JP2010531731A - ろ過用媒体パック、フィルタエレメント、および方法 - Google Patents
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Abstract
単一フェーサ媒体の複数の層を持つろ過用媒体パックを提供する。単一フェーサ媒体の層は、ひだ付きシートと、対面シートと、ひだ付きシートと対面シートとの間に伸びていて、かつろ過用媒体パックの第1面からろ過用媒体パックの第2面まで伸びている縦溝流路長を持つ複数の縦溝流路とを含む。流体がろ過用媒体パックの第1面または第2面のうちの1つの面に流入し、ろ過用媒体パックの第1面または第2面のうちの他の面に流出する流体の通過が、媒体を貫通して流体をろ過するように、複数の縦溝流路の第1部分は、流入しようとするろ過されていない流体に対して閉じていて、複数の縦溝流路の第2部分は、流出しようとするろ過されていない流体に対して閉じている。一般的に使用されるZ型媒体パックと比べて増加したろ過媒体を持つろ過用媒体パックを提供することができる。ろ過のために利用可能なろ過用媒体の量を増加させるための技術は、縦溝流路の密度を増加させること、マスキングを抑ること、縦溝流路の幅対高さの比を調整すること、縦溝流路の密度を増加させること、縦溝流路の形状を調整すること、およびプラグの長さを減少することを含む。また、初期圧力損失を抑えながら性能を向上させる技術を提供する。ろ過用媒体パックを含むフィルタエレメントを提供する。フィルタエレメントは、ろ過用媒体パックの周囲の周囲に伸びているシール部材を含む。ろ過用媒体パックを製造する方法とろ過用媒体パックを使用する方法を提供する。
Description
本出願は、米国以外の全ての国を指定国とする出願人である米国国内企業であるドナルドソン会社と、米国のみを指定国とする出願人である米国人のグレイ J.ロックリッツとミング オウヤングと、インド人のアニタ M.マシィユの名において、国際特許出願として2008年6月26日に出願されたものであり、2007年6月26日に米国特許庁に出願された米国仮特許出願第60/937,162号の優先権を主張するものである。米国仮特許出願第60/937,162号の全体の開示は本明細書にその全体が合体される。
空気や液体などの流体は、その中に汚染物質を含む。多くの例では、流体から汚染物質の少しまたは全てをろ過することは好ましい。例えば、動力車または発電装置のエンジンへの空気流、ガスタービンシステムへのガス流れ、および様々な燃焼炉への空気流は、その中にろ過すべき粒子状汚染物質を含む。また、エンジン潤滑油システム、液圧システム、冷却システムまたは燃料システムの液体流は、ろ過すべき汚染物質を含み得る。そのようなシステムに対して、選択された汚染物質を流体から除去する(または流体中のレベルを低減する)ことは好ましい。汚染物質削減のためにさまざまな流体フィルタ(空気あるいは液体フィルタ)構成物が開発されてきた。しかしながら、一般に、継続的な改良が求められる。
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パックの断面積)
ここで、チェンネルの数は、計数されたものであり、Z型媒体パックの断面積は、測定されたものである。さらに、ろ過用媒体パックは、
(i)複数の縦溝流路の第1部分あるいは複数の縦溝流路の第2部分のうちの少なくとも1つは、7mm未満の平均プラグ長さでプラグ(栓)をすることにより閉じているか、
(ii)2.5より大きい縦溝流路の幅対高さの比か、
(iii)0.4未満の縦溝流路の幅対高さの比か、
のうちの少なくとも1つを示すことができる。
ひだ付フィルタ媒体(fluted filter media)は、さまざまな方法で流体フィルタ構造物を提供するために使用することができる。よく知られた1つの形態は、Z型フィルタ構造物である。本明細書で使用する用語「Z型フィルタ構造物(z-filter construction)」または「Z型フィルタ媒体(z-filter media)」は、フィルタ構造物を指すことを意味する。この構造物では、波形に加工した、折り曲げた、ひだ付きの、または、別の方法で形成されたフィルタ縦溝流路のうちの1つの縦溝流路が、媒体を通過する流体流れの長手方向のフィルタの縦溝流路を画定するために使用されることを意味する。この流体は、媒体の流入端部と流出端部(または、流れ面)の間で縦溝流路に沿って流れる。Z型フィルタ媒体のいくつかの実施例は、米国特許第5,820,646号、米国特許第5,772,883号、米国特許第5,902,364号、米国特許第5,792,247号、米国特許第5,895,574号、米国特許第6,210,469号、米国特許第6,190,432、米国特許第6,350,296号、米国特許第6,179,890号、米国特許第6,235,195号、意匠第399,944号、意匠第428,128号、意匠第396,098号、意匠第398,046号、意匠第437,401号で提供される。これら15の引用文献は、引用により本明細書に合体する。
媒体うねり率=((1/2)D2−CL)×100/CL
の式によって決定できる。
Z型媒体の文脈において、マスキングは、ひだ付きシートと対面シートとの間の近接領域を指し、この領域では、実質的に圧力差が不足し、フィルタ媒体を使用するとき、有用なフィルタ媒体の不足をもたらす。一般に、マスキングされた媒体は、フィルタ媒体のろ過性能を実質的に高めるためには有用ではない。従って、マスキングを低減することにより、ろ過に利用できるフィルタ媒体量を増加し、フィルタ媒体の容量を増加し、フィルタ媒体のスループットを増加し、フィルタ媒体の圧力損失を低減することは好ましいし、これらのいくつかまたは全部を行うことは、好ましい。
ろ過性能は、ろ過に利用可能なフィルタ媒体量を増加させることによって高めることができる。マスキングを低減することは、ろ過に利用可能な媒体表面積を増加させる技術であると考えられる。
縦溝流路の幅対高さの比=D1/J
の式で表わされる。縦溝流路の周期長さ(幅)D1や縦溝流路の高さJなどの測定距離は、平均がフィルタ媒体のために各縦溝流路の端部から20%以内で縦溝流路の長さに沿ってフィルタ媒体の平均値として特徴付けられる。従って、距離は、縦溝流路の端部から離れて測定できる。縦溝流路の端部は、通常は、密封材または封止を有する。縦溝流路の封止で計算された縦溝流路の幅対高さの比は、ろ過が行われているところの縦溝流路の幅対高さの比を必ずしも表すものではない。従って、縦溝流路の幅対高さの比の測定は、縦溝流路が端部近くで閉じている場合、縦溝流路の封止の影響を除去するために、縦溝流路の端部付近の縦溝流路の長さの20%を除いた縦溝流路の全長さの平均値として提供される。「規則的な」媒体では、縦溝流路の周期長さ(幅)D1と縦溝流路の高さJが、縦溝流路の長さに沿って比較的一定になると予想される。比較的一定であることによって、縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路の封止設計が、幅対高さの比に影響を与える場合、各端部での20%の長さを除いた縦溝流路の全長さの約10%以内で変動することができることを意味する。さらに、テーパ状の縦溝流路を有する媒体などの規則的でない媒体の場合に、縦溝流路の幅対高さの比は、縦溝流路の全長さにわたって変動するかほぼ同じままで残り得る。理論的な正三角形状から離れた縦溝流路の形状を調整することによって、ろ過に利用可能な与えられた体積中の媒体量を増加することができる。従って、少なくとも約2.2、少なくとも約2.5、少なくとも2.7、または少なくとも3.0の縦溝流路の幅対高さの比を有する縦溝流路は、ろ過に利用可能な媒体の表面積を増加させることができる。さらに、約0.45未満、約0.40未満、約0.37未満、または約0.33未満の縦溝流路の幅対高さの比を有する縦溝流路の設計を提供することにより、ろ過に利用可能な媒体面積の増加を提供できる。一般に、正三角形の形状を持っている理論上の縦溝流路は、約1.6の縦溝流路の幅対高さの比を示す。
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パックの断面積)
である。フィルタエレメントの縦溝流路の密度は、フィルタエレメントの断面で開いているチャンネルと閉じているチャンネルを含むチェンネルの数を計数し、かつチェンネルの数を決定した位置でのフィルタエレメントの断面積の2倍の数で計数を割ることによって計算することができる。一般に、縦溝流路の密度は、流入面から流出面まで(または、逆も同様に)、フィルタエレメントの長さに沿って比較的一定であることが予想される。Z型媒体の断面は、(渦巻または積層)媒体の断面積を言い、フィルタエレメントの断面積を言うわけではないことを理解すべきである。フィルタエレメントは、ハウジングに係合するシース(さや)あるいはシールを持っても良い。ハウジングは、媒体の断面積より大きい断面積を持つフィルタエレメントを提供する。また、媒体の断面積は、有効面積と言う。すなわち、媒体をコアまたはマンドレルの周囲に巻く場合、コアまたはマンドレルの断面積は、Z型媒体パックの断面積の一部でない。また、チェンネルの数は、有効面積のチェンネルの数を言う。
ρ=1/((J+T)×D1)
である。単一フェーサ媒体あたりの縦溝流路の密度の方程式では、Jは縦溝流路の高さ、D1は縦溝流路の周期長さ、Tはひだ付きシートの厚さである。この代替式は、単一フェーサ媒体の縦溝流路の密度を計算するための方程式と呼ぶことができる。単一フェーサ媒体縦溝流路の密度は、単一フェーサ媒体の構成に基づいて決定される。対照的に、媒体パックの縦溝流路の密度は、組み立てられた媒体パックに基づいて決定される。
媒体パック内でろ過用に利用可能なろ過用媒体の量を増加させるための別の技術は、表1で説明されたような規格の縦溝流路の設計と比較して、ろ過用に利用可能なろ過用媒体の量を増加させる縦溝流路の形状を選択することを含む。ろ過用に利用可能なろ過用媒体の量を増加させる縦溝流路の形状を提供する1つの技術は、隣接するピーク間でリッジを形成することである。上記説明したように、隣接する複数のピークは、内部ピークと外部ピークとして特徴づけられ、内部ピークと外部ピークは、ピークが対面シートに向かう方向に面しているか、あるいは対面シートから離れる方向に面しているかどうかに依存する。図5a〜図5cにろ過性能を高めるための例示の縦溝流路の形状を示す。図5aに示す縦溝流路の形状は、「低接触(low contact)」縦溝流路の形状と呼ぶことができる。図5bと図5cに示された縦溝流路の形状は、「ゼロ歪(zero strain)」と呼ぶことができる。一般に、「低接触」は、規格Aと規格Bのひだ付き媒体と比べてひだ付きシートと対面シートとの間の接触(例えば、マスキング)の量を減少させて、対面媒体シート間のひだ付き媒体シートの量を増やす能力をいう。「ゼロ歪み」の名は、媒体上に好ましくないレベルの歪みを導入しないことにより、縦溝流路の長さに沿ってテーパ状にする縦溝流路の形状の能力をいう。一般に、媒体中の好ましくないレベルの歪み(または、伸張)は、媒体に亀裂を生じるひずみ量、または、より高いレベルの歪みに耐えられる特別な媒体を使用するひずみ量をいう。一般に、約12%より大きい歪みに耐えられる媒体は、通常は、歪みの高いレベルに耐えられる特別な媒体と考えられ、約12%までの歪みに耐えられる媒体よりも高価である。ゼロ歪みのひだ付きシートは、さらに、ひだ付きシートと対面シートとの間での接触を減少する(例えば、マスキングを抑える)ようにすることができる。
歪み=((D2max−D2min)/D2min)×100
の式で特徴付けられる。D2minは、媒体がほぐれたまたは歪みがないときの媒体距離を言い、D2maxは裂ける直前の歪みのときの媒体距離を言う。亀裂無しで最大約12%の歪み量に耐えることができるろ過用媒体は、ろ過産業で比較的一般的に使用されている。一般的に使用されるフィルタ媒体は、セルロースベースのものとして特徴付ることができる。媒体が耐えることができる歪み量を増加させるために、合成ファイバを媒体に追加することができる。その結果として、12%以上の歪み量に耐えられる媒体を使用することは、比較的高価となる。従って、媒体の歪みを最小にし、かつ12%より多い歪み量を可能にする、高価な媒体を使用せずに、縦溝流路をテーパー状とする縦溝流路の構成物を利用することは、好ましい。
縦溝流路の体積の非対称は、上流側の体積と下流側の体積の間で、フィルタエレメントあるいはフィルターカートリッジ内の体積差をいう。上流側の体積は、ろ過されていない流体(例えば、空気)を受け入れる媒体の体積をいい、下流側の体積は、ろ過された流体(例えば、空気)を受け入れる媒体の体積をいう。フィルタエレメントは、汚れた側と清浄な側とを持つものとしてさらに特徴付けることができる。一般に、フィルタ媒体の汚れた側は、ろ過されていない流体を受け入れる媒体の体積をいう。清浄な側は、汚れた側からろ過通路を通過するろ過された流体を受け入れる媒体の体積をいう。清浄な側あるいは下流側の体積より大きい汚れた側あるいは上流側の体積を有する媒体を提供することが好ましい場合がある。空気をろ過する場合、空気中の微粒子は汚れた側で堆積し、それにより、フィルタ媒体の容量は、汚れた側の体積によって決定されることが観測される。体積の非対称を提供することによって、汚れた空気を受け取るのに利用可能な媒体の体積を増加させ、それにより、媒体パック容量を増加させることは可能である。
体積の非対称=(体積上流−体積下流)×100/体積下流
によって表現できる。好ましくは、体積の非対称を示す媒体は、約10%以上、約20%以上、30%以上、および、好ましくは、約50%以上の体積の非対称を示す。縦溝流路の体積の非対称に対する例示の範囲は、約30%〜約250%、および約50%〜約200%を含む。一般に、上流側の体積が下流側の体積より大きいことは好ましい。あるいはまた、下流側の体積に対して上流側の体積を最小にするのが好ましい状況がある。例えば、安全エレメントの場合には、媒体が満杯となり破壊が上流側フィルタエレメント中で起こったことを指示するものとして、比較的素早く流れを止めるように、比較的低い上流側の体積を有する安全エレメントを提供することが好ましい。
図11〜18は、カーブした波形パターンを持つ縦溝流路の端部を閉じる(封止)技術を例示する。この技術はダーツ付けと呼ばれ、縦溝流路をダーツ付ける一般的な技術は、2006年7月27日に発行された米国特許出願公開第2006/0163150号に記載されている。米国特許出願公開第2006/0163150号の全体は、引用により本明細書に合体される。
Z型媒体は、媒体の入口面から出口面まで伸びている縦溝流路を有するものとして特徴付けられる。縦溝流路の第1部分は入口縦溝流路として特徴付けられ、縦溝流路の第2部分は出口縦溝流路として特徴付けられる。入口縦溝流路は、出口面またはその近くでプラグ(栓)またはシールとともに提供される。また、出口縦溝流路は入口面またはその近くでプラグまたはシールとともに提供される。もちろん、この構成物の代替手段は可能である。例えば、シールまたはプラグは、入口面または出口面上にまたは隣接して提供する必要はない。シールまたはプラグは、所望ならば、入口面または出口面から離れた方向に提供することができる。シールまたはプラグとして熱溶融接着剤を使用する場合、プラグは、規格Bの縦溝流路では、通常は、少なくとも約12mmの長さを有する。プラグ長さは、エレメントの表面からプラグの内側表面まで測定して得ることができる。出願人は、プラグ長さを減少することによって、充填容量の増加、低い初期圧力損失、ろ過のために使用することができる表面積の増加、ろ過用エレメントのために必要となる媒体の量の低減、またはそれらの組合せを含むフィルタ媒体の好ましい特性を提供することが可能であることを見いだした。約10mm未満、好ましくは約8mm未満、約7mm未満、より好ましくは約6mm未満であるプラグ長さを提供することは好ましい。プラグ長さを減少させることは、縦溝流路の長さが比較的短いような状況(例えば、約5インチ未満の縦溝流路の長さ)に対して、性能を増加することができる。比較的長い縦溝流路の長さ(例えば、8インチより大きい)のプラグ長さを減少することは、より短い縦溝流路の長さを持つ媒体のプラグ長さを減少することと比較すると、性能を高めるために有効でないかもしれない。より短い長さの縦溝流路、例えば、約5インチ(例えば、約2インチ〜約4インチ)未満の長さを持つ縦溝流路に対し、プラグ長さを約7mm未満あるいは約6mm未満まで減少させると、性能を高めることができる。プラグ長さは、平均プラグ長さと呼ぶことができ、第1の複数の縦溝流路をシールしているプラグの平均プラグ長さとして、または、第2の複数の縦溝流路をシールしているプラグの平均プラグ長さまたは両方として測定することができる。すなわち、平均プラグ長さは、媒体パックの面の1つまたはその近くに存在するプラグを減少することができる。平均プラグ長さが、媒体パック内の全てのシールに対して平均プラグ長さであるという必要性はない。すなわち、縦溝流路の第1部分の平均プラグ長さは、縦溝流路の第2部分の平均プラグ長さと異なることができる。所望であれば、平均プラグ長さは、シールの全て(例えば、複数の第1縦溝流路と複数の第2縦溝流路)の平均プラグ長さとして提供することができる。
空気ろ過用の応用に対して、特に、内燃機関の空気流をろ過するために、Z型媒体を有用に使用する場合、ろ過用媒体の定義は、ろ過用媒体がダストを充填する容量を最大にするか、圧力損失を最小にするか、または容量と圧力損失の両方を好ましいレベルにするかに依存しながら、選択することができる。ダスト充填容量は、ろ過用媒体の寿命すなわち使用期間と言うことができる。時には、ろ過用媒体を取り替える前に、所望の寿命期間を示すことができるろ過用媒体を設計することは、好ましいことである。あるいはまた、ある状況下では、所望の圧力損失の範囲内で作動することができるろ過用媒体を設計することは、より好ましいかもしれない。ろ過用媒体に対する様々な定義を選択することは、特別な環境と特別なエアクリーナに対する過用媒体を定義するための柔軟性が提供される。さらに、ろ過用媒体の様々な定義を選択することにより、特別の環境に適合するようなエアクリーナを設計する際の柔軟性を持たせることが可能となる。
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パック断面積)
で計算することができる。チェンネルの数は、媒体の断面でかつ媒体の断面積を決定する位置での縦溝流路を計数することにより決定される。好ましくは、縦溝流路の密度は、45流路/インチ2、あるいは約50流路/インチ2であり得る。縦溝流路の密度の増加により引き起こされる圧力損失を抑えるために、縦溝流路の長さを減少することができる。例えば、5インチ未満の縦溝流路の長さを持つ媒体を提供することができる。縦溝流路の長さが比較的短い場合、ろ過に利用可能な媒体量を増加させるために、比較的短いプラグ長さを提供することができる。例えば、約7mm未満、好ましくは、約6mm未満の長さを持つプラグを提供することができる。さらに、媒体の縦溝流路の非対称な体積を調整することができる。例えば、媒体の縦溝流路の非対称な体積は、上流側の体積が下流側の体積よりも少なくとも10%だけ大きいようにすることができる。好ましくは、縦溝流路の非対称な体積は、30%より大きい、好ましくは、50%より大きいものであり得る。少なくとも約2.7、好ましくは、少なくとも約3.0の縦溝流路の幅対高さの比を持つひだ付き媒体を提供することができる。
ここで、図19〜図28を参照して、ろ過用媒体パックを含むフィルタエレメントを説明する。ろ過用媒体パックは、本明細書に記載された媒体パックの特徴に基づいておよび例示の媒体の定義に基づいて提供することができる。本明細書に特徴付けらたような媒体を受け入れるために図19〜図28で図示されたフィルタエレメントをどのようにも変更することができることが理解される。例えば、巻き付けまたは積層した媒体を提供することができる、記載されたような縦溝流路の長さと縦溝流路の密度を持つ媒体を提供することができる。さらに、図19〜図28で図示されるフィルタエレメントは、一般に、空気をろ過するために使用することができるので、空気のろ過用エレメントとして特徴付けられる。
様々な縦溝流路設計を含む媒体を持つフィルタエレメントは、フィルタ媒体性能のモデリングソフトウェアを使用して比較された。フィルタエレメントは、この実施例示のために製造されて試験されなかった。代わりに、フィルタエレメントとフィルタエレメントコンポーネントの寸法、フィルタエレメントとフィルタエレメントコンポーネントの性質と特徴、使用条件、およびろ過される空気の特徴がフィルタ媒体の性能をモデル化するコンピュータプログラムに入力された。フィルタ媒体性能のモデリングソフトウェアは、実際のドナルドソン会社のフィルタ媒体のテストランに基づいて確認された。コンピュータソフトウェアのモデリングの結果は、約10%以内の誤差を有すると予想される。異なるフィルタ媒体設計の代替物を評価する目的のために、約10%以内の誤差値は、モデリングソフトウェアがいろいろな設計オプションを評価できるのに十分低いものであると信じられている。コンピュータモデリングソフトウェアのために、選択されたダストは、SAEとして特徴付けられる。
Claims (64)
- ろ過用媒体パックであって、
(a)ひだ付きシートと、対面シートと、前記ひだ付きシートと前記対面シートとの間に伸びていてかつ前記ろ過用媒体パックの第1面から前記ろ過用媒体パックの第2面まで伸びている縦溝流路長を持っている複数の縦溝流路と、を含む単一フェーサ媒体の複数の層と、
(b)前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの1つの面へ流入し、前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの他の面へ流出する流体が、媒体を通過して前記流体をろ過するように、前記複数の縦溝流路の第1部分に流入しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第1部分と、前記複数の縦溝流路の第2部分から流出しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第2部分と、
を有し、
(c)前記複数の縦溝流路は、5インチ未満の縦溝流路の平均長さを持ち、
(d)前記ろ過用媒体パックは、下記式による縦溝流路の密度(ρ)が、少なくとも35.0流路/インチ2を示し、
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パックの断面積)
ここで、前記チェンネルの数は計数されたものであり、前記Z型媒体パックの断面積は測定されたものであることを特徴とするろ過用媒体パック。 - 前記ひだ付きシートは、
前記対面シートに面している繰り返しの内部ピークと、
前記対面シートから離れる方向の繰り返しの外部ピークと、
内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも1つの***部(リッジ)を持つパターンと、
を有することを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。 - 前記ひだ付きシートは、内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも2つの***部(リッジ)を持つパターンを有することを特徴とする請求項2に記載のろ過用媒体パック。
- 少なくとも2つの***部(リッジ)が、内部ピークと隣接する外部ピークとの間のパターンに提供されることを特徴とする請求項2に記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、少なくとも約40流路/インチ2の縦溝流路の密度を示すことを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分が、密封材のビーズによってシールされ、前記複数の縦溝流路の第2部分が、密封材のビーズによってシールされていることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分または前記複数の縦溝流路の第2部分のうちの少なくとも1つをシールする前記密封材のビーズは、約7mm未満の平均プラグ長さを持つことを特徴とする請求項6に記載のろ過用媒体パック。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、渦巻状の構成物で提供されることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、積層された構成物で提供されることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの一方の側の体積が、前記ろ過用媒体パックの他方の側の体積よりも少なくとも10%だけ大きいような、非対称な体積の構成物であることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記縦溝流路の幅対高さの比は、2.5より大きいことを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記縦溝流路の幅対高さの比は、0.4未満であることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記縦溝流路の平均長さは、約2インチ〜約4インチであることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 前記縦溝流路は、非規則性の配置によって提供されることを特徴とする請求項1に記載のろ過用媒体パック。
- 請求項1に記載のろ過用媒体パックと、
前記ろ過用媒体パックの周辺部の周囲に伸びているシール部材と、
を含むことを特徴とするフィルタエレメント。 - ろ過用媒体パックであって、
(a)ひだ付きシートと、対面シートと、前記ひだ付きシートと前記対面シートとの間に伸びていてかつ前記ろ過用媒体パックの第1面から前記ろ過用媒体パックの第2面まで伸びている縦溝流路長を持っている複数の縦溝流路と、を含む単一フェーサ媒体の複数の層と、
(b)前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの1つの面へ流入し、前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの他の面へ流出する流体が、媒体を通過して前記流体をろ過するように、前記複数の縦溝流路の第1部分に流入しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第1部分と、前記複数の縦溝流路の第2部分から流出しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第2部分と、
を有し、
(c)前記ろ過用媒体パックは、下記式による縦溝流路の密度(ρ)が少なくとも35.0流路/インチ2を示し、
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パックの断面積)
ここで、前記チェンネルの数は計数されたものであり、前記Z型媒体パックの断面積は測定されたものであり、
(d)前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの一方の側の体積が、前記ろ過用媒体パックの他方の側の体積よりも少なくとも10%だけ大きいような、非対称な体積の構成物であることを特徴とするろ過用媒体パック。 - 前記ひだ付きシートは、
前記対面シートに面している繰り返しの内部ピークと、
前記対面シートから離れる方向の繰り返しの外部ピークと、
内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも1つの***部(リッジ)を持つパターンと、
を有することを特徴とする請求項16記載のろ過用媒体パック。 - 前記ひだ付きシートは、内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも2つの***部(リッジ)を持つパターンとを有することを特徴とする請求項17に記載のろ過用媒体パック。
- 少なくとも2つの***部(リッジ)が、内部ピークと隣接する外部ピークとの間のパターンに提供されることを特徴とする請求項17に記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、少なくとも約40流路/インチ2の縦溝流路の密度を示すことを特徴とする請求項16に記載のろ過用媒体パック。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分が、密封材のビーズによってシールされ、前記複数の縦溝流路の第2部分が、密封材のビーズによってシールされていることを特徴とする請求項16に記載のろ過用媒体パック。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分または前記複数の縦溝流路の第2部分のうちの少なくとも1つをシールする前記密封材のビーズは、約7mm未満の平均プラグ長さを持つことを特徴とする請求項21に記載のろ過用媒体パック。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、渦巻状の構成物で提供されることを特徴とする請求項16に記載のろ過用媒体パック。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、積層された構成物で提供されることを特徴とする請求項16記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの一方の側の体積が、前記ろ過用媒体パックの他方の側の体積よりも少なくとも50%だけ大きいような、非対称な体積の構成物であることを特徴とする請求項16に記載のろ過用媒体パック。
- 請求項16に記載のろ過用媒体パックと、
前記ろ過用媒体パックの周辺部の周囲に伸びているシール部材と、
を含むことを特徴とするフィルタエレメント。 - ろ過用媒体パックであって、
(a)ひだ付きシートと、対面シートと、前記ひだ付きシートと前記対面シートとの間に伸びていてかつ前記ろ過用媒体パックの第1面から前記ろ過用媒体パックの第2面まで伸びている縦溝流路長を持っている複数の縦溝流路と、を含む単一フェーサ媒体の複数の層と、
(b)前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの1つの面へ流入し、前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの他の面へ流出する流体が、媒体を通過して前記流体をろ過するように、前記複数の縦溝流路の第1部分に流入しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第1部分と、前記複数の縦溝流路の第2部分から流出しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第2部分と、
を有し、
(c)前記ろ過用媒体パックは、約8インチより大きい縦溝流路の平均長さを持ち、
(d)前記ろ過用媒体パックは、34流路/インチ2の縦溝流路の密度(ρ)を持ち、
(e)前記ろ過用媒体パックは、6.3%より大きい平均媒体うねり%を持ち、
(f)前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの一方の側の体積が、前記ろ過用媒体パックの他方の側の体積よりも少なくとも10%だけ大きいような非対称な体積の構成物であることを特徴とするろ過用媒体パック。 - 前記ひだ付きシートは、
前記対面シートに面している繰り返しの内部ピークと、
前記対面シートから離れる方向の繰り返しの外部ピークと、
内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%に沿って伸びている少なくとも1つの***部(リッジ)を持つパターンと、
を有することを特徴とする請求項27に記載のろ過用媒体パック。 - 前記ひだ付きシートは、内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも2つの***部(リッジ)を持つパターンを有することを特徴とする請求項28に記載のろ過用媒体パック。
- 少なくとも2つの***部(リッジ)が、内部ピークと隣接する外部ピークとの間のパターンに提供されることを特徴とする請求項28に記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、2.5より大きい縦溝流路の幅対高さの比と、0.4未満の縦溝流路の幅対高さの比とを持つことを特徴とする請求項27に記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、25流路/インチ2未満の平均縦溝流路の密度を持つことを特徴とする請求項27に記載のろ過用媒体パック。
- 前記ろ過用媒体パックは、6.3%より大きい平均媒体うねり%を持つことを特徴とする請求項27に記載のろ過用媒体パック。
- 請求項27に記載のろ過用媒体パックと、
前記ろ過用媒体パックの周辺部の周囲に伸びているシール部材と、
を含むことを特徴とするフィルタエレメント。 - ろ過用媒体パックを製造する方法であって、
(a)単一フェーサ媒体の複数の層を積層してまたは巻いて、ろ過用媒体パックを形成する工程を有し、
前記単一フェーサ媒体の複数の層は、
(i)ひだ付きシートと、対面シートと、前記ひだ付きシートと前記対面シートとの間に伸びていてかつ前記ろ過用媒体パックの第1面から前記ろ過用媒体パックの第2面まで伸びている縦溝流路長を持っている複数の縦溝流路と、
(ii)前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの1つの面へ流入し、前記ろ過用媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの他の面へ流出する流体が、媒体を通過して前記流体をろ過するように、前記複数の縦溝流路の第1部分に流入しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第1部分と、前記複数の縦溝流路の第2部分から流出しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第2部分と、を有し、
(iii)前記複数の縦溝流路は、5インチ未満の縦溝流路の平均長さを持ち、
(iv)前記ろ過用媒体パックは、下記式による縦溝流路の密度(ρ)が少なくとも35.0流路/インチ2を示し、
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル)/(2×Z型媒体パックの断面積)
前記チェンネルの数は計数され、前記Z型媒体パックの断面積は測定されたものであることを特徴とするろ過用媒体パックを製造する方法。 - 前記ひだ付きシートは、
前記対面シートに面している繰り返しの内部ピークと、
前記対面シートから離れる方向の繰り返しの外部ピークと、
内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも1つの***部(リッジ)を持つパターンと、
を有することを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックを製造する方法。 - 前記ひだ付きシートは、内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも2つの***部(リッジ)を持つパターンを有することを特徴とする請求項36に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 少なくとも2つの***部(リッジ)が、内部ピークと隣接する外部ピークとの間のパターンに提供されることを特徴とする請求項36に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記ろ過用媒体パックは、少なくとも約40流路/インチ2の縦溝流路の密度を示すことを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分が、密封材のビーズによってシールされ、前記複数の縦溝流路の第2部分が、密封材のビーズによってシールされていることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分または前記複数の縦溝流路の第2部分のうちの少なくとも1つをシールする前記密封材のビーズは、約7mm未満の平均プラグ長さを持つことを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、渦巻状の構成物で提供されることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、積層された構成物で提供されることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの一方の側の体積が、前記ろ過用媒体パックの他方の側の体積よりも少なくとも10%だけ大きいような、非対称な体積の構成物であることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記縦溝流路の幅対高さの比は、2.5より大きいことを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記縦溝流路の幅対高さの比は、0.4未満であることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記縦溝流路の平均長さは、約2インチ〜約4インチであることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記縦溝流路は、非規則性の配置によって提供されることを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックの製造方法。
- 前記ろ過用媒体パックの周辺部の周囲に伸びているシール部材を提供する工程をさらに含むことを特徴とする請求項35に記載のろ過用媒体パックを製造する方法。
- 流体をろ過する方法であって、
(a)媒体パックの第1面に前記流体を供給し、前記媒体パックの第2面からろ過した流体を取り出す工程を有し、
前記単一フェーサ媒体の複数の層は、
(i)ひだ付きシートと、対面シートと、前記ひだ付きシートと前記対面シートとの間に伸びていて、かつ前記媒体パックの第1面から前記媒体パックの第2面まで伸びている縦溝流路長を持っている複数の縦溝流路と、
(ii)流体が、前記媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの1つの面へ流入し、前記媒体パックの前記第1面または前記第2面のうちの他の面へ流出する流体の通過が、媒体を通過して前記流体をろ過するように、前記複数の縦溝流路の第1部分に流入しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第1部分と、前記複数の縦溝流路の第2部分から流出しようとするろ過されていない流体に対して閉じている前記複数の縦溝流路の第2部分と、を有し、
(iii)前記複数の縦溝流路は、5インチ未満の縦溝流路の平均長さを持ち、
(iv)前記ろ過用媒体パックは、下記式による縦溝流路の密度(ρ)が少なくとも35.0流路/インチ2を示し、
ρ=チェンネルの数(開いたおよび閉じたチャンネル/(2×Z型媒体パックの断面積)
ここで、前記チェンネルの数は計数されたものであり、前記Z型媒体パックの断面積は測定されたものであることを特徴とする流体をろ過する方法。 - 前記ひだ付きシートは、
前記対面シートに面している繰り返しの内部ピークと、
前記対面シートから離れる方向の繰り返しの外部ピークと、
内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも1つの***部(リッジ)を持つパターンと、
を有することを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。 - 前記ひだ付きシートは、内部ピークと隣接する外部ピークとの間で前記縦溝流路長の少なくとも50%の長さに沿って伸びている少なくとも2つの***部(リッジ)を持つパターンを有することを特徴とする請求項51に記載の流体をろ過する方法。
- 少なくとも2つの***部(リッジ)が、内部ピークと隣接する外部ピークとの間のパターンに提供されることを特徴とする請求項51に記載の流体をろ過する方法。
- 前記ろ過用媒体パックは、少なくとも約40流路/インチ2の縦溝流路の密度を示すことを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分が、密封材のビーズによってシールされ、前記複数の縦溝流路の第2部分が、密封材のビーズによってシールされていることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記複数の縦溝流路の第1部分または前記複数の縦溝流路の第2部分のうちの少なくとも1つをシールする前記密封材のビーズは、約7mm未満の平均プラグ長さを持つことを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、渦巻状の構成物で提供されることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記単一フェーサ媒体の複数の層は、積層された構成物で提供されることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの一方の側の体積が、前記ろ過用媒体パックの他方の側の体積よりも少なくとも10%だけ大きいような、非対称な体積の構成物であることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記縦溝流路の幅対高さの比は、2.5より大きいことを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記縦溝流路の幅対高さの比は、0.4未満であることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記縦溝流路の平均長さは、約2インチ〜約4インチであることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記縦溝流路は、非規則性の配置によって提供されることを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
- 前記ろ過用媒体パックは、前記ろ過用媒体パックの周辺部の周囲に伸びているシール部材を含むことを特徴とする請求項50に記載の流体をろ過する方法。
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