JPS5912327B2 - 流体濾過器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体濾過器にして、入口および出口を有する
ケーシングと、円筒形濾過部材とを含み、この部材が、
使用中流体が入口から出口へおおむね半径方向にこの部
材の円筒形壁を流過するように装着され、この部材の開
口端がケーシングの反対端に接するよう配置される種類
のものに係る。

かような流体濾過器を以下［公表する種類の」と称する
であろう。

前記濾過部材そのものは通常交換性のもので、ケーシン
グはこの交換をなし得るよう分解可能であって、この交
換は、規制的な期間毎に又は単にこの部材が流体から濾
過されつつある何かの汚染物で詰まるようになるとき毎
にかいずれかで行われる。

かような次の交換との間の時間を最大にするため非常に
望ましいことは、濾過部材の壁が、入口又は出口のいず
れかを不当にふさぐことなく汚染物を受ける可能な最大
有効表面積を有すべきこと、および汚染流体の流れがこ
の表面積を通じ平均に分布されるべきことである。

これらの要求の第１は、この部材の外側を汚染流体の入
口側とすることでいくらか応せられるかも知れないが、
一定のケーシングの寸法に対しては第２の要求はこの部
材の可能な最大直径を限定する。

不幸にしてケーシングの大きさはまた特にしばしばそれ
を収容するに利用し得る空積によって限定され、これは
特に自動車工業においてしばしば濾過器製造者の支配外
に属する一要因である。

濾過部材の厚さを半径的内方に増すことは表面積の有効
な増力口をもたらし得るが限定されたケーシングの寸法
を背景としては、これはまた出口が少なくとも幾分かは
制限される結果となり、同時にこの部材をよぎって表わ
れる過大な圧力落、差を結果とする。

流体が空気のようなガスであり濾過部材がひたつき紙で
作られるところでは一層複雑化が生ずる。

ひだの峰と谷は通例この部材の軸方向に延び、ひだの深
さはこの部材の厚さを決定する。

明らかに、ひだの間隔およびそれの深さは太いに濾過器
内の紙の総有効面積に影響を及ぼすけれども一層重要な
実用上の要点は汚染粒子がひだの中に浸透し得る難易に
ある。

あまりに間隔が狭く又ひたがあまりに深いことは犬なる
表面積を結果するが、ひだを画定する壁が特にそれの半
径的に最も内方の領域があまりに接近するがゆえにあま
り利用されない一事を結果する。

本発明によれは、流体濾過器は、その中に画定される第
１および第２の口を有するケーシングと、比較的小径の
少なくとも１領域および比較的大径の少なくとも１頌域
を有する不等直径の全体的に管状をなす濾過部材とを含
み、前記部材が、使用中前記第１の口から第２の口に至
、流体の流れが前記部材の円筒形壁のみを流過すること
を強制されるように、ケーシング内に装着され、前記口
の一つが比較的小径の領域の付近で前記部材の外側と連
通し、第２の口が比較的大径の領域において前記部材の
内側と連通している前記部材は、ケーシングの一端から
延びる全体的に管状をなす第１の部分と、ケーシングの
他端から中に延びかつ部分的に第１の部分と重なり合う
全体的に管状をなす第２の部分とを含み、前記型なり合
った部分の相対的直径は、それら重なり合った部分の間
に通路を画定するようなものであり、不浸透性材が前記
部分の重なり合った自由端を接続し、そのため使用中流
体がいずれの前記部分の壁をも入口から出口・＼流過し
得るが、それらの間の前記通路を通過しない。

この種の部材は、ケーシングの許し得べき深さが部材の
軸方向に制限されるところでは特に有利であって、在来
の部材はこれの容量および又は寿命の減少の犠牲におい
て装備し得たたけである。

ケーシングの深さがさほど制限されないところでは、前
記部材は、ケーシングの一端から延びる全体的に管状を
なす第１の部分と、ケーシングの他端から第１の部分に
向って延びそのため両部分の自由端が１平面内に出合う
ようになる全体的に管状をなす第２の部分とを含み、前
記両部分の相対的直径が、それらの前記平面内に出合う
点においてそれらの間に通路を画定するようなものであ
り、不浸透性材が両部分の自由端を接続し、そのため使
用中流体が入口から出口へいずれの前記部分の壁をも流
過し得るが、それらの間の前記通路を流過しない。

別形として、前記濾過部材は、ケーシングの一端から他
端へかつこれと接触関係をもつよう延びる截頭円錐形を
なしてもよく、これは前記部材の小径端の付近にあって
かつそれの外側表面と連通ずる第１の口と、前記部材の
大径端の付近にあってかつそれの内側表面と連通ずる第
２の口とを有する。

前記部材のいずれの外形が採用されても、好適には、濾
過器からの出口は前記部材の内側から取られ、従って入
口はこの部材外側表面に対している。

しかしもしこれが特殊な通用にあたり不便であるならば
入口と出口には転換され、従って流体の流れはこの部材
の又は部材部分の内側から外側へとなる。

今言及した好適な入口・出口の配備において、入口の流
体は濾過部材に対し半径的か又はほぼ接線的かいずれか
で入って来る。

後者は、この部材のまわりの流体の旋転で生ずる遠心力
によって汚染物粒子の分離を高めるに有利である。

また好適な入口・出口の配備が採用されるとき、すなわ
ち前記部材の内側から取られる出口をもつものでは、ケ
ーシングの出口は、濾過器によって課せられる制約を最
小にするよう、部材の内径一杯まで出来る限り犬である
べきである。

上述の単一截頭円錐形部材はまた、ケーシングの両端か
ら、それらの小径端に近くかつそれらの間の流体密封接
続に出合うように延びる２個の截頭円錐形部分で置き替
えられてもよく、ケーシングの入口は流体封密接続の近
くにおいて濾過部材の外側と連通し、ケーシングの出口
は２個の大径端のいずれか又は双方において濾過部材の
内面と連通している。

先に述べたように、入口は、入って来る流体の流れを濾
過部材に対し半径的又は接線的に指向するよう置かれる
のがよく、又出口は前記部材の内径一杯まで出来るだけ
犬であるべきである。

本発明のこの別形実施例は、特にもし濾過物が前記部材
の両端から取り出されるならば、濾過流体の可能的な高
処理量をもつ濾過装置が得られる。

既に述べたように、濾過部材の部分は外形が円筒形又は
截頭円錐形であり、本発明の構造の採用によって濾過部
材の有効表面積は同じケーシングの大きさに対し設計さ
れる在来の円筒形部材のそれ以上に増加し得、しかも入
口における流れの制約、前記部材を通じ汚染物の不平均
な分布又は出口の制約に基く同時に出合う問題もない。

好適な入口・出口の配備を使用すれば入って来る流体は
前記部材の比較的小径部分のまわりを自由に循環し得、
しかも出口は前記部材の最も広い部分の内径一杯までに
さえ比較的大きく作り得、よって濾過前後の圧力落差は
最小にされる。

本発明はこれまで一般的に流体濾過器の語で説明して来
たけれども、これはガス濾過の分野に、特にたとえば内
燃機関用空気濾過器におけるようなひだつき紙の濾過材
を使用する濾過器に対し有用である。

本発明はまた本発明による濾過器に使用する濾過材を含
む。

本発明の好適なら実施例を例示としてここに付図を参照
しながら説明しよう。

第１，２図において、円筒形ケーシング６は半径方向の
入ロアおよび軸方向の出口８をもつ、第１の濾過部材の
部分９は出口８のまわりから延び、第２の部分１０はケ
ーシングの反対端から中へ延びて部分的に第１の部分と
重なり、この重なった部分の間に画定される通路は不浸
透性材１１によって閉ざされ、これは空気の前記部分を
素通りすることを防ぐ、もつとも入口から出口への流れ
はどの濾過部材部分をも通過し得る。

第３図において、円筒形ケーシング６は半径方向の入ロ
アおよび軸方向の出口８をもつ。

このケーシングは異なる直径の２個の円筒形部分９゜１
０をもつ濾過部材を含み、これら円筒形部分の自由端は
不浸透性材１１で接続され、材１１は、端が共通の平面
で相合う部材部分間の環状間隙を経て漏洩することを防
ぐ役目をなす。

第４図において、円筒形ケーシング６は截頭円錐形濾過
部材１２を含み、その頂部１３はケーシングの端壁に乗
り、そこで流体封密接合を形成し、その底部１４は出口
８のふちのまわりにそれと流体封密接合を形成するフラ
ンジ１５に接する。

入ロアは、部材部分の頂部１３に近く設けられ、ケーシ
ングおよび部材部分に対し接線的に指向され、よって入
って来る流れを半径方向に直接突き当たらせるよりもむ
しろ部材部分のまわりに旋転させる。

今述べた変形では、ケーシングの直径が典型的な例で２
５３であり、又その長さは５０ｃｒｆＬ１人口および出
口の径は１０ｃｒｆＬである。

前記部材はひだつき紙で作られ、普通の方法で構成され
る。

この濾過器は水柱１００７１ｍの当初圧力において毎分
９立方米の流過能力を有し、１１０に、Ｗディーゼル機
関の空気吸込に使用するに適するであろう。

第５図において、円筒形ケーシング６は２個の截頭円錐
形部分１６．１７を有する濾過部材を含み、それらの頂
部は、流体封密接合を形成するため薄い環状ガスゲット
１８の両側で相対している。

入ロアはケーシングの両端に対し中央に位置し、前の様
に濾過部材およびケーシングに対し接線的に指向され、
そのた洗入って来る流体を前記部材のまわりに旋転させ
る。

截頭円錐形部分１６．１７の大径端は、それぞれフラン
ジ１９．２０に乗り、反対力向の２個の出口のふちのま
わりにこれと流体封密を形成する。

使用にあたり、この濾過器は、管および単一の出口管に
至る適当なマニホルドによって結合される両方の出口に
接続される。

この濾過器は２個の出口によって可能とされる高通過量
に対するためより犬なる入口を有する。

このような濾過器は水柱１００ｗｌ１の当初圧力におい
て毎分１８立方米の流過能力を有し、さらに大型のたと
えば２２０ＫＭのディーゼル機関に対する空気吸込に使
用するに適するであろう。

上述の濾過器はすべて、前記部材部分の閉塞による最大
許容制限によって定められる期間間隔で濾過材の変換を
要するであろう。

これは別に当初圧力と同様作動環境に関係する。

濾過材を交換するため、前記ケーシングは通例分解し得
るよう作られ、たとえは濾過材に近づくため一端又は両
端を取りはずす用意がなされる。

しかし簡単のためこれの詳細は図に示してない。

認識されるべきことは、本発明の流体濾過器の構造が、
濾過部材の事実上の有効表面積を、同じケーシングの寸
法に対し設計された在来の円筒形濾過部材の面積以上に
増力口させるか又は濾過部材をよぎる圧力落差を小なら
しめるかあるいは両者を可能にするかは採用されるその
ものの装置に懸っていることである。

ひだつき紙の濾過材の場合、階段的か一部型なり合うか
又は截頭円錐形の前記部材は一定のケーシングの寸法に
対しこの部材の事実上の有効表面積を増加することを可
能にし、かくしてひだの深さくすなわち本部材の厚さ）
を２．５ ｃｍと３５ｃｆｒＬの範囲に維持させること
は、ひたの半径的に最内力部分の中への塵埃の浸透につ
いてはおよそ最適であることを発見している。

このことは付図に示す濾過部材構造を採用する比較的高
容量の空気清浄器に対し、これを同じケーシング寸法と
在来の特に深いひだのある単一濾過部材とを使用する同
容量の清浄器と比較する場合、特に真実である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気濾過器の断面図、第２図乃至
第５図は本発明によるその他４種の空気濾過器の断面図
を示す。 便宜上すべての図面において同様の部材には同じ参照数
字が使用可能な限り適用されるであろう。 付図の符号６は特許請求の範囲に記載の「ケーシング」
を、同じく符号９は「濾過部材」を、同じく符号１１は
「通路」を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１と第２の開口を有するケーシングと、ひだ付き
   の紙から成り大体筒状の濾過部材とを具備し、該濾過部
   材は少くとも１つの小径部分およびこの小径部分から軸
   方向に隔たった少くとも１つの大径部分とを有しかつそ
   の開口端部が前記ケーシングの両端に密接して配設され
   、前記濾過部材は、使用時に、前記第１の開口からの空
   気が該濾過部材の壁を透過してから前記第２の開口へ至
   るように、前記ケーシング内に取付けられ、前記第１の
   開口は前記濾過部材の前記小径部分附近の外面と連通し
   、−力、前記第２の開口は前記濾過部材の前記大径部分
   の内面と連通し、前記第２の開口は前記濾過部材の前記
   大径部分の内径と実質上等しい径を有し、前記大径部分
   の外径は前記ケーシングの内径に実質上等しく、これに
   より、前記第２の開口は前記ケーシングに与えられたサ
   イズ及び濾過部材の壁厚に対して最大可能な直径を有す
   ることを特徴とする空気濾過器。