JP2003523280A - 襞付きフィルタ素子 - Google Patents
襞付きフィルタ素子Info
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Abstract
(57)【要約】
高温ガス又は高温液体を濾過するフィルタ素子が提供される。フィルタ素子は、襞加工され、中心軸から外方に向かって延びる折り目線が得られるように曲げ加工された焼結金属繊維布を含んでなる。
Description
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、焼結金属繊維布（フリース）を含んでなる高温フィルタ素子に関す
る。
る。
【０００２】
［発明の背景］
焼結金属繊維布を含んでなる耐高温フィルタ素子は、例えば、米国特許第５、
２１５、７２４号に開示されているように、業界においてすでに知られている。
２１５、７２４号に開示されているように、業界においてすでに知られている。
【０００３】
襞付き焼結金属繊維布もすでに知られている。襞は、最終フィルタ素子におい
て折り目線が互いに平行に延びるように形成される。襞付きフィルタの表面は、
平面状又は円筒状であって中心軸に平行に延びる襞を有する。
て折り目線が互いに平行に延びるように形成される。襞付きフィルタの表面は、
平面状又は円筒状であって中心軸に平行に延びる襞を有する。
【０００４】
このような型式のフィルタ素子の欠点は、単位容積当たりのフィルタ表面が制
約される点にある。また、他の欠点として、許容圧力降下及び全フィルタ面にわ
たる均一な流れ分布を得るために特別な対策を考慮する必要がある、という点が
挙げられる。
約される点にある。また、他の欠点として、許容圧力降下及び全フィルタ面にわ
たる均一な流れ分布を得るために特別な対策を考慮する必要がある、という点が
挙げられる。
【０００５】
［発明の要約］
本発明の目的は、フィルタ表面/容積比を改善し、圧力降下を低下させ、全濾
過面にわたって均一な流れ分布を確保することができる、襞（プリーツ）付き焼
結金属繊維布（フリース）を含んでなる高温フィルタ素子を提供することにある
。本発明の高温フィルタ素子は、より経済的に製造でき、作動中及び製造中に焼
結金属繊維布が損傷する危険性を低減させることができる。本発明の他の目的は
、襞付き焼結金属繊維布を含んでなる高温フィルタ素子を製造する方法を提供す
ることにある。
過面にわたって均一な流れ分布を確保することができる、襞（プリーツ）付き焼
結金属繊維布（フリース）を含んでなる高温フィルタ素子を提供することにある
。本発明の高温フィルタ素子は、より経済的に製造でき、作動中及び製造中に焼
結金属繊維布が損傷する危険性を低減させることができる。本発明の他の目的は
、襞付き焼結金属繊維布を含んでなる高温フィルタ素子を製造する方法を提供す
ることにある。
【０００６】
本発明のフィルタ素子は外壁と焼結金属繊維布を含んでなる。焼結金属繊維布
は、コンサーティナ（ｃｏｎｃｅｒｔｉｎａ、手風琴の一種）状に襞加工され、
折り目線（プリーティングライン）が中心軸からフィルタ素子の外壁に向かって
延びるように曲げ加工される。外壁は中心軸を包囲する。内壁が設けられてもよ
い。フィルタは高温で用いられることを意図しているので、これらの壁は、通常
、鋼等の金属からなる。フィルタ素子はフィルタシステムの一部である。フィル
タシステムは、濾過される液体又はガスがフィルタ素子に導入される入口と、濾
過された液体又はガスがフィルタ素子から排出される出口を有している。
は、コンサーティナ（ｃｏｎｃｅｒｔｉｎａ、手風琴の一種）状に襞加工され、
折り目線（プリーティングライン）が中心軸からフィルタ素子の外壁に向かって
延びるように曲げ加工される。外壁は中心軸を包囲する。内壁が設けられてもよ
い。フィルタは高温で用いられることを意図しているので、これらの壁は、通常
、鋼等の金属からなる。フィルタ素子はフィルタシステムの一部である。フィル
タシステムは、濾過される液体又はガスがフィルタ素子に導入される入口と、濾
過された液体又はガスがフィルタ素子から排出される出口を有している。
【０００７】
襞付き焼結金属繊維布の各襞は、３つの折り目線によって画成される２つの焼
結金属繊維壁と、１つの外側襞開口と、１つの内側襞開口を有している。内側襞
開口は、曲げ加工の形態によっては、設けられないこともある。
結金属繊維壁と、１つの外側襞開口と、１つの内側襞開口を有している。内側襞
開口は、曲げ加工の形態によっては、設けられないこともある。
【０００８】
高温ガス又は液体をフィルタ素子の入口から、襞を介して、すなわち、フィル
タ媒体である焼結金属繊維壁を介して、フィルタ素子の出口に向かって流通させ
るために、外側開口及び（必要に応じて形成された）内側開口は閉鎖される。こ
の開口の閉鎖は、非濾過液体又はガスのフィルタ媒体の端部を介するバイパスを
防ぐために、完全な密封状態が得られるようになされる必要がある。
タ媒体である焼結金属繊維壁を介して、フィルタ素子の出口に向かって流通させ
るために、外側開口及び（必要に応じて形成された）内側開口は閉鎖される。こ
の開口の閉鎖は、非濾過液体又はガスのフィルタ媒体の端部を介するバイパスを
防ぐために、完全な密封状態が得られるようになされる必要がある。
【０００９】
外側襞開口は、焼結金属繊維壁の外端をフィルタ素子の外壁に接合することに
よって閉鎖される。この接合は、短時間の内になされ、また、フィルタ素子の作
動温度に十分耐えるような手段によってなされるべきである。この接合による密
封は、適当な接着剤を用いた接着によって達成することができる。あるいは、焼
結金属繊維布を、例えば、レーザ溶接によって外壁に溶接してもよい。
よって閉鎖される。この接合は、短時間の内になされ、また、フィルタ素子の作
動温度に十分耐えるような手段によってなされるべきである。この接合による密
封は、適当な接着剤を用いた接着によって達成することができる。あるいは、焼
結金属繊維布を、例えば、レーザ溶接によって外壁に溶接してもよい。
【００１０】
好適な変更例として、上部と下部を含む外壁を用いる方法が挙げられる。襞付
き焼結金属繊維布の外端がこれらの２つの部分間に位置され、それらによって挟
み込まれる。このため、襞付き焼結金属繊維布と接触する上部端部は、襞加工及
び曲げ加工によって形成された焼結金属繊維布の外端の波形状と一致する波形状
を有する。襞付き焼結金属繊維布と接触する下部端部も、襞加工及び曲げ加工に
よって形成された焼結金属繊維布の外端の波形状と一致する波形状を有する。襞
付き焼結金属繊維布は、外側襞開口が外壁の上部と下部の端部に形成された波形
状によって閉鎖されるように、それらの２つの部分間に位置して、それらによっ
て挟み込まれる。焼結金属繊維布の形状を保持し、襞開口の閉鎖を維持するため
に、上部と襞付き焼結金属繊維布と下部は、外側において、レーザ溶接、プラズ
マ溶接、ＴＩＧ溶接、又は抵抗溶接によって互いに接合される。あるいは、あま
り好ましくはないが、これらの３つの部分は接着によって接合されてもよい。こ
の接着又は溶接は、好ましくは、外壁の外側においてなされるとよい。焼結金属
繊維布の圧縮性によって、フィルタ素子の外方への高温ガス又は液体の漏れを、
完全に防げなくても、可能な限り小さくするように密封することができ、非濾過
液体又はガスのバイパスを防ぐことができる。
き焼結金属繊維布の外端がこれらの２つの部分間に位置され、それらによって挟
み込まれる。このため、襞付き焼結金属繊維布と接触する上部端部は、襞加工及
び曲げ加工によって形成された焼結金属繊維布の外端の波形状と一致する波形状
を有する。襞付き焼結金属繊維布と接触する下部端部も、襞加工及び曲げ加工に
よって形成された焼結金属繊維布の外端の波形状と一致する波形状を有する。襞
付き焼結金属繊維布は、外側襞開口が外壁の上部と下部の端部に形成された波形
状によって閉鎖されるように、それらの２つの部分間に位置して、それらによっ
て挟み込まれる。焼結金属繊維布の形状を保持し、襞開口の閉鎖を維持するため
に、上部と襞付き焼結金属繊維布と下部は、外側において、レーザ溶接、プラズ
マ溶接、ＴＩＧ溶接、又は抵抗溶接によって互いに接合される。あるいは、あま
り好ましくはないが、これらの３つの部分は接着によって接合されてもよい。こ
の接着又は溶接は、好ましくは、外壁の外側においてなされるとよい。焼結金属
繊維布の圧縮性によって、フィルタ素子の外方への高温ガス又は液体の漏れを、
完全に防げなくても、可能な限り小さくするように密封することができ、非濾過
液体又はガスのバイパスを防ぐことができる。
【００１１】
場合によっては、フィルタ素子は第２外壁内に取付けられるとよい。第２外壁
はフィルタ素子の外壁に密着嵌合される。この構成によって、焼結金属繊維布を
介する外壁から外側への偶発的な漏れを防ぐことができる。
はフィルタ素子の外壁に密着嵌合される。この構成によって、焼結金属繊維布を
介する外壁から外側への偶発的な漏れを防ぐことができる。
【００１２】
内側襞開口は、曲げ加工の形態によって設けられないこともあるが、通常は設
けられ、この場合、襞が開口芯領域内に延びる。後者の場合、すなわち、内側襞
開口が設けられた場合、その内側襞開口は、焼結金属繊維布を内壁に溶接又は接
着することによって、閉鎖する必要がある。外壁の場合と同様に、２つの部分、
すなわち、上部と下部を含む内壁を用いてもよい。襞付き焼結金属繊維布の内端
は上部と下部の間に形成された波部の間に挟み込まれ、接着又は溶接によって接
合される。非濾過液体又はガスの焼結金属繊維布を介する内壁から外方への偶発
的なバイパスを防ぐために、第２内壁を付加的に用いてもよい。
けられ、この場合、襞が開口芯領域内に延びる。後者の場合、すなわち、内側襞
開口が設けられた場合、その内側襞開口は、焼結金属繊維布を内壁に溶接又は接
着することによって、閉鎖する必要がある。外壁の場合と同様に、２つの部分、
すなわち、上部と下部を含む内壁を用いてもよい。襞付き焼結金属繊維布の内端
は上部と下部の間に形成された波部の間に挟み込まれ、接着又は溶接によって接
合される。非濾過液体又はガスの焼結金属繊維布を介する内壁から外方への偶発
的なバイパスを防ぐために、第２内壁を付加的に用いてもよい。
【００１３】
開口芯領域を閉じる変更例として、開口芯領域の径と少なくとも等しい外径を
有する焼結金属繊維管を用いる方法が挙げられる。この焼結金属繊維管は開口芯
領域内に挿入される。次いで、焼結金属繊維管は、１つ以上の円筒状又は円錐状
要素によって内側襞開口の端部に押し付けられる。これは、焼結金属繊維管の内
径よりもわずかに大きい外径を有する円筒又は管を焼結金属繊維管内に挿入する
ことにより可能である。必要に応じて、この円筒又は管に別の端部品を、例えば
、螺合によって取付けることによって円筒又は管を固定するとよい。
有する焼結金属繊維管を用いる方法が挙げられる。この焼結金属繊維管は開口芯
領域内に挿入される。次いで、焼結金属繊維管は、１つ以上の円筒状又は円錐状
要素によって内側襞開口の端部に押し付けられる。これは、焼結金属繊維管の内
径よりもわずかに大きい外径を有する円筒又は管を焼結金属繊維管内に挿入する
ことにより可能である。必要に応じて、この円筒又は管に別の端部品を、例えば
、螺合によって取付けることによって円筒又は管を固定するとよい。
【００１４】
さらに好適な変更例として、２つのわずかに傾斜する円錐部品を、それぞれ、
焼結金属繊維管の各側部に小径部を焼結金属繊維管の内側に向けて挿入してもよ
い。円錐部品の円錐形状は、円錐部品の最小径が焼結金属繊維管の内径よりも小
さく、円錐部品の最大径が焼結金属繊維管の内径よりも大きくなるように選択さ
れる。円錐部品の高さは、焼結金属繊維管の長さの半分に設定される。２つの円
錐部品は、それらが焼結金属線管内の中間部において接触するまで焼結金属繊維
管内に押し込められ、その状態で、例えば、プレス加工、溶接、又は接着によっ
て互いに接合される。円錐部品によって、焼結金属繊維管は外方に押し広げられ
、内側襞開口と接触し、部分的にその内側襞開口内に押し込められる。焼結金属
繊維布の内側襞開口は、焼結金属繊維管によって閉鎖かつ密封される。
焼結金属繊維管の各側部に小径部を焼結金属繊維管の内側に向けて挿入してもよ
い。円錐部品の円錐形状は、円錐部品の最小径が焼結金属繊維管の内径よりも小
さく、円錐部品の最大径が焼結金属繊維管の内径よりも大きくなるように選択さ
れる。円錐部品の高さは、焼結金属繊維管の長さの半分に設定される。２つの円
錐部品は、それらが焼結金属線管内の中間部において接触するまで焼結金属繊維
管内に押し込められ、その状態で、例えば、プレス加工、溶接、又は接着によっ
て互いに接合される。円錐部品によって、焼結金属繊維管は外方に押し広げられ
、内側襞開口と接触し、部分的にその内側襞開口内に押し込められる。焼結金属
繊維布の内側襞開口は、焼結金属繊維管によって閉鎖かつ密封される。
【００１５】
本発明のフィルタ素子における焼結金属繊維布の襞加工と曲げ加工の構成が非
自明性を有していることは当業者にとっては容易に理解されることである。
自明性を有していることは当業者にとっては容易に理解されることである。
【００１６】
他の布状フィルタ媒体、例えば、フィルターペーパと比較して、焼結金属繊維
布は襞加工のあとに曲げ加工を施すのは著しく困難である。襞付き焼結金属繊維
布の外端は外方に無制御の状態で移動する傾向にある。
布は襞加工のあとに曲げ加工を施すのは著しく困難である。襞付き焼結金属繊維
布の外端は外方に無制御の状態で移動する傾向にある。
【００１７】
フィルタ素子の不良品を避けるために、襞加工と曲げ加工が完了すると同時に
、可能な限り非機械的な手段を用いて、外側襞開口を閉鎖し、襞付き焼結金属繊
維布を外壁に接合させるのが好ましい。その結果、フィルタ素子の後続の処理及
びフィルタ素子の使用時において襞の形状を固定することができる。簡素化の観
点から、２つの波状部を含む外壁を用いる方法が好ましい。
、可能な限り非機械的な手段を用いて、外側襞開口を閉鎖し、襞付き焼結金属繊
維布を外壁に接合させるのが好ましい。その結果、フィルタ素子の後続の処理及
びフィルタ素子の使用時において襞の形状を固定することができる。簡素化の観
点から、２つの波状部を含む外壁を用いる方法が好ましい。
【００１８】
フィルタ素子は、種々の幾何学的形状が可能であるが、円形の外壁と（必要に
応じて設けられる）内壁を有するような幾何学的形状が好ましい。
応じて設けられる）内壁を有するような幾何学的形状が好ましい。
【００１９】
本発明のフィルタ素子は、襞が互いに平行に延びるフィルタ素子と比較して、
より高い単位容積当たりのフィルタ表面を有している。
より高い単位容積当たりのフィルタ表面を有している。
【００２０】
０．２５ｍｍ2/ｍｍ3よりも高いフィルタ表面/容積比を得ることができる。好
ましくは、適切な圧力降下と濾過特性を維持しながら、０．３ｍｍ2/ｍｍ3より
も高い、又は０．５ｍｍ2/ｍｍ3よりさえも高いフィルタ表面/容積比を得ること
ができる。
ましくは、適切な圧力降下と濾過特性を維持しながら、０．３ｍｍ2/ｍｍ3より
も高い、又は０．５ｍｍ2/ｍｍ3よりさえも高いフィルタ表面/容積比を得ること
ができる。
【００２１】
他の利点は、フィルタ素子の入口と出口を襞が延びる中心軸の上側と下側に配
置する場合、全フィルタ面にわたって液体又はガスのすぐれた分布が得られ、フ
ィルタ素子の全体にわたってもっと低い圧力降下を得られる点にある。
置する場合、全フィルタ面にわたって液体又はガスのすぐれた分布が得られ、フ
ィルタ素子の全体にわたってもっと低い圧力降下を得られる点にある。
【００２２】
焼結金属繊維布と金属製の内外壁を用いる他の利点は、これら３つの要素を溶
接によって互いに接合できる点にある。これらの要素を接着剤によって接合した
場合、接合による密封は、異なる熱膨張係数又は熱的又は機械的な衝撃によって
より容易に破断される。
接によって互いに接合できる点にある。これらの要素を接着剤によって接合した
場合、接合による密封は、異なる熱膨張係数又は熱的又は機械的な衝撃によって
より容易に破断される。
【００２３】
フィルタ素子の具体的な使用に関して、適切な濾過特性を得るために、種々の
異なった焼結金属繊維布を用いることができる。ステンレス鋼焼結布が好ましい
。ステンレス鋼繊維は、例えば、バンドル引抜法又は切削法によって得られ、そ
の繊維等価径は１μｍから１００μｍの範囲にあってもよい。必要に応じて、焼
結金属繊維布の異なる層を互いに積層して用いてもよい。金属繊維を構成する合
金の種類はフィルタ素子の作動環境に対する耐性を基準にして選択される。３６
０℃までの温度に対する耐性が必要な場合は、ＡＩＳＩ３１６Ｌ等のＡＩＳＩ３
００型の合金からなるステンレス鋼繊維が好ましく用いられる。５００℃までの
温度及び５６０℃までの温度に対する耐性が必要な場合は、インコネル（登録商
標）６０１等のインコネル（登録商標）型合金及びハステロイ（登録商標）ＨＲ
等のハステロイ（登録商標）型合金に基づく繊維がそれぞれ好ましく用いられる
。１０００℃までさらにそれ以上の温度に対する耐性が必要な場合、Ｆｅ−Ｃｒ
−Ａｌ合金に基づく繊維が選択されるとよい。
異なった焼結金属繊維布を用いることができる。ステンレス鋼焼結布が好ましい
。ステンレス鋼繊維は、例えば、バンドル引抜法又は切削法によって得られ、そ
の繊維等価径は１μｍから１００μｍの範囲にあってもよい。必要に応じて、焼
結金属繊維布の異なる層を互いに積層して用いてもよい。金属繊維を構成する合
金の種類はフィルタ素子の作動環境に対する耐性を基準にして選択される。３６
０℃までの温度に対する耐性が必要な場合は、ＡＩＳＩ３１６Ｌ等のＡＩＳＩ３
００型の合金からなるステンレス鋼繊維が好ましく用いられる。５００℃までの
温度及び５６０℃までの温度に対する耐性が必要な場合は、インコネル（登録商
標）６０１等のインコネル（登録商標）型合金及びハステロイ（登録商標）ＨＲ
等のハステロイ（登録商標）型合金に基づく繊維がそれぞれ好ましく用いられる
。１０００℃までさらにそれ以上の温度に対する耐性が必要な場合、Ｆｅ−Ｃｒ
−Ａｌ合金に基づく繊維が選択されるとよい。
【００２４】
等価（エクィバレント）径は、当該繊維の径方向に切断した断面の表面積と同
一の径方向に切断した断面の表面積を有する仮想円繊維の径として定義される。
一の径方向に切断した断面の表面積を有する仮想円繊維の径として定義される。
【００２５】
本発明のフィルタ素子は、燃焼エンジンの排気ガスを濾過するのに用いられ、
例えば、排気ガス中の煤煙粒子を捕獲するのに用いられる。本発明のフィルタ素
子は、例えば、燃焼エンジンの排気システムにおいて、触媒を担持する要素とし
て用いられる。
例えば、排気ガス中の煤煙粒子を捕獲するのに用いられる。本発明のフィルタ素
子は、例えば、燃焼エンジンの排気システムにおいて、触媒を担持する要素とし
て用いられる。
【００２６】
［発明の好適な実施例の説明］
以下、添付の図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２７】
本発明によるフィルタ素子の一実施例は以下のステップによって製造される。
【００２８】
図１に示されるように、矩形の焼結金属繊維布１１はコンサーティナ（手風琴
の一種）状に襞加工される。２つの直線状端１２と１３は、矢印１４に示される
ように互いに向かって曲げられる。直線状端１２と１３は、接着、締付け、又は
抵抗溶接等の溶接によって互いに接合される。図２に示されるように、閉鎖円形
のコンサーティナ状の襞付き焼結金属繊維布が得られ、この繊維布は中心軸２２
から外側に延びる折り目線２１と、外側襞開口２４と、内側襞開口２３と、芯領
域２５を含んむ。２つの焼結金属繊維壁２７によって、各襞２６が画成される。
焼結金属繊維布は、襞加工及び曲げ加工によって形成された波形状を有する内端
２９と外端２８を有している。
の一種）状に襞加工される。２つの直線状端１２と１３は、矢印１４に示される
ように互いに向かって曲げられる。直線状端１２と１３は、接着、締付け、又は
抵抗溶接等の溶接によって互いに接合される。図２に示されるように、閉鎖円形
のコンサーティナ状の襞付き焼結金属繊維布が得られ、この繊維布は中心軸２２
から外側に延びる折り目線２１と、外側襞開口２４と、内側襞開口２３と、芯領
域２５を含んむ。２つの焼結金属繊維壁２７によって、各襞２６が画成される。
焼結金属繊維布は、襞加工及び曲げ加工によって形成された波形状を有する内端
２９と外端２８を有している。
【００２９】
図２に示されるように襞加工された焼結金属繊維布は変形しがちである。外端
２８は径方向において中心軸２２から離れる傾向にある。このような外端２８の
外側への変形によって、焼結金属繊維壁に欠陥が生じ、フィルタ素子の機能不能
をもたらすことがある。このような欠陥はいったん生じると、完全に除去するこ
とができない。
２８は径方向において中心軸２２から離れる傾向にある。このような外端２８の
外側への変形によって、焼結金属繊維壁に欠陥が生じ、フィルタ素子の機能不能
をもたらすことがある。このような欠陥はいったん生じると、完全に除去するこ
とができない。
【００３０】
このような変形を避けるには、焼結金属繊維布の外端２８をフィルタ素子の外
壁に接合させるだけで十分であることが判明している。すなわち、外端２８を外
壁に接合することによって、後のフィルタ操作中に襞の形状が変化しないように
襞の形状を十分固定することができる。
壁に接合させるだけで十分であることが判明している。すなわち、外端２８を外
壁に接合することによって、後のフィルタ操作中に襞の形状が変化しないように
襞の形状を十分固定することができる。
【００３１】
襞の形状を固定するための１つの好適な方法が図３に示されている。襞付き焼
結金属繊維布の外端２８が外壁３３の上部３１及び下部３２の間に挟み込まれる
。上部と下部は、各々、その一側部が襞付き焼結金属繊維布の外端２８の波形状
と同じ波形状に形成されている。上部３１と外端２８と下部３２は、互いに押圧
されて取付けられている。それらは接着又は溶接によって互いに永久的に接合さ
れている。この接着又は溶接は、好ましくは外壁３３の外側においてなされると
よい。
結金属繊維布の外端２８が外壁３３の上部３１及び下部３２の間に挟み込まれる
。上部と下部は、各々、その一側部が襞付き焼結金属繊維布の外端２８の波形状
と同じ波形状に形成されている。上部３１と外端２８と下部３２は、互いに押圧
されて取付けられている。それらは接着又は溶接によって互いに永久的に接合さ
れている。この接着又は溶接は、好ましくは外壁３３の外側においてなされると
よい。
【００３２】
図４に示されるように、外壁の周囲において、焼結金属繊維布の外端２８の波
形状に沿って、又は上部と下部を複数回横切って外壁の周囲に延びる円４１に沿
って、レーザ溶接、プラズマ溶接、ＴＩＧ溶接、又は抵抗溶接が施されるとよい
。
形状に沿って、又は上部と下部を複数回横切って外壁の周囲に延びる円４１に沿
って、レーザ溶接、プラズマ溶接、ＴＩＧ溶接、又は抵抗溶接が施されるとよい
。
【００３３】
ガス又は液体の焼結金属繊維布を介する外壁からの偶発的な漏れを防ぐために
、第２外壁４２が設けられるとよい。フィルタ素子は、圧入によって、第２外壁
４２内に密着嵌合される。なお、焼結金属繊維布の外端２８が外壁の上下部によ
ってすでに圧縮されているので、漏れの可能性はすでに低減されている。
、第２外壁４２が設けられるとよい。フィルタ素子は、圧入によって、第２外壁
４２内に密着嵌合される。なお、焼結金属繊維布の外端２８が外壁の上下部によ
ってすでに圧縮されているので、漏れの可能性はすでに低減されている。
【００３４】
図５に示されるように、内側襞開口が設けられている場合、その内側襞開口も
同様に閉鎖することができる。内端２９は内壁５３の上部５１と下部５２の間に
挟み込まれる。上部と下部は、各々、その一側部が襞付き焼結金属繊維布の内端
２９の波形状と同じ波形状に形成されている。上部５１と内端２９と下部５２は
、互いに押圧されて取付けられている。それらは、接着又は溶接によって互いに
永久的に接合されている。この接着又は溶接は、好ましくは内壁５３の内側にお
いてなされるとよい。第２内壁を内壁に密着嵌合させることによって、ガス又は
液体の内壁からの漏れをさらに防ぐことができる。
同様に閉鎖することができる。内端２９は内壁５３の上部５１と下部５２の間に
挟み込まれる。上部と下部は、各々、その一側部が襞付き焼結金属繊維布の内端
２９の波形状と同じ波形状に形成されている。上部５１と内端２９と下部５２は
、互いに押圧されて取付けられている。それらは、接着又は溶接によって互いに
永久的に接合されている。この接着又は溶接は、好ましくは内壁５３の内側にお
いてなされるとよい。第２内壁を内壁に密着嵌合させることによって、ガス又は
液体の内壁からの漏れをさらに防ぐことができる。
【００３５】
内側襞開口を閉鎖する変更例が図６に示されている。焼結金属繊維管６１が開
口芯領域２５内に挿入される。焼結金属繊維管の外径は少なくとも開口芯領域の
径に等しく設定される。２つのわずかに傾斜した円錐部品６２と６３が、それら
の最小径側が焼結金属繊維管の内部に入り込むように、焼結金属繊維管内に挿入
される。この最小径部は、焼結金属繊維管の内径よりもわずかに小さく設定され
ている。円錐部品の最大径部は、焼結金属繊維管の内径よりもわずかに大きく設
定されている。２つの円錐部品の最小端面６４は焼結金属繊維管内の略中間部に
おいて接触し、これらの円錐部品は、例えば、溶接、接着、又はプレス加工によ
って互いに接合される。フィルタ素子の入口に向けられている部品６３の上部６
５は、流れ分布をさらに改善するために、円錐状に形成されるとよい。円錐部品
の圧入によって、焼結金属繊維管は部分的に襞開口に押し付けられ、その状態で
円錐部品の端部が焼結金属繊維管の内側に固定されるので、襞開口を閉鎖するこ
とができる。
口芯領域２５内に挿入される。焼結金属繊維管の外径は少なくとも開口芯領域の
径に等しく設定される。２つのわずかに傾斜した円錐部品６２と６３が、それら
の最小径側が焼結金属繊維管の内部に入り込むように、焼結金属繊維管内に挿入
される。この最小径部は、焼結金属繊維管の内径よりもわずかに小さく設定され
ている。円錐部品の最大径部は、焼結金属繊維管の内径よりもわずかに大きく設
定されている。２つの円錐部品の最小端面６４は焼結金属繊維管内の略中間部に
おいて接触し、これらの円錐部品は、例えば、溶接、接着、又はプレス加工によ
って互いに接合される。フィルタ素子の入口に向けられている部品６３の上部６
５は、流れ分布をさらに改善するために、円錐状に形成されるとよい。円錐部品
の圧入によって、焼結金属繊維管は部分的に襞開口に押し付けられ、その状態で
円錐部品の端部が焼結金属繊維管の内側に固定されるので、襞開口を閉鎖するこ
とができる。
【００３６】
好ましい一実施例として、図６に示される構造と同様の構造を備えるが、異な
る寸法を有するフィルタ素子を製造した。表１に示されるように、本フィルタ素
子は、高フィルタ表面/容積比（Ｒ１）及び高媒体容積/フィルタ容積比（Ｒ２）
を有していた。フィルタ媒体として、等価径が３５μｍのステンレス鋼繊維から
なる焼結金属繊維布を用いた。焼結金属繊維布の厚みは１．２５ｍｍである。
る寸法を有するフィルタ素子を製造した。表１に示されるように、本フィルタ素
子は、高フィルタ表面/容積比（Ｒ１）及び高媒体容積/フィルタ容積比（Ｒ２）
を有していた。フィルタ媒体として、等価径が３５μｍのステンレス鋼繊維から
なる焼結金属繊維布を用いた。焼結金属繊維布の厚みは１．２５ｍｍである。
【００３７】
【表１】
【００３８】
フィルタ表面/容積比（Ｒ１）は、フィルタ媒体の全表面積をフィルタ面（又
はフィルタ媒体）が含まれるフィルタ素子の全容積で割った値である。
はフィルタ媒体）が含まれるフィルタ素子の全容積で割った値である。
【００３９】
媒体容積/フィルタ容積比（Ｒ２）は、フィルタ媒体の全容積をフィルタ面（
又はフィルタ媒体）が含まれるフィルタ素子の全容積で割った値である。
又はフィルタ媒体）が含まれるフィルタ素子の全容積で割った値である。
【００４０】
本発明のフィルタ素子を得るための襞付き焼結金属繊維布の変更例が図７と図
８に示されている。直線状端部１２は端部分７１と７２に二等分され、直線状端
部１３は端部分７３と７４に二等分されている。端部分７１及び７２は互いに向
かって曲げられ、例えば、溶接又は接着によって互いに接合される。端部分７３
及び７４も互いに向かって曲げられ、溶接、締付け、又は接着によって互いに接
合される。
８に示されている。直線状端部１２は端部分７１と７２に二等分され、直線状端
部１３は端部分７３と７４に二等分されている。端部分７１及び７２は互いに向
かって曲げられ、例えば、溶接又は接着によって互いに接合される。端部分７３
及び７４も互いに向かって曲げられ、溶接、締付け、又は接着によって互いに接
合される。
【００４１】
この変更例における襞付き焼結金属繊維布は、閉鎖されるべき内側襞開口を有
していない。襞は、中心軸２２から外側に向かって延びる折り目線２１を有して
いる。この実施例もまた変形する傾向にある。外側襞開口８２を閉じることによ
って襞形状を固定することができる。外側襞開口８２の閉鎖は、溶接又は接着に
よって外端８３を外壁に接合するか、又は前述したように、外端８３を外壁の２
つの部分間に挟み込むことによってなされる。
していない。襞は、中心軸２２から外側に向かって延びる折り目線２１を有して
いる。この実施例もまた変形する傾向にある。外側襞開口８２を閉じることによ
って襞形状を固定することができる。外側襞開口８２の閉鎖は、溶接又は接着に
よって外端８３を外壁に接合するか、又は前述したように、外端８３を外壁の２
つの部分間に挟み込むことによってなされる。
【００４２】
異なった外形を有する他の実施例が同様に実現可能であることは当業者にとっ
て容易に理解されることである。そのような他の実施例において、焼結金属繊維
布は矩形でなくてもよく、また襞付き焼結金属繊維布が曲げられる前の状態にお
いてすべての襞は互いに平行でなくてもよい。「直線状端」という用語は、互い
に向かって曲げられかつ接合される焼結金属繊維布の端部の一部として理解され
るものである。
て容易に理解されることである。そのような他の実施例において、焼結金属繊維
布は矩形でなくてもよく、また襞付き焼結金属繊維布が曲げられる前の状態にお
いてすべての襞は互いに平行でなくてもよい。「直線状端」という用語は、互い
に向かって曲げられかつ接合される焼結金属繊維布の端部の一部として理解され
るものである。
【００４３】
本発明のフィルタ素子は、好ましくは、襞付き焼結金属繊維布の中心軸と直線
的に並ぶような入口及び出口を有するフィルタシステムに用いられる。濾過され
る液体及びガスは、主にこの中心軸の方向に流れる。流れ方向に変化がないので
、フィルタ素子の全体にわたって圧力降下が小さい。さらに、フィルタ素子に集
合する液体又はガスの流れが焼結金属繊維布のすべての襞内に向けられるので、
好ましい濾過域を有するフィルタ素子を提供することができる。また、フィルタ
素子の全面が均一なフィルタ面として機能するので、濾過能力を改善することが
できる。
的に並ぶような入口及び出口を有するフィルタシステムに用いられる。濾過され
る液体及びガスは、主にこの中心軸の方向に流れる。流れ方向に変化がないので
、フィルタ素子の全体にわたって圧力降下が小さい。さらに、フィルタ素子に集
合する液体又はガスの流れが焼結金属繊維布のすべての襞内に向けられるので、
好ましい濾過域を有するフィルタ素子を提供することができる。また、フィルタ
素子の全面が均一なフィルタ面として機能するので、濾過能力を改善することが
できる。
【００４４】
フィルタ素子の使用中、襞は最初に導入された形状に保持される。焼結金属繊
維布を外壁に接合させる本発明の構成によって、フィルタの使用による襞の崩壊
を防ぐことができる。
維布を外壁に接合させる本発明の構成によって、フィルタの使用による襞の崩壊
を防ぐことができる。
【図１】
焼結金属繊維布の襞付き帯片（ストリップ）を示す図である。
【図２】
コンサーティナ状に襞加工及び曲げ加工された焼結金属繊維布を示す図である
。
。
【図３】
外壁の２つの部分間に挟み込まれた焼結金属繊維布を示す図である。
【図４】
第２外壁に圧入によって密着嵌合された本発明のフィルタ素子を示す図である
。
。
【図５】
焼結金属繊維布を挟み込む２つの部分を含む内壁を示す図である。
【図６】
焼結金属繊維管と２つの円筒部品による内側襞の閉鎖状態を示す図である。
【図７】
焼結金属繊維布の他の襞付き帯片を示す図である。
【図８】
焼結金属繊維布を曲げる別の方法を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ
，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，
ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ
，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，
ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ
Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ
，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Ｆターム(参考） 3G090 AA01
3G091 AB01 AB13 GB01X
4D019 AA01 AA03 BA02 BB06 BC07
CA02 CB04
Claims (14)
- 【請求項１】 外壁と折り目線に沿って襞加工された焼結金属繊維布とを含
んでなる高温ガス又は高温液体を濾過するフィルタ素子であって、 上記襞付き焼結金属繊維布が外端と中心軸を有する形状に曲げ加工され、上記
折り目線が該中心軸の径方向から上記フィルタ素子の外壁に向かって延びること
を特徴とするフィルタ素子。 - 【請求項２】 上記襞付き焼結金属繊維布の外端が、上記フィルタ素子の外
壁に溶接される請求項１に記載のフィルタ素子。 - 【請求項３】 上記外壁が、上部と下部とを含み、該上部と下部の各々は、
その一側部が上記焼結金属繊維布の外端の波形状に対応する形状に形成され、該
襞付き焼結金属繊維布の外端は該外壁の上部と下部の間に挟み込まれる請求項１
に記載のフィルタ素子。 - 【請求項４】 上記上部と上記焼結金属繊維布の外端と上記下部が、上記外
壁の外側において互いに溶接される請求項３に記載のフィルタ素子。 - 【請求項５】 襞が上記襞付き焼結金属繊維布の内端における開口芯領域に
延び、焼結金属繊維管が該焼結金属繊維布の内端に対して押しつけられる請求項
１〜４のいずれかに記載のフィルタ素子。 - 【請求項６】 襞が上記襞付き焼結金属繊維布の内端における開口芯領域に
延び、焼結金属繊維管が該焼結金属繊維布の内端に対して２つの円錐部品によっ
て押しつけられ、該２つの円錐部品の各々は、その最小径側が該焼結金属繊維管
の内部に入り込むように、該焼結金属繊維管の各端部に挿入され、該２つの円錐
部品が互いに接合される請求項５に記載のフィルタ素子。 - 【請求項７】 第２外壁が上記外壁に密着嵌合される請求項１〜６のいずれ
かに記載のフィルタ素子。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタ素子を用いる煤煙
粒子用フィルタ。 - 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタ素子を用いる触媒
担体。 - 【請求項１０】 フィルタ素子の製造方法であって、 焼結金属繊維布を襞加工するステップと、 上記襞付き焼結金属繊維布を、中心軸から外方に延びる折り目線が得られるよ
うに、直線状の両端部を互いに接触させるように曲げ加工するステップと、 上記直線状端部を結合するステップと、 上記焼結金属繊維布の外端を上記フィルタ素子の外壁に接合させるステップと
、 内側襞開口が形成されている場合は、上記焼結金属繊維布の内端を上記フィル
タ素子の内壁に接合させることによって、上記内側襞開口を閉じるステップと、 を含んでなる方法。 - 【請求項１１】 フィルタ素子の製造方法であって、 焼結金属繊維布を襞加工するステップと、 上記襞付き焼結金属繊維布を、中心軸から外方に延びる折り目線が得られるよ
うに、直線状の両端部を互いに接触させるように曲げ加工するステップと、 上記直線状端部を結合するステップと、 上記焼結金属繊維布の外端を上記フィルタ素子の外壁の上部と下部の間に挟み
込むステップであって、該外壁の上部と下部の各々を、その一側部が該焼結金属
繊維布の外端の波形状に対応する形状に形成するステップと、 内側襞開口が形成されている場合は、上記焼結金属繊維布の内端を上記フィル
タ素子の内壁に接合させることによって、上記内側襞開口を閉じるステップと、 を含んでなる方法。 - 【請求項１２】 フィルタ素子の製造方法であって、 焼結金属繊維布を襞加工するステップと、 上記襞付き焼結金属繊維布を、中心軸から外方に延びる折り目線が得られ、か
つ内側襞開口と開口芯領域が形成されるように、直線状の両端部を互いに接触さ
せるように曲げ加工するステップと、 上記直線状端部を結合するステップと、 上記焼結金属繊維布の外端を上記フィルタ素子の外壁の上部と下部の間に挟み
込むステップであって、該外壁の上部と下部の各々を、その一側部が該焼結金属
繊維布の外端の波形状に対応する形状に形成するステップと、 上記中心芯領域の径と等しいか又はそれよりも大きい外径を有する焼結金属繊
維管を上記開口芯領域内に挿入するステップと、 １つ以上の円筒又は円錐要素を上記焼結金属繊維管に挿入し、該焼結金属管を
上記内側襞開口に押し付けるステップと、 を含んでなる方法。 - 【請求項１３】 フィルタ素子の製造方法であって、 焼結金属繊維布を襞加工するステップと、 上記襞付き焼結金属繊維布を、中心軸から外方に延びる折り目線が得られ、か
つ内側襞開口と開口芯領域が形成されるように、直線状の両端部を互いに接触さ
せるように曲げ加工するステップと、 上記直線状端部を結合するステップと、 上記焼結金属繊維布の外端を上記フィルタ素子の外壁の上部と下部の間に挟み
込むステップであって、該外壁の上部と下部の各々を、その一側部が該焼結金属
繊維布の外端の波形状に対応する形状に形成するステップと、 上記中心芯領域の径と少なくとも等しい外径を有する焼結金属繊維管を上記開
口芯領域内に挿入するステップと、 ２つのわずかに傾斜した円錐部品を、その最小径側が上記焼結金属繊維管の内
部に入り込むように、該焼結金属繊維管内に挿入するステップであって、該円錐
部品が、該焼結金属繊維管の内径よりもわずかに小さい最小径と、該焼結金属繊
維管の内径よりもわずかに大きい最大径と、該焼結金属繊維管の長さの半分に相
当する高さを有するステップと、 上記２つの円錐部品の最小径側を上記焼結金属繊維管の中央部において溶接に
よって互いに接合するステップと、 を含んでなる方法。 - 【請求項１４】 第２外壁を上記外壁の周囲に密着嵌合させるステップをさ
らに含んでなる請求項１０又は請求項１３に記載のフィルタ素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| EP00200624.5 | 2000-02-23 | ||
| EP00200624 | 2000-02-23 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| CA (1) | CA2397930A1 (ja) |
| WO (1) | WO2001062365A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003523279A (ja) * | 2000-02-23 | 2003-08-05 | ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム | フィルタ素子 |
Families Citing this family (8)
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|---|---|---|---|---|
| KR100640925B1 (ko) * | 2000-07-26 | 2006-11-02 | 엘지전자 주식회사 | 원형 에어필터 결합체 |
| TWI273920B (en) * | 2004-09-24 | 2007-02-21 | Fujifilm Corp | Dope filtering method and solution casting method using the dope |
| ATE517571T1 (de) * | 2005-08-26 | 2011-08-15 | Miele & Cie | Verfahren zur behandlung von staub und vorrichtungen zur durchführung eines solchen verfahrens |
| US8828325B2 (en) | 2007-08-31 | 2014-09-09 | Caterpillar Inc. | Exhaust system having catalytically active particulate filter |
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