JP2024510002A - 濾過要素および濾過システム - Google Patents

Abstract

本発明は、中空体として設計された第１の濾過要素（１０）と、第１の濾過要素（１０）の内部（３０）に同軸かつ同心に配置された第２の濾過要素（４０）と、が配置されたハウジング（１０２）を有する濾過システム（１００）に関する。端面に設けられた第１の濾過要素（１０）の端部ディスク（１８）の中央開口部（２２）は、第２の濾過要素（４０）の対応する端面（４６）を塞ぐカバー（５０）によって流体密に閉じられる。濾過要素（１０、４０）の両端面（１６、４６）の間にシール界面（８０）が配置される。また、本発明は、このタイプの濾過システム（１００）用の濾過要素（１０、４０）に関する。【選択図】 図１

Description

本発明は、特に空気用、特に自動車の特に内燃機関の吸気用の濾過要素及び濾過システムに関する。濾過要素及び濾過システムは、燃料電池の空気濾過、特にカソードエアフィルタとして使用することができる。さらに、濾過要素又は濾過システムは、有害ガスを吸着するために追加的に構成することができる。

欧州特許出願公開第３００３５３３号明細書は、円錐状の二次濾過要素が円筒状の一次濾過要素の清浄側内部に挿入される濾過システムを開示している。濾過要素の両端面には、濾過要素の両側が開口するように、環状の端部ディスクが配置されている。一次濾過要素は、ハウジングカバーに対して軸方向にシールされる。ハウジングカバーに面する二次濾過要素の端面は、ハウジングカバーで閉じられ、支持される。

本発明の目的は、ハウジングの材料と重量を削減できる濾過システムを提供することである。

本発明の更なる目的は、このような濾過システム用の濾過要素を提供することである。

上述の目的は、本発明の一態様によれば、請求項１に記載の濾過システムによって解決される。この濾過システムは、流体の入口及び出口を有するハウジングを備え、ハウジング内に、濾材を有する中空体、特に中空筒体として設計された第１の濾過要素が配置され、第１の濾過要素の内部に、第２の濾過要素が配置され、第１の濾過要素及び第２の濾過要素は、長手方向軸を中心として互いに同軸かつ同心に配置され、第１の濾過要素は、出口側の端面に配置された第１の端部ディスクと、その反対側に位置する端面に配置された第２の端部ディスクと、を含み、端部ディスクはそれぞれ、中央開口部を有し、濾材のそれぞれの端面上に実質的に環状に延び、第２の濾過要素は、出口側の第１の端面と、出口側の端面の反対側に位置し、カバーによって流体密に閉じられた第２の端面と、を含み、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの開口部は、カバーによって流体密に閉じられており、第１の濾過要素の第２の端面と第２の濾過要素の第２の端面との間にシール界面が配置される。このシール界面を介して、２つの濾過要素は互いに対して直接シールされる。

本発明の更なる態様によれば、本目的は、濾過システム用の濾過要素であって、特にジグザグ状に折り畳まれ、中空体に形成された濾材と、端面に配置された第１の端部ディスクと、その反対側に位置する端面に配置された第２の端部ディスクと、を備え、２つの端部ディスクはそれぞれ、中央開口部を有し、濾過要素の端面上に実質的に環状に延び、シール界面のシール面又は領域が、設置状態において清浄空気側の出口の反対側に位置するように意図された端面に配置される濾過要素によって解決される。

本発明の更なる態様によれば、本目的は、濾過システム用の濾過要素であって、支持管上に配置された単層又は多層の濾材と、端面に配置された第１のソケットと、その反対側に位置する端面に配置された第２のカバーとを備え、カバーは、設置状態において、他の濾過要素とのシール界面を形成するように意図された少なくとも１つのシール面又は少なくとも１つのシール要素を含む濾過要素によって解決される。

本発明の好ましい実施形態および利点は、添付の特許請求の範囲、明細書、および図面から得られる。

流体の入口及び出口を有するハウジングを備え、ハウジング内に、濾材を有する中空体として設計された第１の濾過要素が長手方向軸を中心として配置され、第１の濾過要素の内部に、第２の濾過要素が配置された濾過システムが提案される。２つの濾過要素は、第１の濾過要素の長手方向軸を中心として同軸かつ同心に配置される。濾過要素の長手方向軸は、フィルタハウジングの長手方向軸と一致していてもよい。しかしながら、濾過要素は、フィルタハウジングのハウジング軸に対して偏心して配置することもできる。第１の濾過要素は、出口側の端面に配置された第１の端部ディスクと、その反対側に位置する端面に配置された第２の端部ディスクと、を含む。端部ディスクはそれぞれ、中央開口部を有し、濾材のそれぞれの端面上に実質的に環状に延びる。第２の濾過要素は、出口側の第１の端面と、出口側の端面の反対側に位置し、カバーによって流体密に閉じられた第２の端面と、を含む。第２の端部ディスクの開口部は、カバーによって流体密に閉じられており、第１の濾過要素の第２の端面と第２の濾過要素の第２の端面との間にシール界面が配置される。

シール界面は、濾過要素の一方に設けられた少なくとも１つのシール面と、濾過要素の他方に設けられた少なくとも１つのシール要素と、を含む。シール要素は、濾過要素の一方に発泡成形された発泡ポリマーから形成されてもよいし、射出成形された熱可塑性材料から形成されてもよい。発泡ポリマーは特にポリウレタンとすることができる。この場合、同じ材料でシール要素と端部ディスクを形成してもよい。あるいは、シール要素は、熱可塑性エラストマーが濾過要素の一方に存在する熱可塑性キャリア上に成形された２構成（２Ｋ）部品とすることもできる。キャリアはポリマー、特にＰＰ又はＰＡで形成することができる。シール要素は、キャリアに接合された、特に押出成形されたシール要素とすることもできる。

有利には、シール界面は２つの濾過要素間に直接存在する。複雑な追加部品を避けることができる。第１の濾過要素は主要素、第２の濾過要素は副要素又は安全要素とも称される。好ましくは、第１の濾過要素の濾材は、ジグザグ状に折り畳まれ、中空体として構成された濾材である。中空体は、円筒状又は円錐状に設計することができる。様々な底面が考えられるが、好ましくは、底面は円形又は楕円形である。円筒状の濾過要素の場合、端部ディスクはそれに対応して円環状である。濾材は、好ましくは支持管の周りに配置される。端部ディスクは、好ましくは発泡ポリマー、特にポリウレタンで形成される。ハウジングは、有利には、濾過要素の長手方向軸と一致する長手方向軸に対して同軸に構成され、特にハウジングは、長手方向軸に対して同軸に配置されたソケットとしての出口を有する。第２の濾過要素は、出口の反対側に位置するハウジングの側面に、カバーによって閉じられた端面を有する。第２の濾過要素の濾材は、好ましくは、支持管上に配置される単層又は多層巻きの濾材である。あるいは、第２の濾過要素の濾材は、中空体に形成された折り畳み式ベローズであってもよい。したがって、シール界面は、流出口の反対側に位置するハウジングの側面に配置される。カバーは、第２の濾過要素の支持管と共に単一部品として設計されてもよく、硬質プラスチック材料、特にＰＰやＰＡなどのポリマーで構成することができる。特に、第２の濾過要素が折り畳み式ベローズとして設計される場合、カバーは軟質プラスチック材料、特に発泡ポリウレタンで形成されてもよく、有利には、ひだの端面シール作用を同時に形成する。

濾過システムは、例えば空気濾過システム、特に内燃機関用の空気濾過システム、好ましくは自動車の内燃機関又は燃料電池用の空気濾過システムである。

有益な実施形態によれば、シール界面は、清浄側出口の反対側に位置する、第１の濾過要素の支持管に設けられた少なくとも１つのシール面と、第２の濾過要素に設けられ、シール面に対して軸方向及び／又は径方向にシールする少なくとも１つのシール要素と、を含む。

好ましくは、シール要素は、第２の濾過要素において、カバーに直接又はカバーに対して間隔をおいて配置される。さらに、第１の濾過要素は、その外側でハウジングによって支持され得る。

有益な実施形態によれば、シール界面は、カバーの外側端面においてカバーから軸方向に離れる方向に突出する周方向に延びる突起に配置されたシール要素、特にシールリングを含み、このシール要素は、第１の濾過要素の支持管に対して径方向にシールする。シール要素は、突起上又は突起周りに発泡成形された発泡ポリマーから形成されてもよいし、射出成形された熱可塑性材料から形成されてもよい。発泡ポリマーは特にポリウレタンとすることができる。シール部材は、熱可塑性材料が突起上に成形された２構成（２Ｋ）部品であってもよい。

有益な実施形態によれば、シール界面は、カバーの周方向に延びる縁部に配置され、第１の濾過要素の支持管に対して径方向にシールするシール要素を含む。シール要素は、有利には、縁部に発泡成形され、その外面で第１の濾過要素の支持管に対してシールする発泡ポリマーの成形体であってもよく、縁部に成形される熱可塑性材料であってもよい。

有益な実施形態によれば、シール界面は、第２の濾過要素の端面、特にカバーに設けられたシール要素、特にシールリング又はシール突起を含む。このシール要素は、径方向内側に突出する、第１の濾過要素の支持管のリムに対して、軸方向にシールする。カバー上に、シール要素に埋め込まれた周方向に延びるリングを配置してもよく、これにより、シール要素と第２の濾過要素の安定した接続が可能になる。シール要素は、好ましくは発泡ポリマー、特にポリウレタン、又は熱可塑性材料である。有利には、第１の濾過要素の端部ディスクは、内側に突出するリムと少なくとも部分的に重なる。これにより、中央管と端部ディスクとの間のシール密封性の向上と、シール面の安定した支持が可能になる。第１の濾過要素又は外側濾過要素の支持管の径方向内側に突出するリムは、シール要素、特にシール突起によって係合される溝を有してもよい。シール要素は、溝底部に対して、及び／又は、溝を画定する突起の軸方向端面に対して、軸方向にシールしてもよい。

有益な実施形態によれば、シール界面は、軸方向において清浄側出口の反対側に位置する、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの領域と、第２の濾過要素に設けられた少なくとも１つのシール面と、を含む。有利には、端部ディスクは、製造時に適切な型によって所望の形状にすることができる。端部ディスクは、幾つかの実施形態ではハウジングによる支持を伴って、あるいは、幾つかの実施形態では支持を伴わずに、第２の濾過要素に対してそのシール機能を提供することができる。

有利には、第１の濾過要素の第２の端部ディスクは、濾材を越えて径方向内側に突出する。また、これに関連して、例えば、支持管を内側に傾斜させてもよく、及び／又は、その軸方向端部に内側に突出するリムを設けてもよい。このように、内側に突出した端部ディスクをこの領域で支持し、安定させることができる。例えば、シール要素が第１の濾過要素の一部である場合、支持管は、軟質のシール要素の補強のため、又はシール要素の取り付けのために構成することができる。第２の濾過要素がシール要素を有する、又は担持する場合、支持管は、２つの濾過要素間の密封接続を作り出すための相手輪郭として構成することができる。

有益な実施形態によれば、上記領域は、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの内側リムに配置され、領域は、カバーに配置された、カバーから軸方向に離れる方向に突出する周方向に延びる突起の径方向外側の円周面に設けられたシール面に対してシールする。特に、第２のハウジング部分に設けられた軸方向に突出するカラーが、第２の端部ディスクの溝に係合してもよい。有利には、端部ディスクは、シール要素を形成する端部ディスクが第２の濾過要素のシール面において確実に接触するように、ハウジングによって支持される。

有益な実施形態によれば、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの領域は、カバーにおいて周方向に延びる突起の内側に配置されたシール面に対して径方向にシールする。この突起は、カバーから軸方向に離れる方向に突出し、ソケットが端部ディスクの溝に係合する。特に、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの内側リムは、第２のハウジング部分に設けられた軸方向内側に突出するウェブによって径方向に支持されてもよい。シール界面のシール要素を形成する端部ディスクの安定した保持が確保できる。

有益な実施形態によれば、上記領域は、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの内側リムに配置され、内側リムは、カバーに配置された、カバーから軸方向に離れる方向に突出する周方向に延びる突起の径方向外側の円周面に設けられたシール面に対してシールする。端部ディスクは、大きなシール面を可能にするために、第２の濾過要素のシール面に接触又は当接する領域に軸方向突起を有することができる。

有益な実施形態によれば、上記領域は、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの径方向突起の軸方向内向きの端面に配置される。この径方向突起は、濾材の断面内で周方向に延び、カバーの端面に設けられたシール面に対してシールする。特に、支持管は、径方向内側に突出し、径方向突起に埋め込まれた周方向に延びるリムを含み得る。これにより、シール界面を安定して支持することができる。

有益な実施形態によれば、第２のハウジング部品の端面は、内側に湾曲する。これにより、適切な濾過要素のみがハウジングに挿入されることが保証される。

有益な実施形態によれば、第２のハウジング部分の端面は、第２の濾過要素の第２の端面上に少なくとも部分的に延在する開口部を有する。第２の濾過要素が設置された状態では、開口部は濾過要素の端面カバーによって覆われる。シール作用は、第１の濾過要素、第２の濾過要素、及び第２のハウジング部品の構成要素のうちの少なくとも２つにおいて、少なくとも部分的に同心であるシール箇所によって実現される。開口部により、適切な濾過要素のみがハウジングに挿入されることが確実となる。ハウジングを開けずに、適切な第２の濾過要素が挿入されているかを目視で確認することができる。ハウジングの材料が削減されるため、重量が軽減される。

本発明の更なる態様によれば、本発明による濾過システム用の濾過要素であって、特にジグザグ状に折り畳まれ、中空体に形成された濾材と、端面に配置された第１の端部ディスクと、その反対側に位置する端面に配置された第２の端部ディスクと、を備え、２つの端部ディスクはそれぞれ、中央開口部を有し、濾材の端面上に（折り畳まれた濾材の場合、ひだ上に）実質的に環状に延び、シール界面のシール面又はシール要素の領域が、設置状態において清浄空気側の出口の反対側に位置するように意図された端面に配置される濾過要素が提案される。濾過要素は、好ましくは円筒状、特に円環状に設計されるが、円錐状に設計することもできる。

有利には、濾過要素を濾過システムの主要素とすることができる。主要素は、シール界面によって第２の濾過要素、好ましくは副要素に流体密に接続することができる。例えば、端部ディスクは発泡ポリマー、特にポリウレタンで形成することができる。濾過要素の構成はコンパクトであり、シールのための追加部品を削減することができる。濾過システムへの設置が簡素化できる。

有益な実施形態によれば、濾材は、支持管の周りに配置され、支持管は、シール面を含む。製造時、支持管は、シール面をシール要素に対する相手輪郭として形成するために適切に設計することができる。あるいは、支持管は、シール要素を取り付けるため、及び／又は、軟質のシール要素を補強するために構成することができる。支持管は、シール面が配置される径方向内側に突出するリムを有してもよい。特に、リムの軸方向内側の部分がシール面を形成してもよい。

有益な実施形態によれば、設置状態において清浄空気側の出口の反対側に位置するように意図された端面において、端部ディスクは、シール界面のシール要素側の領域を含む。端部ディスクは、有利には、濾材を越えて径方向内側に環状に延びる。この径方向内側に位置する環状の領域は、シール界面のシール要素を形成することができる。幾つかの実施形態では、この領域は、シール界面の相手部材のシール面と相互作用する溝を有する。

このように、本実施形態では、濾過要素が挿入される濾過システムにおいて、外側濾過要素の端部ディスクを閉じるように設計する必要がないため、重量を更に有利に削減することができる。外側濾過要素の底部に開口部があるため、端部ディスクの材料を削減することができる。

本発明の更なる態様によれば、本発明による濾過システム用の濾過要素であって、支持管上に配置された単層又は多層の濾材と、端面に配置され、軸方向に突出する第１の周方向に延びるソケットと、その反対側に位置する端面に配置された第２のカバーとを備え、カバーは、設置状態において、他の濾過要素とのシール界面を形成するように意図された少なくとも１つのシール面又は少なくとも１つのシール要素を含む濾過要素が提案される。濾材は、支持管に巻き付けるか、ジグザグ状に折り畳んで支持管を取り囲む中空体に成形することができる。

有利には、濾過要素を濾過システムの副要素とすることができる。副要素は、シール界面によって、更なる濾過要素、好ましくは主要素に流体密に接続することができる。濾過要素は、好ましくは円筒状、特に円環状に設計されるが、円錐状に設計することもできる。

これに代わって又はこれに加えて、濾過要素は有害ガス吸着用に設計することができ、シール界面によって粒子濾過要素と流体密に接続することができる。有害ガス吸着のため、濾過要素は、対応する適切な濾材、特に活性炭含有濾材で構成されてもよい。

有益な実施形態によれば、カバーに、カバーから軸方向に離れる方向に突出する周方向に延びる突起が配置され、周方向に延びる突起は、シール要素を担持する。有利には、突起はシール要素に埋め込まれる。例えば、シール要素は、発泡ポリマー、特にポリウレタン、又は熱可塑性材料で形成することができる。特に、第２の濾過要素が発泡成形された端部ディスクを有する折り畳み式ベローズとして設計される場合には、突起自体が発泡ポリマーを構成し、シール要素を形成することも可能である。この場合、突起は端部ディスクと一体として簡単な方法で製造可能である。

有益な実施形態によれば、シール要素は、カバー又は支持管の縁部に配置される。有利には、発泡ポリマー、特にポリウレタン、又は熱可塑性材料を縁部に配置することができる。

有益な実施形態によれば、カバーに、シール界面のシール面として、軸方向外側に突出する周方向に延びる突起が配置される。突起は、シール面又はシール界面を形成するために適切な方法で設計することができる。

更なる利点は、以下の図面の説明から得られる。図面には、本発明の実施形態が示されている。図面、明細書、および特許請求の範囲には、多数の特徴が組み合わせられて含まれる。当業者であれば、これらの特徴を適切に、また個別に検討し、組み合わせて、更なる組み合わせを提供することができる。以下、例示的に示される。

本発明の一実施形態による濾過システムを示す断面図である。 第１の濾過要素と第２の濾過要素との間の径方向シール作用を有する、本発明の一実施形態による濾過システムの詳細を示す断面図である。 第１の濾過要素と第２の濾過要素との間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システムの詳細を示す断面図である。 第１の濾過要素と第２の濾過要素との間の軸方向のシール作用を有する、図１の濾過システムの詳細な断面図である。 第２の濾過要素と第１の濾過要素の端部ディスクとの間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システムの詳細を示す断面図である。 第１の濾過要素と第２の濾過要素との間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システムの詳細を示す断面図である。 第１の濾過要素と第２の濾過要素との間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システムの詳細を示す断面図である。 第１の濾過要素と第２の濾過要素との間の軸方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システムの詳細を示す断面図である。 更なる実施形態による濾過システムの断面図である。 図９の実施形態の詳細を示す断面図である。

図中、同一または類似の構成要素は同一の参照記号で示される。これらの図は単なる例示であり、限定的なものとして理解されるべきではない。

図１～図４の実施形態では、シール界面８０は、第２の濾過要素４０のカバー５０に設けられたシール要素６０、６２、６４と、第１の濾過要素１０の支持管２４に設けられたシール面２５と、を含む。

図１及び図４は、本発明の第１の実施形態による濾過システム１００を示しており、図１は、濾過システム１００全体の縦断面図であり、図４は、図１の濾過システム１００の詳細図である。例えば、濾過システム１００は、空気濾過システム、特に内燃機関の空気濾過システム、好ましくは自動車の内燃機関の空気濾過システム又は自動車の燃料電池のカソードエアフィルタである。

濾過システム１００は、ハウジング１０２を備え、ハウジング１０２は、例えばハウジング１０２の接線方向に配置され、図ではハウジング１０２によって隠されている入口１０８と、長手方向軸７０と同軸に配置される流体のためのソケット形状の出口１１０と、を有する。入口１０８及び出口１１０は、例えば、ハウジング１０２の対向配置された軸方向端部に配置される。ハウジング１０２は、例えばハウジングポットである第１のハウジング部品１０４と、例えばハウジングカバーである第２のハウジング部品１０６と、を含む。ハウジングポットは、固定して取り付けることができ、そこからハウジングカバーを取り外してハウジング内部にアクセスすることができる。

ハウジング１０２内には、中空円筒形状の第１の濾過要素１０が長手方向軸７０と同軸に配置される。第１の濾過要素１０の内部３０には、第２の濾過要素４０が、長手方向軸７０と同軸かつ第１の濾過要素１０と同心に配置される。

図示された実施形態では、ハウジング１０２の長手方向軸が第１の濾過要素１０及び第２の濾過要素４０の長手方向軸と一致しているため、単一の共通の長手方向軸７０のみが参照される。しかしながら、第１の濾過要素１０と第２の濾過要素４０とが、フィルタハウジングの長手方向軸とは異なる長手方向軸を中心として互いに同心に配置される実施形態も考えられる。このような場合、濾過要素はフィルタハウジング内で偏心して配置されることになる。

主要素１０とも呼ばれる第１の濾過要素１０は、支持管２４上に配置された濾材１１を含む。第１の濾過要素１０は、出口側の端面１２に配置された第１の端部ディスク１４と、その反対側の端面１６に配置された第２の端部ディスク１８と、を含む。両端部ディスク１４、１８はそれぞれ開口部２１、２２を有し、濾材１１のそれぞれの端面１４、１６上に実質的に環状に延びる。濾材１１は、例えばジグザグ状に折り畳まれる。図示された実施形態における開口部２１、２２は、長手方向軸７０に対して同軸に配置されている。

副要素４０とも呼ばれる第２の濾過要素４０は、支持管４８上に配置された濾材４７を含む。例えば、濾材４７は、支持管４８上に単層又は多層として適用される。第２の濾過要素４０は、出口側の第１の端面４２と、出口側の端面４２の反対側に位置する第２の端面４６と、を含む。第１の端面４２は開口し、ソケット４４を構成しており、このソケット４４は、ソケット状の出口１１０において第１のハウジング部品１０４に接続され、例えば、第２の濾過要素４０のソケット４４において、詳細には特定されないが、外ねじによって螺合される。

第２の濾過要素４０は、主要濾過要素１０を交換する際の安全要素として機能するが、有害ガス濾過要素としても構成することができ、有害ガスを吸着する。この目的のため、濾材４７は活性炭を含んでもよい。

両方の濾過要素１０、４０を通る入口１０８と出口１１０の間の流体の流れ方向は、太い矢印で示されている。濾過要素１０、４０は、外側から内側に向かって径方向７４に流通される。第２の濾過要素４０を第２のハウジング部分１０４に接続しながら、第１の濾過要素１０をハウジング１０２から引き出すことができ、未濾過の流体から清浄側の出口１１０を保護することができる。

第２の濾過要素４０は、清浄側の出口１１０の反対側に位置する第２の端面４６において、カバー５０によって流体密に閉じられる。第２の濾過要素４０は、カバー５０によって第２の端部ディスク１８の開口部２２を流体密に閉じる。開口部２２を流体密に閉じるため、第１の濾過要素１０の第２の端面１６と第２の濾過要素４０の第２の端面４６との間にシール界面８０が配置される。第２の濾過要素４０の支持管４８とカバー５０は、好ましくは一体として設計される。

清浄側の出口１１０の反対側に位置する濾過要素１０、４０の端面領域において、シール界面８０は、通常、濾過要素１０、４０の一方に設けられた少なくとも１つのシール面と、濾過要素１０、４０の他方に設けられた少なくとも１つのシール要素と、を含む。第２の濾過要素４０は、追加部品を必要とすることなく、第１の濾過要素１０の端部ディスク１８の開口部２２を流体密に閉じる。実施形態に応じて、シール要素は、軸方向７２又は径方向７４にシールすることができる。

図４に拡大して示される図１に示される実施形態では、シール界面８０は、第１の濾過要素１０の支持管２４に設けられたシール面２５と、カバー５０に設けられた環状シール要素６４と、を含む。第２の濾過要素４０の支持管４８とカバー５０は、好ましくは一体として設計される。シール要素６４は、第２の濾過要素４０の端面４６において、軸方向７２の外側に突出する、カバー５０の周方向に延びる突起５４に配置される。突起５４はシール要素６４に埋め込まれる。シール要素６４は、カバー５０上に周方向に延びるリングを形成し、シール面２５において、径方向７４内側に突出する支持管２４のリム２６に対して軸方向にシールする。支持管２４のリム２６は、端部ディスク１８に当接する。

第２のハウジング部分１０６において、第１の濾過要素１０のための収容部は、第１の濾過要素１０が、第２の端部ディスク１８の領域において、濾過要素１０を囲むリング１１６に外側で接するように設けられる。第１の濾過要素１０は、第２のハウジング部１０６の底部において、詳細には特定されていない支持ノブによって支持される。

図示された実施形態では、第２のハウジング部品１０６は、端部ディスク１８の開口部２２の領域において端面１１２に凹部を有するように内向きに湾曲している。この凹部は開口部２２内に突出している。

濾過要素１０、４０及びハウジング１０２の基本構成は、様々な実施形態において実質的に同一であるため、不必要な繰り返しを避けるために、更なる実施形態では、シール界面８０における有意な相違点のみを説明する。

図２は、第１及び第２の濾過要素１０、４０間の径方向シール作用を有するシール界面８０を備える、本発明の更なる実施形態による濾過システム１００の詳細を示す断面図である。

シール界面８０は、カバー５０の外側端面においてカバー５０から離れる方向に軸方向７２外側に突出し、シール要素６０に埋め込まれた周方向に延びる突起５２に配置された、シールリングとして設計されたシール要素６０を含む。シール要素６０は、第１の濾過要素１０の支持管２４におけるシール面２５に対して径方向７４にシールする。支持管２４は、第１の濾過要素１０のシール面２５の領域において断面狭窄部を含む。

第１の濾過要素１０は、第２のハウジング部品１０６の収容部に収容され、径方向外側をリング１１６によって囲まれる。上述のように、第２のハウジング部品１０６の底部は、第１の濾過要素１０の端部ディスク１８の開口部２２の領域において、端面１１２に凹部を有する。

図３は、第１及び第２の濾過要素１０、４０間の径方向シール作用を有するシール界面８０を備える、本発明の更なる実施形態による濾過システム１００の詳細を示す断面図である。

シール界面８０は、カバー５０の縁部５１に配置され、第１の濾過要素１０の支持管２４に対して径方向７４にシールするシール要素６２を含む。シール要素６２は、軸方向７２に突出する脚部と径方向７４内側に突出する脚部とを含むＬ字形断面を有する。シール要素６２は成形するか、又は縁部５１を発泡ポリマーで縁取ることができる。

支持管２４は、第１の濾過要素１０のシール面２５の領域において断面狭窄部を含む。

第１の濾過要素１０は、第２のハウジング部品１０６の収容部内に収容され、径方向外側をリング１１６によって囲まれる。上述のように、第２のハウジング部品１０６の底部は、第１の濾過要素１０の端部ディスク１８の開口部２２の領域において、端面１１２に凹部を有する。

図５～図８の実施形態では、シール界面８０は、シール要素として第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の領域１５と、第２の濾過要素４０のシール面４５と、を含む。

図５は、第１及び第２の濾過要素１０、４０間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システム１００の詳細を示す断面図である。

領域１５は、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の内側リムに配置されており、カバー５０に配置され、カバー５０から軸方向７２に離れる方向に突出する周方向に延びる突起５２の径方向７４外側の円周面に設けられたシール面４５に対してシールする。第２の収容部１０６において軸方向７２に突出するウェブ１１４は、第２の端部ディスク１８の溝１７に係合する。これにより、端部ディスク１８は、ハウジング１０２の第２のハウジング部分１０６によって支持される。これにより、第１の濾過要素１０を第２のハウジング部１０６に収容するための第１の濾過要素１０に対して径方向に配置された外側リング１１６（図２、図３、図４）を省略することができる。

本実施形態では、第２のハウジング部１０６は、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の開口部２２の領域において湾曲しておらず、カバー５０が外部から見えるように開口して設計されている。

図６は、第１及び第２の濾過要素１０、４０間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システム１００の詳細を示す断面図である。

第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の領域１５は、カバー５０の周方向に延びる突起５６の内側のシール面４５に対して径方向７４にシールする。突起５６は、カバー５０から軸方向７２に離れる方向に突出し、カバー５０の外側リムに配置される。端部ディスク１８は、径方向突起２０とともにカバー５０のリム領域を越えて延びる。突起５６は、端部ディスク１８の径方向突起２０の溝１９に係合する。第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の内周は、第２のハウジング部１０６における軸方向７２内側に突出するウェブ１１８によって径方向７４に支持され、第２のハウジング部１０６のウェブ１１８とリング１１６との間に径方向７４に固定される。

本実施形態でも、第２のハウジング部１０６は、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の開口部２２の領域において湾曲しておらず、カバー５０が外部から見えるように開口した構成となっている。

図７は、第１及び第２の濾過要素１０、４０間の径方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システム１００の詳細を示す断面図である。シール界面８０は、清浄側の出口１１０（図１）の反対側に位置する、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８に設けられた領域１５と、第２の濾過要素４０に設けられた少なくとも１つのシール面４５と、を含み、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の領域１５は、このシール面４５に対して密封して配置される。

第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８は、径方向突起２０とともに濾材１１を越えて径方向７４内側に突出する。

領域１５は、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８の内側リムに配置されており、カバー５０に配置され、カバー５０から軸方向７２外側に離れる方向に突出する周方向に延びる突起５２の径方向７４外側の円周面に設けられたシール面４５に対してシールする。

本実施形態では、第２のハウジング部１０６の底部は湾曲しており、端面１１２の凹部が開口部２２に突出している。濾過要素１０は、第２のハウジング部１０６の収容部に収容され、第２の端部ディスク１８の領域において支持リング１１６によって囲まれる。

図８は、第１及び第２の濾過要素１０、４０間の軸方向シール作用を有する、本発明の更なる実施形態による濾過システム１００の詳細を示す断面図である。

領域１５は、第１の濾過要素１０の第２の端部ディスク１８における、濾材１１の断面内で周方向に延びる径方向突起２０の、軸方向７２内向きの端面５８に配置され、この突起は、カバー５０の端面に設けられたシール面４５に対してシールする。支持管２４は、径方向７４内側に突出し、第２の端部ディスク１８の径方向突起２０に埋め込まれ、それによって補強されるリム２３を含む。第２の端部ディスク１８は、この領域でシール界面８０を軸方向に支持することができる。

図９では、濾過システム１００の更なる実施形態が示されており、内側濾過要素４０は、支持管４８の周りに配置された折り畳み式ベローズの形態の濾材４７を含む。端面において、開いたひだは、それぞれ端部ディスク４１、４９によって流体密に閉じられる。端部ディスク４１、４９は、好ましくは弾性材料、特にＰＵＲフォームで形成される。上側端部ディスク４９は、開いた環状の端部ディスクであり、ソケット１１０に対してシールする周方向に延びるシールビーズを含む。下側端部ディスク４１も環状であり、支持管４８のカバー５０を囲む。支持管４８又はカバー５０は、端部ディスク４１の材料に部分的に埋め込まれる。代替案として、端部ディスク４１を円盤状の構成とし、端面で濾過要素４０によって囲まれる空洞を覆うことで、支持管４８の一部としてのカバー５０を省略することができる。

図１０では、図９に示された濾過システムの詳細が、下側端部ディスク１８、４１のシール界面８０の領域で示されている。２つの濾過要素１０、４０は、互いに対して軸方向にシールされる。支持管２４は、径方向７４内側に突出し、端部ディスク１８の材料に部分的に埋め込まれた環状リム２７を有する。径方向内側において、環状リム２７は、環状突起５９によって径方向外側が画定される溝２９を有する。この溝２９は、内側濾過要素４０の下側端部ディスク４１に設けられた軸方向環状シール突起４３を受け入れるように機能する。リム２７の環状突起５９は、内側濾過要素４０の端部ディスク４１の平坦な軸方向端面に対して軸方向に当接する。この構成により、２つの濾過要素１０、４０間の確実な軸方向のシール作用が確保される。内側濾過要素４０の下側端部ディスク４１は、ひだのシール作用と、外側に配置された濾過要素１０との界面を同時に形成するため、追加のシール要素が必要ない。

有利には、内側濾過要素４０は、有害ガス吸着用の濾過要素とすることができる。この目的のため、濾過要素は、有害ガスの吸着に適するように設計される。好ましくは、濾材は活性炭を含む。

もちろん、折り畳み式ベローズとして設計された２つの濾過要素１０、４０をシールするための更なるシール構成も可能である。例えば、内側濾過要素４０の下側端部ディスク４１の径方向外側部分は、外側濾過要素１０の支持管２４のリムに対してシールすることができる。このリムは、図２又は図３の実施形態と同様に、径方向のシール作用を構成するため、軸方向に突出する。

有益な実施形態によれば、上記領域は、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの内側リムに配置され、領域は、カバーに配置された、カバーから軸方向に離れる方向に突出する周方向に延びる突起の径方向外側の円周面に設けられたシール面に対してシールする。特に、第２のハウジング部分に設けられた軸方向に突出するウェブが、第２の端部ディスクの溝に係合してもよい。有利には、端部ディスクは、シール要素を形成する端部ディスクが第２の濾過要素のシール面において確実に接触するように、ハウジングによって支持される。

有益な実施形態によれば、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの領域は、カバーにおいて周方向に延びる突起の内側に配置されたシール面に対して径方向にシールする。この突起は、カバーから軸方向に離れる方向に突出し、突起が端部ディスクの溝に係合する。特に、第１の濾過要素の第２の端部ディスクの内側リムは、第２のハウジング部分に設けられた軸方向内側に突出するウェブによって径方向に支持されてもよい。シール界面のシール要素を形成する端部ディスクの安定した保持が確保できる。

これに代わって又はこれに加えて、濾過要素は有害ガス吸着用に設計することができる。有害ガス吸着のため、濾過要素は、対応する適切な濾材、特に活性炭含有濾材で構成されてもよい。

主要素１０とも呼ばれる第１の濾過要素１０は、支持管２４上に配置された濾材１１を含む。第１の濾過要素１０は、出口側の端面１２に配置された第１の端部ディスク１４と、その反対側の端面１６に配置された第２の端部ディスク１８と、を含む。両端部ディスク１４、１８はそれぞれ開口部２１、２２を有し、濾材１１のそれぞれの端面１２、１６上に実質的に環状に延びる。濾材１１は、例えばジグザグ状に折り畳まれる。図示された実施形態における開口部２１、２２は、長手方向軸７０に対して同軸に配置されている。

Claims (21)

1. 流体の入口（１０８）及び出口（１１０）を有するハウジング（１０２）を備える濾過システム（１００）であって、
   前記ハウジング（１０２）内に、濾材（１１）を有する中空体として設計された第１の濾過要素（１０）が配置され、前記第１の濾過要素（１０）の内部（３０）に、第２の濾過要素（４０）が配置され、前記第１の濾過要素（１０）及び前記第２の濾過要素（４０）は、長手方向軸（７０）を中心として互いに同軸かつ同心に配置され、
   前記第１の濾過要素（１０）は、出口側の端面（１２）に配置された第１の端部ディスク（１４）と、その反対側に位置する端面（１６）に配置された第２の端部ディスク（１８）と、を含み、前記端部ディスク（１４、１８）はそれぞれ、中央開口部（２１、２２）を有し、前記濾材（１１）のそれぞれの端面（１４、１６）上に実質的に環状に延び、
   前記第２の濾過要素（４０）は、出口側の第１の端面（４２）と、前記出口側の端面（４２）の反対側に位置し、カバー（５０）によって流体密に閉じられた第２の端面（４６）と、を含み、
   前記第２の端部ディスク（１８）の開口部（２２）は、前記カバー（５０）によって流体密に閉じられており、前記第１の濾過要素（１０）の第２の端面（１６）と前記第２の濾過要素（４０）の第２の端面（４６）との間にシール界面（８０）が配置され、前記シール界面（８０）により、２つの前記濾過要素（１０、４０）は互いに直接シールされる濾過システム（１００）。
2. 前記シール界面（８０）は、清浄側の前記出口（１１０）の反対側に位置する、前記第１の濾過要素（１０）の支持管（２４）に設けられたシール面（２５）と、前記第２の濾過要素（４０）に配置され、前記シール面（２５）に対して軸方向及び／又は径方向（７２、７４）にシールする少なくとも１つのシール要素（６０、６２、６４）と、を含む請求項１に記載の濾過システム。
3. 前記シール界面（８０）は、前記カバー（５０）の外側端面において前記カバー（５０）から軸方向（７２）に離れる方向に突出する周方向に延びる突起（５２）に配置されたシール要素（６０）、特にシールリングを含み、前記シール要素（６０）は、前記第１の濾過要素（１０）の支持管（２４）に対して径方向（７４）にシールする請求項１又は２に記載の濾過システム
4. 前記シール界面（８０）は、前記カバー（５０）の周方向に延びる縁部（５１）に配置され、前記第１の濾過要素（１０）の支持管（２４）に対して径方向（７４）にシールするシール要素（６２）を含む請求項１又は２に記載の濾過システム。
5. 前記シール界面（８０）は、前記第２の濾過要素（４０）の端面（４６）、特に前記カバー（５０）に設けられたシール要素（６４）、特にシールリング又はシール突起（４３）を含み、前記シール要素（６４）は、径方向（７４）内側に突出する、前記第１の濾過要素（１０）の支持管（２４）のリム（２６、２９）に対して、軸方向（７２）にシールする請求項１又は２に記載の濾過システム。
6. 前記シール界面（８０）は、軸方向（７２）において清浄側の前記出口（１１０）の反対側に位置する、前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）の領域（１５）と、前記第２の濾過要素（４０）に設けられた少なくとも１つのシール面（４５）と、を含む請求項１に記載の濾過システム。
7. 前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）は、前記濾材（１１）を越えて径方向（７４）内側に突出する請求項６に記載の濾過システム。
8. 前記領域（１５）は、前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）の内側リムに配置され、前記内側リムは、前記カバー（５０）に配置された周方向に延びる突起（５２）の径方向（７４）外側の円周面に設けられたシール面（４５）に対してシールし、前記突起は、前記カバー（５０）から軸方向（７２）に離れる方向に突出し、特に、前記第２のハウジング部分（１０６）に設けられた軸方向（７２）に突出するウェブ（１１４）が、前記第２の端部ディスク（１８）の溝（１７）に係合する請求項６又は７に記載の濾過システム。
9. 前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）の領域（１５）は、前記カバー（５０）において周方向に延びる突起（５２）の内側に配置されたシール面（４５）に対して径方向（７４）にシールし、前記突起は、前記カバー（５０）から軸方向（７２）に離れる方向に突出し、前記突起（５２）は、前記端部ディスク（１８）の溝（１９）に係合し、特に、前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）の内側リムは、前記第２のハウジング部分（１０６）に設けられた軸方向（７２）内側に突出するウェブ（１１８）によって径方向（７４）に支持される請求項６又は７に記載の濾過システム。
10. 前記領域（１５）は、前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）の内側リムに配置され、前記内側リムは、前記カバー（５０）に配置された周方向に延びる突起（５２）の径方向（７４）外側の円周面に設けられたシール面（４５）に対してシールし、前記突起は、前記カバー（５０）から軸方向（７２）に離れる方向に突出する請求項６又は７に記載の濾過システム。
11. 前記領域（１５）は、前記第１の濾過要素（１０）の第２の端部ディスク（１８）における前記濾材（１１）の断面内で周方向に延びる径方向突起（２０）の軸方向内向きの端面（５８）に配置され、前記突起は、前記カバー（５０）の端面に設けられたシール面（４５）に対してシールし、特に、前記支持管（２４）は、径方向（７４）内側に突出し、前記径方向突起（２０）に埋め込まれた周方向に延びるリム（２３）を含む請求項６又は７に記載の濾過システム。
12. 前記第２のハウジング部分（１０６）の端面（１１２）は、内側に湾曲する請求項１～１１のいずれか一項に記載の濾過システム。
13. 前記第２のハウジング部分（１０６）の端面（１１２）は、前記第２の濾過要素（４０）の第２の端面（４６）上に少なくとも部分的に延在する開口部を有する請求項１～１２のいずれか一項に記載の濾過システム。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の濾過システム（１００）用の濾過要素（１０）であって、
    中空体に形成され、特にジグザグ状に折り畳まれた濾材（１１）と、端面（１２）に配置された第１の端部ディスク（１４）と、その反対側に位置する端面（１６）に配置された第２の端部ディスク（１８）と、を備え、
    ２つの前記端部ディスク（１４、１８）はそれぞれ、中央開口部（２１、２２）を有し、前記濾材（１１）の端面（１２、１６）上に実質的に環状に延び、
    シール界面（８０）のシール面（２５）又は領域（１５）が、設置状態において清浄空気側の出口（１１０）の反対側に位置するように意図された端面（１６）に配置される濾過要素。
15. 前記濾材（１１）は、支持管（２４）の周りに配置され、前記支持管（２４）は、前記シール面（２５）を含む請求項１４に記載の濾過要素。
16. 前記支持管（２４）は、前記シール面（２５）が配置される径方向内側に突出するリム（２６、２７）を含む請求項１５に記載の濾過要素。
17. 設置状態において清浄空気側の出口（１１０）の反対側に位置するように意図された前記端面（１６）に設けられた端部ディスク（１８）は、前記濾材（１１）を越えて径方向（７４）内側に突出し、前記シール界面（８０）の領域（１５）、特に溝（１９）を含む請求項１４に記載の濾過要素。
18. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の濾過システム（１００）用の濾過要素（４０）であって、
    支持管（４８）上に単層又は多層として配置された濾材（４７）と、端面（４２）に配置され、軸方向に突出する第１の周方向に延びるソケット（４４）と、その反対側に位置する端面（４６）に配置された第２のカバー（５０）とを備え、
    前記カバー（５０）は、設置状態において、他の濾過要素（１０）とのシール界面（８０）を形成するように意図された少なくとも１つのシール面（４５）又は少なくとも１つのシール要素（６０、６２、１８）を含む濾過要素。
19. 前記カバー（５０）に、前記カバー（５０）から軸方向（７４）に離れる方向に突出する周方向に延びる突起（５２、５４、４３）が配置され、前記周方向に延びる突起（５２、５４）は、前記シール界面（８０）のシール要素（６０、６４）を担持するか、又は前記シール界面（８０）のシール突起（４３）を形成する請求項１８に記載の濾過要素。
20. 前記シール界面（８０）のシール要素（６２）は、前記カバー（５０）又は前記支持管（４８）の縁部（５１）に配置される請求項１８に記載の濾過要素。
21. 前記カバー（５０）に、前記シール界面（８０）のシール面（４５）として、軸方向（７２）外側に突出する周方向に延びる突起（５２、５６）が配置される請求項１８に記載の濾過要素。
    

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