャンバ２０内の、空気取入ロポート２４の 上下の各々に位置するのが望ましい。上下のスクリーン３６、３８は、金属削り くずなどの微粒子がミスト収集カートリッジ１２内に吸い込まれるのを、或いは ミスト収集装置１０の底部におけるホッパー４０内に落ちるのを、防止する。 ミスト収集カートリッジ１２はフィルタ保持機構１４によりミスト収集装置１ ０の下部チャンバ２０内に保持されるのが望ましい。好適フィルタカートリッジ 保持装置１４は、ミスト収集装置１０の後部に搭載された後部揺動ブラケット５ ２からドア３４に近接するミスト収集装置１０に取り付けられた前部ブラケット ５４まで延長するＶ状角度スライド５４のペアーを包含する。 図２は動作位置で固定される好適フィルタカートリッジ保持装置１４を例示す る。支持部材５６のペアーは後部揺動ロッド５８により後部揺動ブラケット５２ に揺動可能に取り付けられる。フィルタカートリッジ・エンドストップ６０のペ アーは支持部材５６に取り付けられるので、ミスト収集カートリッジ１２は分割 壁２２（図１参照）内の排出ポート３０と液体連通している濾過装置１０内に正 しく位置決めされる。伸長したハンドル６２は前部揺動ロッド６４により支持部 材５６の自由端に揺動可能に取り付けられる。ハンドル６２は、角度スライド５ ０で同時に休止し、そして前部ブラケット５４に対して押さえられる脚部６６の ペアーを有するのが望まし い。支持部材５６の長さは、支持部材５６に関するハンドル６２の角度αが９０ 度以下となるように決定される。それで、フィルタカートリッジ保持装置１４は 、外れる危険性もなくフィルタカートリッジ１２上に十分な上昇力を及ぼすこと が出来る。ハンドル６２の脚部６６は、角度スライド５０での滑動を容易にする ようにハンドル６２のベース上で傾斜（図３参照）しているのが望ましい。動作 位置において、脚部６６の傾斜表面は前部ブラケット５４の背面に対してしっか りと押さえる。 図３は横臥、或いは解除位置のフィルタカートリッジ保持装置１４を例示する 。ハンドル６６の脚部は、ハンドル６２がミスト収集カートリッジ１２に関して 前後に移動される時にＶ状角度スライド５０に乗る。ハンドル６６が水平位置に ある時、支持部材５６はミスト収集カートリッジ１２の容易な挿入、或いは取り 出しを可能にするドア３４に向かって下方に曲げられる。ハンドル６２は、ミス ト収集カートリッジ１２の挿入と取り出しを容易にするために支持部材５６の延 長部６８として働く。ハンドルが水平位置にある時、もしフィルタカートリッジ 保持装置１４が動作位置にない場合には、それはドア通路から延長してドア３４ が閉じるのを防止する。 フィルタカートリッジ保持装置１４の構成要素は本発明の精神、或いは範囲か ら逸脱することなく変更、或いは修正されることは当業者には理解されよう。例 えば、支持部材５６は単一の固体揺動部材と交換しても良い。 同様に、ハンドルは支持部材に揺動可能に取り付けられる一体部材として構成さ れても良い。 図４は本発明のミスト収集カートリッジ１２の形態を例示する。フィルタ支持 部材８０は望ましくは、頂上部開口部８４を有する円形頂上部材、或いは頂上部 エンドキャップ８２、細孔を開けた内外フィルタ側壁、或いはライナー８６、８ ８、及び底部エンドキャップ９０（図５参照）を含む。頂上部エンドキャップ８ ２は望ましくは、排出ポート３０との液密係合を保証するための圧縮ガスケット ７８を含む。支持部材８０は、金属、或いはプラスチックを含む、いかなる適当 な材料から構成されても良い。 多孔外部フィルタ側壁８８は前フィルタラップ９１で覆われるのが望ましい。 図４と５で例証された前フィルタラップは、波状の外部ラップ９２と一般に平ら な内部ラップ９４とから構成される。内外部の前フィルタラップ９２、９４はフ ックとループ部分とに沿った合わせ目（図示されない）により接合されても良い 。そのようなフックやループファスナー９６、９８は、商標VELCROで市販されて いる。前フィルタラップ９１は前フィルタラップ９１（図５参照）の両端でフッ クアンドループファスナー材料９６、９８を使用することによりフィルタ支持部 材８０に取り付けられる。 前フィルタラップ９１は、完全開放セル状濾過発泡体と称する発泡ウレタン材 から構成されても良い。この目 的に適した発泡体は商標名Filter FoamでChester，PAのScott Foam Inc.社から 入手可能である。外部ラップ９２は、より大量の液体を保持できるように、内部 ラップ９４よりも多孔であるのが望ましい。外部ラップ９２はインチ当たり約４ ５個の孔を有し、厚みが０．７５”であるのが望ましい。内部ラップ９４はイン チ当たり約１００個の孔を有し、厚みが０．２５”であるのが望ましい。動作時 、発泡ウレタンラップ９１は液体を保持するが、気流に対して抵抗力を形成しな い。 図６は本発明の好適ミスト収集カートリッジ１２’の断面図である。底部エン ドキャップ９０は、カートリッジ１２’の内部表面１０２上で収集されるオイル をフィルタ媒体１０４を通じてホッパ４０内に排出させる傾斜部分１００を有す るのが望ましい。 フィルタ媒体１０４は円筒状ヒダ付きフィルタカートリッジを形成するように 配置された合成ガラスとポリエステル材料とから構成されるのが望ましい。フィ ルタ媒体１０４は、．７７８ミクロン粒子で７０〜９０％の間の高効率を有する のが望ましい。 正確にプリーツ１０７の間隔を保つために、フィルタ媒体１０４は溝を付けら れ、交互に直線部分１１８と曲線部分１２０とを作る。波形を付ける間に、えく ぼ１０９がプリーツ１０７間の間隔を維持するためにプリーツチップ１０６に沿 ってフィルタ媒体１０４内に一体に形成される。このタイプの波形フィルタ媒体 の構成は、１ ９８４年、６月５日付けの、Wright他に発行された米国特許第４、４５２、６１ ９号に開示されている。 以下で説明されるように、汚れやオイルがフィルタ媒体１０４上に貯まると、 フィルタ媒体１０４は部分的に詰まるので、フィルタ媒体１０４を通じて流れる 空気は加速して、フィルタ媒体１０４上に付加圧力を形成する。フィルタ媒体１ ０４が増加した圧力に耐えるようにするために、プリーツ１０７は空気フィルタ のものよりももっと間隔を密にとって、フィルタ媒体に付加的構造統合性を与え るのが望ましい。普通の空気フィルタ上のプリーツは一般に更に広く間隔をとっ ているので、それらは現在のミスト収集装置内の空気圧力の下ではおそらく潰れ るであろう。 フィルタ媒体１０４は、．０３０”以下の厚みを有する繊維から構成される低 表面エネルギ合成繊維マトリックスであるのが望ましい。フィルタ媒体１０４は 、脂肪族過フッ化炭化水素などの低表面エネルギ材料で処理されても良い。この 目的に適した１つの低エネルギコーティングは、St．Paul，MNの3M Corporation 社により、商標名Scotchguard^R、或いはScotchban^R Protectorで販売される。Sc otchban^R Protectorは、１９９１年の「Introducing FX-845 Scotchban Chemist ry Takes On A New Life 」とタイトルを付けたパンフレットで説明されている。 低表面エネルギコーティング及び低表面エネルギ材料はオイルの集塊を容易にし 、排出を促進するフィルタ 媒体１０４上に低表面エネルギを生成する。前フィルタラップ９１、１１０もま た、低表面エネルギ材料で処理されても良い。 図６で例示されるように、フィルタ媒体１０４は外部ライナー８８の内部表面 から引かされる、或いは引込まされるので、空間８９が外部ライナー８８とフィ ルタ媒体１０４間に形成される。その空間８９は、前フィルタラップ９１に浸透 するほとんどのオイルがフィルタ媒体１０４上よりもむしろ、前フィルタラップ ９１、或いは外部ライナー８８の内部表面上に小滴を形成させるようにする。 プリーツ１０６はカートリッジ１２、１２’内で垂直に配置される。フィルタ 媒体１０４、そして内外ライナー８６、８８とは、プラスチゾルなどのフィルタ 媒体接着剤１０８により頂上部と底部のエンドキャップ８２、９０に保持される 。ファスナー材料のフック部分９６’は、フィルタ媒体接着剤１０８によりミス ト収集カートリッジ１２’の周囲の外部ライナー８８と頂上部エンドキャップ８ ２との間に保持されても良い。それで、前フィルタラップ９１はミスト収集カー トリッジ１２、１２’に直接取り付けられても良い。 フィルタ媒体１０４の外部表面で収集するには細かすぎるオイルミストは、プ リーツ１０６の内部表面上に表れても良い。垂直プリーツ１０６は内部表面１０ ２上で収集された液体をカートリッジ１２、１２’の底部エン ドキャップ９０上に下方排出させる、そこでそれはフィルタ媒体１０４を通過し てホッパ４０内に落ちる。 フィルタ媒体１０４は、図７で例示されたフロー図に従って構成されるのが望 ましい。平らなフィルタ紙材は脂肪族過フッ化炭化水素などの低表面エネルギコ ーティング材料１３０内に浸されるのが望ましい。そのフィルタ紙材は噴霧を含 む、種々の方法で処理、或いは湿らされても良いことは理解されよう。過剰コー ティング材料は圧縮ローター１３２のペアー間で被覆された紙材を圧縮すること により除去される。被覆された紙材はそれから対流乾燥オーブン１３４内で乾燥 される。 ヒダを付ける前に、そのフィルタ紙材は加熱したローラーで紙の長手方向に一 連の溝をプレスすることにより波状１３６にされる。そのフィルタ紙材はそれか らフィルタ媒体１０４を形成するためにヒダ付け１３８されて、そしてフィルタ ハウジング１４０内に挿入される。好適な波形を付ける行程は、前に参照したWr ight他の米国特許第４、４５２、６１９号に開示される。ここで例示された円筒 状フィルタカートリッジは実例だけのために示され、そして種々のフィルタ構成 が可能であることは理解されよう。例えば、一般に適当な排出機構を有する平面 フィルタカートリッジが円筒状カートリッジの代わりに使用されても良い。 図６はまた本発明の好適前フィルタラップ１１０を例示する。その前フィルタ ラップ１１０は、高ロフト空気 すき込み（air-laid）材或いは乾式すき込み材などの不織空気すき込み媒体の多 重層から構成されるのが望ましい。前フィルタラップの性質のために、それは合 わせ目フック部分を使用せずにフック部分９６’に直接取り付けられても良い。 好適形態においては、外部前フィルタ層１１２は６．７オンス／ｓｑ．ｙｄの 密度と０．８％の個体性とを有する約０．７５”のオープン材料である。これら の仕様を満たす製品は、 Charlotte，NCに在るComulus Fiber Corp.社により商 標Airlaid Mediaで販売されている。二層１１４、１１６は３．６２オンス／ｓ ｑ．ｙｄの密度と１．６％の個体性とを有する約０．２５”の高効率材料である 。これらの仕様を満たす製品は、 Charlotte，NCのChemwove Corp.社から入手可 能である。 好適な前フィルタラップ１１０はミスト収集装置１０の動作中にオイルを貯め る。オイルが貯まると、フィルタ１２、１２’上の圧力降下が増す。送風機ハウ ジング２６内のモータが止められると、前フィルタラップ１１０内に貯まったオ イルはホッパ４０内に下方排出する。オイルを排出した後、フィルタ１２、１２ ’上の圧力降下は低減される、それによりフィルタ寿命を延長することが出来る 。 代替的形態において、前フィルタラップは、Vienna，West Virginiaに在るSch uller Filtration Corp.社により、商標名Fiberglass Woolで販売されている種 々の厚 みと効率のガラス繊維、或いはガラス繊維ウール・フィルタ媒体から構成されて も良い。ガラス繊維材料はオイルを保持し、そしてオイルが貯まるとフィルタ上 の圧力降下を増す。定期的にガラス繊維前フィルタラップを交換することにより 、フィルタ媒体１０４の寿命が延長される。 フィルタ媒体１０４の低表面エネルギのために、フィルタ媒体１０４はオイル をあまり保持しない。実際の動作時には、フィルタ媒体１０４の外部表面上に形 成されたオイル小滴は収集ホッパ４０内に重力により下方排出する。フィルタ媒 体１０４を通過して、そして内部表面１０２上に集塊するオイルは底部エンドキ ャップ９０の傾斜した部分に重力により排出して、そしてフィルタ媒体１０４を 再通過してホッパ４０内に至る。垂直に配列されたプリーツ１０６と組み合わせ ての、フィルタ媒体１０４の内外表面上のオイルの集塊は、ほとんどいかなるオ イルも下流の空気内に排出されないことを保証する。それで、フィルタ媒体１０ ４はオイルを吸収しないが、代わりにそれを分離して、排出するので、それはフ ィルタ１２から離れて、収集され、そして処分されることが可能となる。ある用 途においては、収集した流体を再利用することが可能である。 更に、フィルタ媒体１０４はヒダ付けされるので、それは、フィルタ媒体１０ ４を貫流する空気が低速度で移動させる大表面面積を有し、オイルがフィルタ１ ２の内 部表面１０２から下流空気内に吹き飛ばされる傾向を低減する。 好適形態においては、効率とカートリッジ１２、１２’上の圧力降下とは経時 的に増加する。フィルタ媒体１０４はオイルで飽和されないので、ミスト収集カ ートリッジ１２、１２’は長期間機能する。フィルタ１２、１２’が汚れや他の 粒子で詰まると、効率とフィルタ１２、１２’上の圧力降下が増す。故に、フィ ルタ１２、１２’上の圧力降下はフィルタ１２、１２’の有用な余命に対応する 、それはフィルタ１２、１２’が交換される時期を示すために使用できる。 本発明は上述の例に限定されるものではないが、本発明の精神、或いは範囲を 逸脱することなく変更、或いは修正されても良いことは当業者には理解されよう 。例えば、多種のフィルタカートリッジ構成が種々の排出機構との組み合わせに て使用されても良い。更に、種々の低表面エネルギ繊維媒体が収集されたオイル の集塊と排出とを容易にするために利用されても良い。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年２月８日 【補正内容】 請求の範囲 １． エーロゾルミストを収集するためのフィルタ装置であって、 空気取入口及び排出ポートを有するフィルタハウジングと、 前記排出ポートに連結された開放頂部を有する前記ハウジングに取着された円 筒形フィルタカートリッジであって、内側及び外側側璧を含むと共に、前記開放 頂部と連通する前記内側側壁に沿って内側円筒状面を画成する円筒形フィルタカ ートリッジと、前記内側及び外側側壁の間の離隔垂直プリーツを備えるフィルタ 媒体と、 外部雰囲気から前記空気取入口、外側側壁、フィルタ媒体及び内側側壁を介し て前記ハウジングにエーロゾルミストを含む空気を引き入れ、前記排気ポートを 介して放出するためのブロア装置と、 前記垂直プリーツ間の分離を実現するためのプリーツスペーサと、 前記フィルタ媒体が低エネルギコーティング材で処理されており、もって前記 ハウジングに引き込まれた前記エーロゾルミストを含む空気が前記処理済みフィ ルタ媒体を通って流れる際、前記エーロゾルミストが前記処理済みフィルタ媒体 に接触して集塊し、前記垂直プリーツに沿って排出されることを特徴とするフィ ルタ装置。 ２． 前記フィルタ媒体は、低表面エネルギ合成繊維マトリックスを含むことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３． 前記低表面エネルギコーティング材は、脂肪族過フッ化炭化水素を含むこ とを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。 ４． 前記プリーツスペーサは、前記フィルタ媒体に一体に形成されていること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ５． 前記エーロゾルミストの大滴の形成を促進するため前記フィルタ媒体の表 面を横切って延びる前フィルタラップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の装置。 ６． エーロゾルミストを収集するためのフィルタカートリッジであって、 空気取入口面、排気ポート及び前記排気ポートと連通する空気取出口を有する ハウジングと、 開口部及び底部エンドキャップを備える頂部エンドキャップを有する前記ハウ ジング内の円筒形カートリッジであって、前記カートリッジの全長に亘って延び て前記開口と連通する前記内側側壁に沿う内側円筒面を画成す る内側及び外側側壁を含む円筒形カートリッジと、 前記内側及び外側側璧の間にあって離隔した垂直プリーツを有するフィルタ媒 体と、 前記ハウジング内に位置し、前記空気取入口、前記外側及び内側側壁及び前記 フィルタ媒体を介して外部雰囲気から前記エーロゾルミストを包含する空気を取 込み、かつ、排出するための手段と、 前記フィルタ媒体上にあって、前記垂直プリーツに沿う下方への前記液体の排 出を促進するため前記エーロゾルミストを集塊するための脂肪族過フッ化炭化水 素材と、 前記エーロゾルミストの集塊を促進するため前記外側側壁を包囲する前フィル タラップと、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ。 ７． 前記フィルタ媒体は垂直プリーツ間の分離を維持するためのプリーツスペ ーシング手段を含むことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。 ８． 前記フィルタ媒体は、収集した液体により生じた気流の抵抗によりプリー ツが潰れるのを防止するよう配設されたプリーツスペーシング手段を含むことを 特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。 ９． 前記プリーツスペーシング手段は、前記フィルタ媒体に一体に形成されて いることを特徴とする請求の範 囲第７項に記載の装置。 １０． 前記前フィルタラップは、発泡ウレタン材から成ることを特徴とする請 求の範囲第６項に記載の装置。 １１． 前記前フィルタラップは、ガラス繊維ウール材から成ることを特徴とす る請求の範囲第６項に記載の装置。 １２． 前記前フィルタラップは、高ロフト空気すき込み材を含むことを特徴と する請求の範囲第６項に記載の装置。 １３． エーロゾルミストを収集するためのフィルタカートリッジであって、 空気取入口及び空気排出口を有するハウジングと、 前記ハウジング内のフィルタ支持部材であって、円筒形とされ、前記空気排出 口に連結された中空内部を画成する少なくとも１つの多孔媒体支持内側側壁を含 むフィルタ支持部材と、 離隔する垂直プリーツを有する前記内側側壁を包囲するフィルタ媒体と、 前記垂直プリーツが潰れるのを防止するためのプリーツスペーサと、 外部雰囲気から前記空気取入口、前記フィルタ媒体、 フィルタ媒体及び前記内側側壁を介して前記ハウジング内にエーロゾルミストを 含む空気を取込み、前記排出口を介して排気するためのブロアと、 前記フィルタ媒体上にあって、前記垂直プリーツに沿う下方への前記液体の排 出を促すため前記エーロゾルミストを集塊するための脂肪族過フッ化炭化水素材 と、 排出された前記エーロゾルミスト集塊を回取するため前記フィルタ媒体の下方 に位置するホッパと、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ。 １４． 前記エーロゾルミストの大滴を形成させるため前記フィルタ媒体媒体の 空気取入口表面上を伸延する前フィルタラップを更に含むことを特徴とする請求 の範囲第１３項に記載の装置。 １５． 前記エンドキャップは、前記垂直プリーツから排出される液体を収集す るための収集手段を有する底部エンドキャップを含むことを特徴とする請求の範 囲第１３項に記載の装置。 １６． フィルタ装置を用いて空中浮遊液体を収集して分離する方法であって、 ａ）互いに分離した垂直プリーツ及び前記垂直プリーツ間の分離を維持するた めのプリーツスペーシング手段を有すると共に、空気取入口面と空気排出面とを 有する フィルタ媒体を提供するステップと、 ｂ）前記垂直プリーツに沿う下方への前記液体の排出を促進するため前記フィ ルタ媒体と接触する液体を集塊するためフィルタ処理手段を介して前記フィルタ 媒体を処理するステップと、 ｃ）液体が前記フィルタ媒体上に集まるように前記空気取入口面から前記空気 排出口面に前記液体を含む空気を強制的に送るステップと、 ｄ）前記垂直プリーツから排出される液体を収集するステップと、 から成ることを特徴とする空中浮遊液体の収集・分離方法。 １７． 前記フィルタ処理手段は、低表面エネルギコーティング材から成ること を特徴とする請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８． 前記低表面エネルギコーティング材料は、脂肪族過フッ化炭化水素から 成ることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の方法。 １９． 前記プリーツスペーシング手段は、前記フィルタ媒体に一体に形成され ていることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の方法。 ２０． 空中浮遊液体を収集するためのフィルタカートリッジの形成方法であっ て、 ａ）低表面エネルギ材でフィルタ紙材を処理するステップと、 ｂ）前記フィルタ紙材を波形にするステップと、 ｃ）前記フィルタ紙材にヒダ付けしてフィルタカートリッジを形成するステッ プと、 ｄ）前記フィルタカートリッジをフィルタ支持部材内に挿入するステップと、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ形成方法。 ２１． 前記フィルタ紙材にヒダ付するステップは、前記フィルタ媒体にスペー シング手段を一体に形成するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２０ 項に記載の方法。 ２２． 前記低表面エネルギ材は、脂肪族過フッ化炭化水素から成ることを特徴 とする請求の範囲第２０項に記載の方法。 ２３． 余分な低表面エネルギ材を除去するステップを更に含むことを特徴とす る請求の範囲第２０項に記載の方法。 ２４． 前記フィルタ紙材を乾燥するステップを更に含むことを特徴とする請求 の範囲第２０項に記載の方法。 ２５． 前記フィルタ紙材処理ステップは、前記フィルタ紙材を低表面エネルギ 材料に浸すステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の方法。 ２６． ミスト収集装置であって、 空中浮遊エーロゾルミスト取入口及び空気排出口を有するフィルタハウジング と、 垂直方向に向く離隔プリーツを有する媒体を備える前記ハウジング内のフィル タと、 前記媒体の処理済面に接するエーロゾルミストが集塊して前記プリーツに沿っ て下方に排出されるよう前記媒体が脂肪族過フッ化炭化水素材で処理されている ことと、 前記取入口及び前記処理済媒体を介して外部雰囲気から前記ハウジング内へ前 記エーロゾルミストを含有する空気を取入れ、かつ、濾過した空気を前記排出口 から排出する手段と、から成り、前記エーロゾルミストを含む前記空気が前記処 理済媒体を通過する際に前記エーロゾルミストが空気と分離されることを特徴と するミスト収集装置。 ２７． 外部空気が内部を流れるよう構成された空中浮遊液体を収集するための 円筒形フィルタカートリッジで あって、 中空内部を形成する円筒形多孔ライナと、 前記多孔ライナを包囲し、前記多孔ライナに支持され、スペーサによって潰れ ないよう分離されたプリーツを有するフィルタ媒体と、 前記空中浮遊液体の集塊及び排出を促進するため低表面エネルギコーティング 材で処理されていることと、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１９日 【補正内容】 故に、これらのフィルタは、オイルがフィルタ内に集まるため一般に効率が落 ちる。効率低下の結果として、フィルタ上の圧力降下は増さず、フィルタの交換 時期を決定するのが困難となる。このようなフィルタはオイルを含んでいるので 、環境的配慮のため、それらの処分もまた難しい。 発明の概要 本フィルタ装置は各々の間を分離した垂直プリーツを有するフィルタ媒体内に 空中浮遊液体を収集する。垂直プリーツ間の分離は一定の間隔を持って配置され たプリーツにより維持される。そのフィルタ媒体は低表面エネルギ材料で処理さ れるので、媒体の内外表面に接触する液体は集塊して、垂直プリーツに沿って下 方に排出する。 低表面エネルギコーティングは脂肪族過フッ化炭化水素であるのが望ましい。 フィルタ媒体の内部の表面上に貯まる液体は底部カバーに向かって下方に排出 し、そこでそれは下流の空気から遠くにそらされる。 フィルタ媒体は、空中浮遊液体が下流の空気に入るのを防止する。その結果、 フィルタ媒体は、その全面に経時的な予測可能な圧力変化を示す。フィルタ媒体 の圧力変化の予測可能特性は、フィルタカートリッジの予測的維持管理を可能に する。 そのフィルタカートリッジは前フィルタラップ上に空中浮遊液体のより大きな 滴を形成させるためにフィルタ カートリッジの外部表面の周りに広がる前フィルタラップを包含しても良い。こ れらのより大きいな滴はフィルタカートリッジから容易に排出する。 高ロフト空気すき込み、或いは乾式すき込み材料、全開海綿状濾過発泡ゴム、 そしてガラス繊維ウール製品を含む種々の前フィルタラップが考えられる。 そのフィルタカートリッジ保持装置は、動作位置と解除位置との間で濾過装 置内にフィルタカートリッジを脱着可能に保持するための機構に関する。 支持部材はフィルタカートリッジを支持するため濾過装置内の一端に揺動可 能に取着される。エンドストップは、フィルタカートリッジを濾過装置内の排出 ポートとの適切な位置で保持するため支持部材上に設けられる。ハンドルは、支 持部材の自由端に揺動可能に配設されるので、支持部材はフィルタカートリッジ を排出ポートと噛み合わせるための一般に水平の動作位置と、フィルタカートリ ッジを濾過装置内に滑入、或いは滑出されるようにする横臥解除位置との間で移 動可能である。一般に水平な位置に支持部材を移動するために、そのハンドルは 、フィルタカートリッジが適切な位置に固定されることを保証するために垂直位 置を越えて揺動回転される。 圧縮ガスケットは濾過装置内へのフィルタカートリッジの液密係合を保証する ためにフィルタカートリッジと排出ポート間に望ましくは挿入される。 かなるオイルも下流の空気内に排出されないことを保証する。それで、フィルタ 媒体１０４はオイルを吸取しないが、代わりにそれを分離して、排出するので、 それはフィルタ１２から離れて、収集され、そして処分されることが可能となる 。ある用途においては、収集した流体を再利用することが可能である。 更に、フィルタ媒体１０４はヒダ付けされるので、それは、フィルタ媒体１０ ４を貫流する空気が低速度で移動させる大表面面積を有し、オイルがフィルタ１ ２の内部表面１０２から下流空気内に吹き飛ばされる傾向を低減する。 好適形態においては、効率とカートリッジ１２、１２’上の圧力降下とは経時 的に増加する。フィルタ媒体１０４はオイルで飽和されないので、ミスト収集カ ートリッジ１２、１２’は長期間機能する。フィルタ１２、１２’が泥や他の粒 子で詰まると、フィルタ１２、１２’の圧力降下が増す 。故に、フィルタ１２、 １２’上の圧力降下はフィルタ１２、１２’の有用な余命に対応する、それはフ ィルタ１２、１２’が交換される時期を示すために使用できる。 本発明は上述の例に限定されるものではなく、本発明の精神、或いは範囲を逸 脱することなく変更、或いは修正されても良いことは当業者には理解されよう。 例えば、多種のフィルタカートリッジ構成が種々の排出機構との組み合わせにて 使用されても良い。更に、種々の低表面 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年９月１０日 【補正内容】 請求の範囲 １． エーロゾルミストを収集するためのフィルタ装置であって、 空気取入口及び排出ポートを有するフィルタハウジングと、 前記排出ポートに連結された開放頂部を有する前記ハウジングに取着された円 筒形フィルタカートリッジであって、多孔内側及び外側側壁を含むと共に、前記 開放頂部と連通する前記内側側壁に沿って内側円筒状面を画成する円筒形フィル タカートリッジと、前記内側及び外側側壁の間の離隔垂直プリーツを備えるフィ ルタ媒体と、 外部雰囲気から前記空気取入口、外側側壁、フィルタ媒体及び内側側壁を介し て前記ハウジングにエーロゾルミストを含む空気を引き入れ、前記排気ポートを 介して放出するためのブロア装置と、 前記垂直プリーツ間の分離を実現するためのプリーツスペーサと、 前記フィルタ媒体が脂肪族過フッ化炭化水素材で処理され、もって前記ハウジ ングに引き込まれた前記エーロゾルミストを含む空気が前記処理済みフィルタ媒 体を通過する際に前記エーロゾルミストが前記処理済みフィルタ媒体に接触して 集塊して前記垂直プリーツに沿って排出されることを特徴とするフィルタ装置。 ２． 前記フィルタ媒体は、低表面エネルギ合成繊維マトリックスを含むことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３． 前記プリーツスペーサは、前記フィルタ媒体に一体に形成されていること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ４． 前記エーロゾルミストの大滴の形成を促進するため前記フィルタ媒体の表 面を横切って延びる前フィルタラップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の装置。 ５． 前記前フィルタラップは、発泡ウレタン材から成ることを特徴とする請求 の範囲第４項に記載の装置。 ６． 前記前フィルタラップは、ガラス繊維ウール材から成ることを特徴とする 請求の範囲第４項に記載の装置。 ７． 前記前フィルタラップは、高ロフト空気すき込み材を含むことを特徴とす る請求の範囲第４項に記載の装置。 ８． 前記垂直プリーツから排出される液体を収集するための収集手段を有する 底部エンドキャップを備えるエ ンドキャップを更に含む請求の範囲第１項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライト、マーヴィン・イー アメリカ合衆国 55124 ミネソタ、アッ プル・ヴァレー、リムロック・ドライブ 501 (72)発明者 グラフ、ティモシー・エイチ アメリカ合衆国 55410 ミネソタ、ミネ アポリス、アボット・アヴェニュ・サウス 4330 (72)発明者 レブランク、ジェームズ・エー アメリカ合衆国 55344 ミネソタ、エデ ン・プレイリー、フェザント・サークル 18830

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 空中浮遊液体を収集するためのフィルタ装置であって、 相互に離隔した垂直プリーツと、内部及び外部表面とを有するフィルタ媒体と、 垂直プリーツ間の分離を維持するプリーツスペーシング手段と、 媒体の内部、或いは外部の表面と接触する空中浮遊液体が集塊して、垂直プリ ーツに沿って下方に排出するようにフィルタ媒体を処理するフィルタ処理手段と 、 から成るフィルタ装置。 ２． フィルタ媒体は低表面エネルギ合成繊維マトリックスから成ることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３． フィルタ処理手段は低表面エネルギコーティング材料から成ることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ４． 低表面エネルギコーティング材料は脂肪族過フッ化炭化水素から成ること を特徴とする請求の範囲第３項に記載の装置。 ５． プリーツスペーシング手段はフィルタ媒体に一体に形成されることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ６． 空中浮遊液体の大きな滴の形成を促進するためフィルタ媒体の外部表面上 に広がる前フィルタラップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の装置。 ７． 空中浮遊液体を収集するためのフィルタカートリッジであって、 空気取入口表面と排気口表面とを画成するフィルタ支持部材と、 空気取入口表面から、フィルタ媒体を通じて、出口表面を貫流する空気を濾過 し、そして相互間を分離した垂直プリーツと、そして内部と外部の表面とを有す るするフィルタ支持部材内のフィルタ媒体と、 空気により運ばれ、そしてその内部、或いは外部の表面と接触する液体を集塊 し、そして垂直プリーツに沿って下方にその液体を排出するためのフィルタ媒体 に適用されるフィルタ処理手段と、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ。 ８． フィルタ媒体は垂直プリーツ間の分離を維持するためのプリーツスペーシ ング手段を含むことを特徴とする請求の範囲第７項に記載のフィルタカートリッ ジ。 ９． フィルタ媒体は収集した液体により生じた気流に対する抵抗のためにプリ ーツが潰れるのを防止するために配置されたプリーツスペーシング手段を含むこ とを特徴とする請求の範囲第７項に記載のフィルタカートリッジ。 １０． フィルタ媒体は低表面エネルギ合成繊維マトリックスを含むことを特徴 とする請求の範囲第７項に記載のふぃるたカートリッジ。 １１． フィルタ処理手段は低表面エネルギコーティング材料を含むことを特徴 とする請求の範囲第７項に記載のフィルタカートリッジ。 １２． 低表面エネルギコーティング材料は脂肪族過フッ化炭化水素を含むこと を特徴とする請求の範囲第９項に記載のフィルタカートリッジ。 １３． プリーツスペーシング手段はフィルタ媒体内に一体に形成されることを 特徴とする請求の範囲第８項に記載のフィルタカートリッジ。 １４． 空中浮遊液体の大きな滴の形成を促進するためにフィルタ媒体の空気取 入口表面上に広がる前フィルタラップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第 ７項に 記載のフィルタカートリッジ。 １５． 前フィルタラップは発泡ウレタン材料を含むことを特徴とする請求の範 囲第１４項に記載のフィルタカートリッジ。 １６． 前フィルタラップはガラス繊維ウール材料を含むことを特徴とする請求 の範囲第１４項に記載のフィルタカートリッジ。 １７． 前フィルタラップは高ロフト空気すき込み材料を含むことを特徴とする 請求の範囲第１４項に記載のフィルタカートリッジ。 １８． フィルタ支持部材は開口部を備えて頂上部エンドキャップと底部エンド キャップとを有する円筒状カートリッジを形成することを特徴とする請求の範囲 第７項に記載のフィルタカートリッジ。 １９． 空中浮遊液体を収集するためのフィルタカートリッジであって、 空気取入口表面と排気口表面とを画成するフィルタ支持部材と、 空気取入口表面から、フィルタ媒体を通じて、出口表面を貫流する空気を濾過 し、相互間を分離した垂直プリ ーツと、内部と外部の表面とを有するするフィルタ支持部材内のフィルタ媒体と 、 収集した液体により生じた気流に対する抵抗のためにプリーツが潰れるのを防 止するために配置されたプリーツスペーシング手段と、 空気により運ばれ、そしてその内部、或いは外部の表面と接触する液体を集塊 し、そして垂直プリーツに沿って下方にその液体を排出するためのフィルタ媒体 に適用されるフィルタ処理手段と、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ。 ２０． 空中浮遊液体を収集するためのフィルタカートリッジであって、 少なくとも一つ以上の多孔円筒状側壁と少なくとも一つ以上のエンドキャップ とを含むフィルタ支持部材及びフィルタ部材が空気取入口表面と排出口表面とを 画成することと、 空気取入口表面からフィルタ媒体を通じて排出口表面を貫流する空気を濾過す るためのフィルタ支持部材内の円筒状フィルタ媒体であって、相互間を分離した 垂直プリーツ及び内部と外部の表面を有するフィルタ媒体と、 前記フィルタ媒体と側壁をエンドキャップに接続するための接続手段と、 収集した液体により生じた気流に対する抵抗のためにプリーツが潰れるのを防 止するために配置されたプリー ツスペーシング手段と、 空気により運ばれ、そしてその内部、或いは外部の表面と接触する液体を集塊 し、そして垂直プリーツに沿って下方にその液体を排出するためのフィルタ媒体 に適用されるフィルタ処理手段と、 から成ることを特徴とするフィルタカートリッジ。 ２１． 空中浮遊液体の大きな滴を形成させるためにフィルタ支持媒体の空気取 入口表面上に広がる前フィルタラップを更に含むことを特徴とする請求の範囲第 ２０項に記載のフィルタカートリッジ。 ２２． エンドキャップは垂直プリーツから排出する液体を収集する収集手段を 有する底部エンドキャップを含むことを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の フィルタカートリッジ。 ２３． 濾過装置を用いて空中浮遊液体を集塊して収集するための方法であって 、 ａ）相互間で分離した垂直プリーツ、そして垂直プリーツ間の分離を維持する ためのプリーツスペーシング手段とを有し、かつ、空気取入口表面及び排気口表 面を有するフィルタ媒体を設けるステップと、 ｂ）垂直プリーツに沿って下方への液体の排出を促進するためにフィルタ媒体 と接触する液体を集塊するため のフィルタ処理手段でフィルタ媒体を処理するステップと、 ｃ）液体がフィルタ媒体上で収集されるようにフィルタ媒体の空気取入口表面 から排気口表面に液体を含む空気を強制的に送るステップと、 ｄ）垂直プリーツから排出する液体を収集するステップと、 から成ることを特徴とする収集方法。 ２４． フィルタ処理手段は低表面エネルギコーティング材料から成ることを特 徴とする請求の範囲第２３項に記載の方法。 ２５． 低表面エネルギコーティング材料は脂肪族過フッ化炭化水素から成るこ とを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の方法。 ２６． プリーツスペーシング手段はフィルタ媒体内に一体に形成されることを 特徴とする請求の範囲第２３項に記載の方法。 ２７． 空中浮遊液体を収集するためのフィルタカートリッジを形成するための 方法であって、 ａ）低表面エネルギ材料でフィルタ紙材を処理し、 ｂ）フィルタ紙材を波形にし、 ｃ）フィルタカートリッジを形成するためにフィルタ紙材にヒダを付け、 ｄ）フィルタカートリッジをフィルタ支持部材内に挿入する各ステップから成 ることを特徴とする形成方法。 ２８． フィルタ紙材にヒダを付けるステップはフィルタ媒体内に一体にスペー シング手段を形成するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２７項に記 載の方法。 ２９． 低表面エネルギ材料は脂肋族過フッ化炭化水素を含むことを特徴とする 請求の範囲第２７項に記載の方法。 ３０． 過剰低表面エネルギ材料を除去するステップを更に含むことを特徴とす る請求の範囲第２７項に記載の方法。 ３１． フィルタ紙材を乾燥するステップを更に含むことを特徴とする請求の範 囲第２７項に記載の方法。 ３２． フィルタ紙材を処理するステップはフィルタ紙材を低表面エネルギ材料 内に浸すことを含むことを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の方法。