特許 7291147 無線送電及び個別信号出力によるフィルタシステム、フィルタエレメント及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-06

(45)【発行日】2023-06-14

(54)【発明の名称】無線送電及び個別信号出力によるフィルタシステム、フィルタエレメント及び方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/42 20060101AFI20230607BHJP

   B01D 29/11 20060101ALI20230607BHJP

【ＦＩ】

B01D46/42 Z

B01D29/10 510C

B01D29/10 530B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020538587

(86)(22)【出願日】2019-02-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-20

(86)【国際出願番号】 US2019017059

(87)【国際公開番号】W WO2019157187

(87)【国際公開日】2019-08-15

【審査請求日】2021-12-28

(31)【優先権主張番号】62/627,425

(32)【優先日】2018-02-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591163214

【氏名又は名称】ドナルドソン カンパニー，インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(72)【発明者】

【氏名】ミラー， ダニー ダブリュ．

(72)【発明者】

【氏名】アダメク， ダニエル イー．

【審査官】谷本 怜美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０５５３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５３７８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／２０９６８４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４６／００－４６／９０

Ｂ０１Ｄ ２４／００－３７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルタシステム（３００、５００、８００、９１０、１０６０）のためのフィルタエレメント（３０２、５２０、５２１、８２０、８２１、９１４、１０００）であって、
フィルタ本体；
前記フィルタ本体内に配置されたフィルタ媒体；
前記フィルタ本体上に又はその中に配置されると共に受信アンテナ（３０８、９０８、１０９２）を含む無線受電器（３０６）；及び
前記無線受電器（３０６）と電気的に連通する制御回路（３１２）；を含み、
前記フィルタエレメントは、前記制御回路（３１２）と連通するフィードバックチャンネル回路（３１６）を含み、前記フィードバックチャンネル回路（３１６）は光フィードバックチャンネル回路を含み、
前記フィードバックチャンネル回路（３１６）は、前記光フィードバックチャンネル回路を介し送信するように構成され、前記光フィードバックチャンネル回路は前記受信アンテナ（３０８、９０８、１０９２）から分離されていることを特徴とする、フィルタエレメント。

【請求項2】

前記無線受電器（３０６）の前記受信アンテナ（３０８、９０８、１０９２）は、インダクタ、ＬＣ回路、及びＲＦ受電器の間の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のフィルタエレメント。

【請求項3】

前記フィルタエレメント（３０２、５２０、５２１、８２０、８２１、９１４、１０００）は前記光フィードバックチャンネル回路と電気的に連通する発光器（３１８）をさらに含む、請求項１及び２のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項4】

前記発光器（３１８）はＩＲ光を発射するダイオードを含む、請求項３に記載のフィルタエレメント。

【請求項5】

前記制御回路（３１２）と電気的に連通するセンサ（３１４）をさらに含む請求項１乃至４のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項6】

前記センサ（３１４）は圧力センサを含む、請求項５に記載のフィルタエレメント。

【請求項7】

前記センサ（３１４）は温度センサを含む、請求項５至６のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項8】

前記センサ（３１４）は振動センサを含む、請求項５乃至７のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項9】

前記センサ（３１４）は粒子センサを含む、請求項５乃至８のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項10】

前記センサ（３１４）はガス濃度センサを含む、請求項５乃至９のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項11】

前記センサ（３１４）から導出されるデータは前記フィードバックチャンネル回路（３１６）を介し外部受信器へ送信される、請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項12】

前記無線受電器（３０６）は前記フィルタ本体内へ恒久的に一体化される、又は前記フィルタ本体へ着脱可能に取り付けられる、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のフィルタエレメント。

【請求項13】

フィルタシステム（３００、５００、８００、９１０、１０６０）であって、
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のフィルタエレメント（３０２、５２０、５２１、８２０、８２１、９１４、１０００）；
内容積を画定するフィルタ筐体（３０４、５０２、８０２、９１２、１０６１、１１５０）であって、前記フィルタエレメント（３０２、５２０、５２１、８２０、８２１、９１４、１０００）は前記フィルタ筐体（３０４、５０２、８０２、９１２、１０６１、１１５０）の前記内容積内に収まるように構成される、フィルタ筐体；
前記フィルタ筐体（３０４、５０２、８０２、９１２、１０６１、１１５０）上に又はその中に配置される無線電力発射器（３２６）；及び
前記筐体（３０４、５０２、８０２、９１２、１０６１、１１５０）上に又はその中に配置され、前記フィードバックチャンネル回路（３１６）からの信号を受信するように構成される信号受信器（３３６、５２４、６２４、７２４、１０９７）、を含むフィルタシステム。

【請求項14】

前記フィルタ筐体は前記フィルタ筐体（３０４、５０２、８０２、９１２、１０６１、１１５０）と前記フィルタエレメント（３０２、５２０、５２１、８２０、８２１、９１４、１０００）との間の流体流路（４０２）を画定し、
前記フィルタエレメント（３０２、５２０、５２１、８２０、８２１、９１４、１０００）は前記光フィードバックチャンネル回路と電気的に連通する発光器（３１８）をさらに含み、
前記流体流路（４０２）は前記発光器（３１８）と前記信号受信器（３３６、５２４、６２４、７２４、１０９７）との間を通り、
前記信号受信器（３３６、５２４、６２４、７２４、１０９７）は光検出器（３３８）を含む、請求項１３に記載のフィルタシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、すべての国の指定のための出願人である米国の国内企業ＤＯＮＡＬＤＳＯＮ ＣＯＭＰＡＮＹ，ＩＮＣ．並びにすべての国の指定のための発明者である米国市民Ｄａｎｎｙ Ｗｉｌｌｉａｍ Ｍｉｌｌｅｒ及び米国市民Ｄａｎｉｅｌ Ｅ．Ａｄａｍｅｋの名のもとに２０１９年２月７日にＰＣＴ国際特許出願として出願されており、参照のためその全体を本明細書に援用する及び２０１８年２月７日出願の米国仮特許出願第６２／６２７，４２５号明細書の利益及び優先権を主張する。

【0002】

本明細書における実施形態はフィルタエレメント及びフィルタシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

流体流はしばしばその中に粒子材料を運ぶ。多くの場合、流体流から粒子材料の一部又はすべてを除去することが望ましい。例えば、電動車両又は動力生成装置のエンジンへの吸気流、ガスタービンへ向けられたガス流、及び様々な燃焼炉への気流はしばしば粒子材料をその中に含む。粒子材料は、関与する様々な機構の内部仕組みに到達すれば、それに対し相当な損傷を引き起こし得る。従って、このようなシステムはエンジン、タービン、燃焼炉又は他の関与する機器の上流の流体流から粒子材料を除去することが望ましい。多様な空気フィルタ又はガスフィルタ配置が粒子除去のために開発されてきた。粒子除去を越えて、フィルタシステムはまた、気相又は液相汚染物質除去システムとして使用され得る。

【0004】

多くのフィルタシステムは、適切な動作を保証するために時々交換及び／又はサービスされなければならないフィルタエレメントを含む。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態はフィルタエレメント及びフィルタシステムを含む。一実施形態では、フィルタシステムのためのフィルタエレメントが含まれる。フィルタエレメントはフィルタ本体とフィルタ本体内に配置されたフィルタ媒体とを含み得る。無線受電器がフィルタ本体に関連付けられ得る。無線受電器は、受信アンテナ、無線受電器と電気的に連通する制御回路、及び制御回路と連通するフィードバックチャンネル回路であって受信アンテナから分離されたチャネルを介し送信するように構成されたフィードバックチャンネル回路を含み得る。

【0006】

一実施形態では、フィルタエレメントを有するフィルタシステムが含まれる。フィルタエレメントは、フィルタ本体、フィルタ本体内に配置されたフィルタ媒体、フィルタ本体に関連付けられた無線受電器、無線受電器と電気的に連通する制御回路、及び制御回路と連通するフィードバックチャンネル回路を含み得る。内容積を含むフィルタ筐体が含まれ得る。フィルタエレメントはフィルタ筐体の内容積内に収まるように構成され得る。無線電力発射器がフィルタ筐体に関連付けられ得る。信号受信器もまた筐体に関連付けられ得る。

【0007】

一実施形態では、フィルタシステムが含まれる。フィルタシステムは、スピンオンキャニスタフィルタ、スピンオンキャニスタフィルタに関連付けられた無線受電器、無線受電器と電気的に連通する制御回路、及び制御回路と連通するフィードバックチャンネル回路を含み得る。フィルタヘッドはスピンオンキャニスタフィルタを収容するように構成され得る。無線電力発射器がフィルタヘッドに関連付けられ、信号受信器が筐体に関連付けられる。

【0008】

この概要は、本出願の教示のうちのいくつかの教示の概観であり、本主題の排他的又は網羅的処理となるようには意図されていない。さらなる詳細は詳細説明及び添付の特許請求の範囲に見出される。他の態様は、以下の詳細説明を読み、理解し、そしてその一部を形成する添付図面（それぞれは限定的な意味で採用されるべきでない）を見ると、当業者にとって明らかになる。本明細書における範囲は添付の特許請求の範囲及びそれらの法的等価物により定義される。

【0009】

態様は以下の添付図面に関連してより完全に理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】フィルタシステムデータ通信環境１００の概略図である。

【図2】本開示によるフィルタシステムが使用されるシステムの実施形態の概略図である。

【図3】本明細書における様々な実施形態によるフィルタシステムの一部分の概略図である。

【図4】本明細書における様々な実施形態によるフィルタシステムの一部分の概略図である。

【図5】本明細書における様々な実施形態によるその中に設置された一次フィルタエレメントを有するフィルタシステムの概略断面図である。

【図6】本明細書における様々な実施形態によるその中に設置された一次フィルタエレメントを有するフィルタシステムの概略断面図である。

【図7】本明細書における様々な実施形態に従ってその中に設置された一次フィルタエレメント及び二次フィルタエレメントを有するフィルタシステムの概略断面図である。

【図8】本明細書における様々な実施形態に従ってその中に設置された一次フィルタエレメント及び二次フィルタエレメントを有するフィルタシステムの概略断面図が示される。

【図9】本開示の原理に従って構築された筐体及びフィルタエレメントを含むフィルタシステムの分解斜視図が示される。

【図10】本明細書における様々な実施形態によるその中にフィルタエレメントを有するフィルタシステムの概略分解透視図である。

【図11】本明細書における様々な実施形態によるフィルタヘッド及びスピンオンキャニスタフィルタを含むフィルタアセンブリの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

実施形態は様々な修正及び代替形式に服するが、その各論は、添付図面に一例として示されており、詳細に説明されることになる。しかし、本明細書の範囲は説明される特定実施形態へ限定されるものではないということを理解すべきである。逆に、本発明は本明細書の精神及び範囲に入る修正、等価及び代替実施形態をカバーする。

【0012】

本明細書における実施形態はフィルタエレメント及びフィルタシステムを含み得、電力が、その上に含まれる回路／ハードウェア（限定しないが制御回路、センサ及び／又は他のハードウェアを含む）を動作させるためにフィルタエレメントへ無線で供給され得る。電力は様々な無線送電技術を使用（限定しないが時変電場、磁場又は電磁場の使用を含む）して無線で転送され得る。本明細書において使用される無線送電手法は非放射技術及び放射技術を含み得る。近接場技術又は非放射技術では、電力はワイヤのコイル間の誘導結合を使用して磁場により又は金属電極間の容量結合を使用して電界により転送される。本明細書における様々な実施形態では、誘導結合は電力をタグ部品へ無線で供給するために使用され得る。

【0013】

いくつかの特定実施形態では、２つのループアンテナ間の電磁誘導が採用される。一手法では、無線受電器が無線電力発射器の範囲内に置かれると、同調回路を形成するアンテナコイル及びキャパシタが、この場からエネルギーを吸収して蓄積し、音叉の電気的版のように共振する。このエネルギーは、電力をフィルタエレメントの部品へ次に供給する直流へ整流され得る。

【0014】

頻繁に、フィルタエレメントはフィルタシステムの別の部品（フィルタ筐体など）により受信される信号及び／又はフィードバックを提供することが望ましい可能性がある。一例として、信号は、フィルタエレメントに関連付けられたセンサの出力に関係する可能性がある。信号は、フィルタ条件、フィルタエレメントの予測耐用寿命、濾過される流体の条件、濾過される流体内の粒子又は他の汚染物質に関係する態様などの様々な因子に関係し得る。

【0015】

いくつかのケースでは、信号は、電力を無線で受信するために使用される同じハードウェアの一部を使用することによりフィルタエレメントから報告され得る。例えば、誘導技術を介し電力を受信するために使用される同じアンテナ又はコイルがフィルタエレメントからの情報出力を転送するために使用される可能性がある。しかし、フィルタエレメントが他のハードウェアを使用して信号を生成することができるようにされることが望ましい可能性がある。本明細書における様々な実施形態では、フィルタエレメントは、電力を無線で受信し、次に、無線受電ハードウェアから分離したフィードバックチャンネルを使用することにより信号出力をフィルタシステムの別の部品（フィルタ筐体などの）へ送信し得る。一例として、フィードバックチャンネルは光フィードバックチャンネルであり得る。しかし、他のタイプのフィードバックチャンネルもまた本明細書において企図される。様々な実施形態では、別個のフィードバックチャンネルの使用は、信号生成及び／又は受信をより信頼できるようにし、より高いエネルギー効率にし、及び／又は実現することをより容易にし得る。

【0016】

次に図１を参照すると、フィルタシステムデータ通信環境１００の概略図が示される。車両などの機械１０２はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ：ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ）１０４及びフィルタシステム１０６を含み得る。フィルタシステム１０６は、限定しないが、入ってくる空気、燃料、潤滑油又は排気ガスなどの流体を濾過することを含む様々な目的のためのものであり得る。いくつかの実施形態では、機械１０２は複数のフィルタシステムを含む。例示的フィルタシステムが以下にさらに詳細に説明される。

【0017】

いくつかの実施形態では、フィルタシステム１０６はＥＣＵ１０４と有線的やり方又は無線的やり方のいずれかで電子的通信状態にあり得る。いくつかの実施形態では、フィルタシステム１０６は、ＥＣＵ１０４をバイパスすることにより、又はＥＣＵ１０４と交換される有線又は無線信号と並列に、のいずれかにより無線信号を機械１０２又は車両の外に在る部品へ又はそれから発射及び／又は受信し得る。しかし、他の実施形態では、フィルタシステム１０６は機械１０２の外に在る部品と通信しないかもしれない。

【0018】

機械１０２は作業環境１１６内に存在し得る。作業環境１１６は、機械１０２が主として働く地理的エリアを表し得る。機械１０２の性質に依存して、作業環境１１６は極めて大きい（１平方マイル当たり１０～１０００）又は比較的小さい（１平方マイル当たり１０未満又はさらには１に満たない）可能性がある。作業環境１１６は例えば採鉱施設、建設現場、出荷又は配送センター、生産施設などであり得る。いくつかの実施形態では、ゲートウェイ又は中継器ユニット１１０が作業環境１１６内に配置され得る。ゲートウェイ又は中継器ユニット１１０は、いくつかの実施形態では、機械１０２及び／又はフィルタシステム１０６及び／又はＥＣＵ１０４などのその部品と無線で通信する。いくつかの実施形態では、ゲートウェイ又は中継器ユニット１１０はインターネット又は様々な私設ネットワークなどの外部データネットワーク１２２と接続され得る。いくつかの実施形態では、データネットワーク１２２はパケット交換網であり得る。いくつかの実施形態では、ゲートウェイ又は中継器１１０はまたデータネットワークルータ機能を含み得る。

【0019】

いくつかの実施形態では、サーバ１１２もまた作業環境１１６内に配置され得る。サーバ１１２はゲートウェイ又は中継器ユニット１１０からデータを受信し得る。しかし、多くの実施形態ではサーバ１１２は作業環境１１６内に無くてもよいということが理解されるようになる。

【0020】

いくつかの実施形態では、機械１０２、ＥＣＵ１０４、フィルタシステム１０６、ゲートウェイ又は中継器ユニット１１０などの部品のうちの１つ又は複数からの無線信号が、セルラ塔又は他の無線通信塔である可能性がある無線通信塔１２０（又はアンテナアレイ）と交換され得る。無線通信塔１２０は、インターネット又は別のタイプの公設又は私設データネットワークなどのデータネットワーク１２２へ接続され得る（パケット交換又は別の方法で）。

【0021】

データネットワークは作業環境１１６の外に在る他の部品との一方向又は双方向通信を提供し得る。例えば、サーバ１２４又は他の処理デバイスが、機械１０２、ＥＣＵ１０４、フィルタシステム１０６、ゲートウェイ又は中継器ユニット１１０などの１つ又は複数の部品からデータを含む電子的信号を受信し得る。サーバ１２４はデータを格納するためにデータベース１２６とインターフェースし得る。いくつかの実施形態では、サーバ１２４（又はサーバシステムの一部分である特定デバイス）は、データベース１２６内に格納されたデータをユーザが照会することを可能にし得るユーザデバイス１２８とインターフェースし得る。

【0022】

フィルタシステム１０６により生成されるデータは様々なタイプのものであり得る。いくつかの実施形態では、フィルタシステム１０６により生成されるデータは、圧力降下、経時的な圧力降下変化に関するデータ、一次フィルタ除去事象及び／又はその数、二次フィルタ除去事象及び／又はその数、一次フィルタ使用時間、二次フィルタ使用時間、一次フィルタ設置日時及び／又は設置事象の数、二次フィルタ設置日時及び／又は設置事象の数などを含み得る。

【0023】

ここで図２を参照すると、本開示によるフィルタシステムが使用されるシステムの実施形態の概略図が示される。図２では、規程定格気流需要（例えば少なくとも１，４００リットル／分（５０立方フート／分）～最大５１，０００リットル／分（１８００立方フート／分）を有するエンジン２３３を有する機器２３２（車両など）が概略的に示される。機器２３２は、バス、高速道路トラック、オフロード車両、トラクタ、軽量又は中量トラック又はモータボートなどの海洋アプリケーションであり得る。エンジン２３３は空気／燃料混合物の使用を通じて動力を機器２３２に供給する。図２では、吸気領域２３５においてエンジン２３３内に引き込まれる気流が示される。任意選択的ターボ２３６が、エンジン２３３中への吸気を任意選択的に増強するものとして仮想線で示される。フィルタ構築物２４２を有するフィルタシステム２４０がエンジン２３３及びターボ２３６の上流に在る。一般的に、動作中、空気は、矢印２４４で示すように、フィルタシステム２４０中へ引き込まれそしてフィルタ構築物２４２を通る。そこでは、粒子及び汚染物質が空気から除去される。浄化された空気は矢印２４６で示すように下流へ流れ吸気領域２３５内に入る。そこから、空気はエンジン２３３内へ流れて機器２３２の動力を供給する。

【0024】

次に図３を参照すると、本明細書における様々な実施形態によるフィルタシステム３００の一部分の概略図が示される。フィルタシステム３００はフィルタエレメント３０２及びフィルタ筐体３０４を含み得る。概略図を簡単にするために、フィルタエレメント３０２とフィルタ筐体３０４は互いに隣接して配置され単純に示される。しかし、多くの実施形態ではフィルタエレメント３０２はフィルタ筐体３０４の少なくとも一部分内に収まるように構成され得るということが理解されることになる。フィルタエレメント３０２はフィルタ本体（図３に示さず）及びフィルタ媒体（図３に示さず）を含み得る。フィルタエレメント３０２はフィルタ本体に関連付けられた無線受電器３０６をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、無線受電器３０６はフィルタ本体内に恒久的に一体化され得る。他の実施形態では、無線受電器３０６はフィルタ本体へ着脱可能に取り付けられ得る。無線受電器３０６はまた、受信アンテナ３０８及びキャパシタ３１０などの部品を含み得る。フィルタエレメント３０２はまた、無線受電器３０６と電気的に連通する制御回路３１２を含み得る。フィルタエレメント３０２はまた、制御回路３１２と連通するフィードバックチャンネル回路３１６であって受信アンテナ３０８から分離されたチャネルを介し送信するように構成されたフィードバックチャンネル回路３１６を含み得る。

【0025】

この例では、受信アンテナ３０８はインダクタである。しかし、受信アンテナ３０８はまた他の形式を取り得る。様々な実施形態では、無線受電器３０６はＬＣ回路を含み得る。様々な実施形態では、無線受電器３０６はＲＦ受電器を含み得る。無線受電器３０６はフィルタ本体上に又はその中に配置され得る。

【0026】

いくつかの実施形態では、フィードバックチャンネル回路は光フィードバックチャンネル回路を含み得る。いくつかの実施形態では、フィルタエレメント３０２は光フィードバックチャンネル回路と電気的に連通する発光器３１８及び／又は他の電気部品３２０をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、発光器は発光ダイオードを含み得る。いくつかの実施形態では、発光器は赤外線発光ダイオードを含み得る。

【0027】

いくつかの実施形態では、信号発射器はデータを運び得る。例えば、光信号発射器は２値データ形式の「０」と「１」とに対応し得るオンとオフとを循環させることによりデジタル情報を運び得る。他の実施形態では、信号発射器のオン及びオフ期間は非２進データ形式に対応し得る。

【0028】

データ自体は、限定しないがセンサ（以下に説明される）から導出されるデータを含む様々なタイプのデータを表し得る。

【0029】

他の実施形態では、信号発射器はセンサの一部として働き得る。例えば、流体中吸収度（ｆｌｕｉｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）、透過率、又は他の光学的又は非光学的現象の特性を感知する文脈では、信号発射器は信号を生成する役目を果たし得、検出器（フィルタ筐体に関連付けられた）は信号発射器から信号を受信し得る。

【0030】

いくつかの実施形態では、フィルタエレメント３０２は制御回路３１２と電気的に連通するセンサ３１４をさらに含み得る。多くの異なるタイプのセンサが本明細書において企図される。一例として、センサ３１４は、圧力センサ、温度センサ、振動センサ、粒子センサ、ガス濃度センサなどであり得る。

【0031】

いくつかの実施形態では、センサ３１４から導出されたデータはフィードバックチャンネル回路３１６を介し外部受信器（フィルタ筐体３０４に関連付けられた受信器など）へ送信される。

【0032】

フィルタ筐体３０４は内容積を画定し得、フィルタエレメント３０２はフィルタ筐体３０４の内容積内に収まるように構成され得る。無線電力発射器３２６はフィルタ筐体３０４に関連付けられ得る。無線電力発射器３２６はまた、発射アンテナ３２８及びキャパシタ３３０などの部品を含み得る。フィルタ筐体３０４はまた、無線電力発射器３２６と電気的に連通する制御回路３３２を含み得る。信号受信器３３６は、フィルタ筐体３０４に関連付けられ得、フィードバックチャンネル回路３１６から信号を受信するように構成され得る。いくつかの実施形態では、信号受信器３３６は光検出器３３８を含み得る。電源３４０などの様々な回路系が制御回路３３２に関連付けられ得る。

【0033】

この例では、発射アンテナ３２８はインダクタである。しかし、発射アンテナ３２８はまた他の形式を取り得る。様々な実施形態では、無線電力発射器３２６はＬＣ回路を含み得る。図３に示す図では、発射アンテナ３２８は電磁場３４２を生成し、電磁場３４２は次に受信アンテナ３０８を介し受信される。

【0034】

様々な実施形態によると、制御回路３３２は、データ蓄積器（読み出され得そしていくつかの状況下では書き込まれ得るデータ蓄積のための記憶回路を含む）を含み得る及び／又はそれと電気的に連通し得る。

【0035】

いくつかの実施形態では、フィルタ筐体はフィルタ筐体間の流体流路を画定し得、フィルタエレメント及び流体流路は発光器と信号受信器との間を（少なくとも部分的に）通り得る。

【0036】

次に図４を参照すると、本明細書における様々な実施形態によるフィルタシステム３００の一部分の概略図が示される。この実施形態では、フィルタ筐体３０４は、フィルタシステム３００が動作中に流体がこの中を流れる（４０４）流体流路４０２を画定する。流体流路４０２は発光器３１８と光検出器３３８との間を通り得る。このようにして、流体流路４０２を通る流体に関する態様が、光検出器３３８により受信される信号を評価することにより確定され得る。光学的に判断され得る流体の態様は濁度、色、吸収度などを含み得る。しかし光検出器以外の検出器も使用され得るということが理解されるようになる。一例として、発光器３１８及び光検出器３３８の代わりに、第１の電極及び第２の電極が使用される可能性がある。さらに他の実施形態では、発光器３１８及び光検出器３３８の代わりに、音発射器又は振動発射器及び振動検出器が使用される可能性がある。多くのタイプの発射器及び検出器が企図される。

【0037】

ここで図５を参照すると、本明細書における様々な実施形態によるその中に設置された一次フィルタエレメント５２０を有するフィルタシステム５００の概略断面図が示される。フィルタシステム５００は、流体入口５１０及び流体出口５１２を含むと共に内容積５１４を画定する筐体５０２を含み得る。一次フィルタエレメント５２０は、筐体５０２の内容積５１４内に配置され得、その中に着脱可能に配置されるように構成され得る。図５に示す図では、一次フィルタエレメント５２０は、一次フィルタエレメント５２０が内容積５１４の遠端部５２８に近い又はそれに接触する位置に在るように筐体５０２内へ十分挿入される。内容積５１４の反対側には、内容積５１４の近端部５３０が在る。内容積５１４の近端部５３０は、筐体の近端部をそれを通る流体の流れから密閉するために近端部５３０と隣接して嵌合する着脱可能カバー５０４と係合するように構成される。着脱可能カバー５０４は、近端部５３０と係合し得、ねじ、摩擦嵌合機構、掛け金、バックル、スナップ式機構などを含む様々なデバイス又は構造を介しそれへ取り付けられた状態のままであり得る。

【0038】

受電及び信号伝達エレメント５２２がフィルタエレメント５２０に関連付けられ得る。受電及び信号伝達エレメント５２２は、上記図３を参照して説明したフィルタエレメント３０２に関連付けられた特徴を含み得る。送電及び信号受信エレメント５２４は筐体５０２内に又はその上に配置され得る。送電及び信号受信エレメント５２４は、上記図３を参照して説明したフィルタ筐体３０４に関連付けられた特徴を含み得る。送電及び信号受信エレメント５２４は、電力を受電及び信号伝達エレメント５２２へ無線で送信しそしてそれから戻る信号を無線で受信するように構成され得る。

【0039】

フィルタエレメントの他の部品とフィルタ筐体とに対する受電及び信号伝達エレメント５２２並びに送電及び信号受信エレメント５２４の位置は変化し得る。図５の例では、受電及び信号伝達エレメント５２２並びに送電及び信号受信エレメント５２４は互いに直隣に位置決めされる。しかし、図６を参照すると、受電及び信号伝達エレメント５２２並びに送電及び信号受信エレメント５２４は流体流路６０２を挟んで互いに分離される。

【0040】

加えて、図６は、２つ以上の受電及び信号伝達エレメント５２２並びに２つ以上の送電及び信号受信エレメント５２４を示す。この例では、第２の受電及び信号伝達エレメント６２２並びに第２の送電及び信号受信エレメント６２４が示される。第２の受電及び信号伝達エレメント６２２並びに第２の送電及び信号受信エレメント６２４は流体流路６０２を挟んで互いに分離されるが、この場合、これらは、他の受電及び信号伝達エレメント５２２並びに送電及び信号受信エレメント５２４より流体入口５１０から遠く離れて配置される。

【0041】

２つ以上の送電及び信号受信エレメント５２４及び／又は２つ以上の受電及び信号伝達エレメント５２２が存在するいくつかのケースでは、これらのいくつかの部品（図３に示すものなど）は共有され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の受電及び信号伝達エレメント５２２は、電力を無線で受信し、次に、受信された電力を、フィルタエレメントを通る有線接続を介し第２の受電及び信号伝達エレメント６２２と共有するためにアンテナなどのハードウェアを含み得る。

【0042】

本明細書におけるフィルタシステムの実施形態は２つ以上のフィルタエレメントを含み得るということが理解されることになる。例えば、本明細書におけるいくつかの実施形態では、フィルタシステムは一次フィルタエレメント及び二次フィルタエレメントを含むように構成され得る。一次フィルタエレメントは、濾過活動のほとんど又はすべてを通常動作中に行い得る。しかし、一次フィルタが故障すれば、二次フィルタエレメント（又はバックアップフィルタエレメント）が、流体を一定期間の間濾過することにより、フィルタシステムが配置される機械を保護し得る。いくつかの実施形態では、一次及び二次フィルタは同じ頻度で取り替えられる。しかし、他の実施形態では、一次フィルタは二次フィルタを変更する頻度より高い頻度で取り替えられる。

【0043】

ここで図７を参照すると、本明細書における様々な実施形態によるその中に設置された一次フィルタエレメント５２０及び二次フィルタエレメント５２１を有するフィルタシステム５００の概略断面図が示される。フィルタシステム５００は、流体入口５１０及び流体出口５１２を含むと共に内容積５１４を画定する筐体５０２を含み得る。一次フィルタエレメント５２０は、筐体５０２の内容積５１４内に配置され得、その中に着脱可能に配置されるように構成され得る。二次フィルタエレメント５２１は、筐体５０２の内容積５１４内に配置され得、又、一次フィルタエレメント５２０を同時に除去するしないにかかわらずその中に着脱可能に配置されるように構成され得る。

【0044】

図７に示す図では、一次フィルタエレメント５２０及び二次フィルタエレメント５２１は、一次及び二次フィルタエレメント５２０、５２１が内容積５１４の遠端部５２８に近い又はそれに接触する位置に在るように筐体５０２内へ十分挿入される。内容積５１４の反対側には、内容積５１４の近端部５３０が在る。内容積５１４の近端部５３０は、筐体の近端部をそれを通る流体の流れから密閉するために近端部５３０と隣接して嵌合するカバー５０４と係合するように構成される。

【0045】

第１の受電及び信号伝達エレメント５２２は一次フィルタエレメント５２０に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得、第２の受電及び信号伝達エレメント７２２は二次フィルタエレメント５２１に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得る。第１の送電及び信号受信エレメント５２４は筐体５０２内に又はその上に配置され得、第２の送電及び信号受信エレメント７２４もまた筐体５０２内に又はその上に配置され得る。第１の送電及び信号受信エレメント５２４は、電力を第１の受電及び信号伝達エレメント５２２へ無線で送信するようにそしてそれから信号を無線で受信するように構成され得る。第２の送電及び信号受信エレメント７２４は電力を第２の受電及び信号伝達エレメント７２２へ無線で送信するようにそしてそれから信号を無線で受信するように構成され得る。

【0046】

本明細書におけるフィルタシステムは多くの異なる形状及び構成を採り得るということが理解されることになる。ここで図８を参照すると、本明細書における様々な実施形態によるその中に設置された一次フィルタエレメント８２０及び二次フィルタエレメント８２１を有するフィルタシステム８００の概略断面図が示される。フィルタシステム８００は流体入口８１０及び流体出口８１２を含む筐体８０２を含み得る。筐体は内容積８１４を画定し得る。一次フィルタエレメント８２０は、筐体８０２の内容積８１４内に配置され得、その中に着脱可能に配置されるように構成され得る。二次フィルタエレメント８２１は、筐体８０２の内容積８１４内に配置され得、また、その中に着脱可能に配置されるように構成され得る。この実施形態では、一次フィルタエレメント８２０は二次フィルタエレメント８２１を除去するしないにかかわらず除去され得る。

【0047】

内容積８１４の反対側に在るのは、内容積８１４の近端部８３０である。内容積８１４の近端部８３０は、その中の流体の流れから筐体の近端部を密封するために近端部８３０と隣接して嵌合するカバー８０４と結合するように構成される。

【0048】

第１の受電及び信号伝達エレメント５２２は一次フィルタエレメント８２０に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得、第２の受電及び信号伝達エレメント７２２は第２のフィルタエレメント８２１に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得る。第１の送電及び信号受信エレメント５２４は筐体８０２内に又はその上に配置され得、第２の送電及び信号受信エレメント７２４も筐体８０２内に又はその上に配置され得る。第１の送電及び信号受信エレメント５２４は電力を第１の受電及び信号伝達エレメント５２２へ無線で送信するようにそしてそれから信号を受信するように構成され得る。第２の送電及び信号受信エレメント７２４は電力を第２の受電及び信号伝達エレメント７２２へ無線で送信するようにそしてそれから信号を無線で受信するように構成され得る。

【0049】

上記を参照すると、フィルタシステムの多くの異なる形状及び構成が本明細書において企図される。ここで図９を参照すると、筐体９１２及び着脱可能且つ交換可能一次フィルタエレメント９１４を含むフィルタシステム９１０の分解斜視図が示される。示された例では、筐体９１２は筐体本体９１６と着脱可能サービス用カバー９１８とを含む。カバー９１８は、サービスのための筐体本体９１６の内部へのサービスアクセスを提供する。図９に描写する一般型のフィルタシステム９１０に関して、サービスは通常、改装又は交換のいずれかのために少なくとも１つのフィルタエレメント（描写されたフィルタエレメント９１４など）を筐体９１２から取り外し除去することに関わる。

【0050】

描写された筐体９１２は、端９２１、空気入口９２２、及び空気出口９２４を有する外壁９２０を含む。描写された実施形態に関し、入口９２２及び出口９２４は両方とも筐体本体９１６内に在る。他の実施形態では、入口９２２又は出口９２４の少なくとも一方はカバー９１８の一部分であり得る。典型的使用では、周囲又は未濾過空気が入口９２２を通ってフィルタシステム９１０に入る。フィルタシステム９１０内では、この空気は所望レベルの粒子除去を得るためにフィルタエレメント９１４を通過される。次に、この濾過された空気は、出口９２４を通ってフィルタシステム９１０から外方向に通過し、適切な導管作業又は導管により関連エンジン又はコンプレッサ又は他のシステムの吸気の入口へ向けられる。

【0051】

図９は粒子除去のためのフィルタエレメントを説明するが、本明細書における実施形態がまた気相及び／又は液相汚染物質の除去のためのフィルタシステム及び／又はフィルタエレメントを含むということが理解されることになる。

【0052】

描写された特定フィルタシステム９１０は樽形状又は概して円筒状構成を画定する外壁９２０を有する。この特定構成では、出口９２４は通常、フィルタエレメント９１４により規定された長手方向中心軸の方向に延びそれを囲むので軸方向出口として説明され得る。サービス用カバー９１８は通常、筐体本体９１６の開放端９２６にぴったり嵌る。示された特定配置では、カバー９１８は、掛け金９２８により端９２６の上に適所に固定される。

【0053】

図９はまた、フィルタエレメント９１４の第１のエンドキャップ９５４上に配置された受信アンテナ９０８（無線受電器の一部分であり得る）及び信号発射器９６２（フィードバックチャンネル回路の一部分であり得る）を示す。発射アンテナ９６４は筐体９１２の端部９２１上に又はその中に取り付けられ得る。いくつかの実施形態では、発射アンテナ９６４は無線電力発射器の一部分であり得、システムコントローラ９６５と電気的に連通し得る。信号受信器（この図に示さない）は、筐体９１２に関連付けられ得、信号発射器９６２から信号を受信し得る。システムコントローラ９６５は、データのテレメトリ、格納及び／又は処理、電力貯蔵及び／又は変調などのための様々な回路系（ＲＡＭ／ＲＯＭを及び／又はデータレジスタを含む）を含み得る。いくつかの実施形態では、システムコントローラ９６５はマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などを含み得る。

【0054】

本明細書で使用される、用語「フィルタエレメント」又は「エレメント」は、流体が入口９２２から内部を通って出口９２４へ導かれると濾過される流体が通過するフィルタ媒体を含む着脱可能且つ交換可能な部品を指す。フィルタエレメント９１４は濾過機能を行う。別途明記しない限り、用語「エレメント」、「フィルタエレメント」、及び「フィルタ」はフィルタシステム９１０内の着脱可能且つ交換可能な部品を指すように意図される。好適には、フィルタエレメントは、適切なサービス間隔で手動で除去及び交換され得るように構成される。

【0055】

本明細書では、用語「一次エレメント」又は「一次フィルタエレメント」は通常、塵、粒子又は他の汚染物質負荷の大部分がフィルタシステム使用中に発生するフィルタエレメントを指す。２つのエレメントを有する典型的システムでは、一次エレメントは、典型的組み立て中は安全エレメントの上流側に位置する。この文脈における「上流」により意味するのは「使用中のフィルタエレメント位置、フィルタシステム構成、及びシールの位置に起因して、空気又は別の流体が通常、空気又は他の流体が入口９２２から出口９２４へ移動する際に空気又は他の流体が安全エレメントを通過する前に一次エレメントを通過しなければならない」ということである。

【0056】

本明細書では、用語「二次エレメント」又は「安全エレメント」は一次エレメントの下流側エレメントを指す。通常、極僅かの塵、粒子又は他の汚染物質負荷が安全エレメントに対し発生する。極僅かの塵、粒子又は他の汚染物質負荷は通常、一次エレメントの一部分の故障又はシールの故障、又は一次エレメントのサービス中の不慮の塵移動、又はいくつかの他の災難のいずれかの結果としてだけ発生する。

【0057】

本明細書においてこれまで示されたフィルタエレメント及び筐体の多くは、円筒形状フィルタエレメントとこれらを嵌め込むように構成された筐体とを描写するが、多くの異なる形状を有するフィルタエレメントが本明細書において企図されるということが理解されることになる。加えて、二次又は安全フィルタエレメントを含む上に参照された実施形態は一次フィルタエレメント内にちょうど収まるこのような二次又は安全フィルタエレメントを示すが、一次及び二次フィルタエレメントを含む他の多くの構成のフィルタシステムが本明細書において企図される。「第１のフィルタエレメント」への参照は、本明細書で述べた一次フィルタエレメント又は二次フィルタエレメントのいずれかを文脈に依存して指し得る。同様に、「第２のフィルタエレメント」への参照は、本明細書で述べた一次フィルタエレメント又は二次フィルタエレメントのいずれかを文脈に依存して指し得る。

【0058】

ここで図１０を参照すると、フィルタエレメント１０００を有するフィルタシステム１０６０の概略分解透視図が描写される。フィルタシステム１０６０は筐体部１０６２、１０６３を有する筐体１０６１を含み得る。筐体部１０６２、１０６３間には、設置中に、軸方向筐体シール装置１００２が配置され、締めつけられるだろう。筐体部の一方１０６３は通常、フィルタエレメント収容器となり、収容溝１０６５をその中に含むことになる。設置中に、シール装置１００２は収容溝１０６５へ嵌められる。第２の筐体部１０６３は通常、設置中に表面へ圧力を印加するように配向された圧力フランジ１０６４を含むだろう。圧力フランジ１０６４は、密閉のためにシール部材１０１２を溝１０６５の棚面部分又はシール面部分に対して適切に締めつけるためにシール面が加圧されるということを保証するのを助ける。ボルト又はオーバセンタ（ｏｖｅｒ ｃｅｎｔｅｒ）掛け金などの様々な保持機構が力を印加し保持するために使用され得る。

【0059】

図１０を依然として参照すると、筐体部１０６３は、設置中にシール装置１００２を取り囲み、それから任意選択的ハンドル部材１０３０、１０３１と同じ方向に突出し得るシール領域外周リム１０７０を含む。フィルタエレメント１０００はリム１０７０内に凹設され得る。

【0060】

図１０を依然として参照すると、筐体部１０６３はまた、リム１０７０により取り囲まれたシール領域内周リム１０７１であってシール係合面を含む溝１０７２によりリム１０７０から離間されたシール領域内周リム１０７１を含む。リム１０７１は任意選択的であるが、リム１０７１は好ましい。リム１０７１は通常、フィルタエレメント１０００が適切に設置されると、シール装置又は部材１０１２の一部分がリム１０７１とリム１０７０との間に位置するように配置されることになる。

【0061】

無線受電器の一部分であり得る受信アンテナ１０９２及びフィードバックチャンネル回路の一部分であり得る信号発射器１０９３はフィルタエレメント１０００に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得る。特に、受信アンテナ１０９２はフィルタエレメント１０００の側壁１００３上に若しくはその中に又はフィルタエレメント１０００の別の部品上に又はその中に配置され得る。発射アンテナ１０９４は筐体１０６１上に又はその中に取り付けられ得る。発射アンテナ１０９４は無線電力発射器の一部分であり得る。信号受信器１０９７は、筐体１０６１に関連付けられ得、信号発射器１０９３から信号を受信し得る。

【0062】

いくつかの実施形態では、発射アンテナ１０９４は、電気的コンタクト１０９６を含むコンタクトパッド１０９５と電気的に連通し得る。コンタクトパッド１０９５は、発射アンテナ１０９４と他の機器とを接続して電力を運ぶことを容易にし得る。

【0063】

図１０の筐体１０６２は概略であるということに注意すべきである。筐体はまた、その設置、気流入口、気流出口などに関係する追加特徴を有し得る。また、受信アンテナ１０９２及び信号発射器１０９３は、多くの異なる特定位置に（例えば、フィルタエレメント１０００の内部上に、又はフィルタエレメント１０００若しくはフィルタシステムの他の部品内に若しくはその間に）在り得る。

【0064】

ここで図１１を参照すると、フィルタヘッド１１４４及びスピンオンキャニスタフィルタ１１４６を含むフィルタアセンブリ１１４０の分解斜視図が示される。フィルタヘッド１１４４はスピンオンキャニスタフィルタ１１４６とボウルカートリッジフィルタ（図示せず）との両方を動作可能に収容することができる。「動作可能に収容する」により意味するのは「フィルタヘッド１１４４は、浄化されるべき流体が適切なチャネルを介し導かれて目的どおり流体を浄化するようにスピンオンキャニスタフィルタ１１４６と係合するのに適切な構造を含む」ということである。図１１を参照すると、スピンオンキャニスタフィルタ１１４６は使い捨て筐体１１５０及びバッフル板１１５２を含む。筐体１１５０は交換不能カートリッジフィルタ（フィルタエレメント）を恒久的に保持するフィルタ内部を画定する。いくつかの実施形態では、フィルタヘッド１１４４は端面１１４５を含む。

【0065】

バッフル板１１５２は、フィルタヘッド１１４４からスピンオンキャニスタフィルタ１１４６の内容積内への流体流れを許容するための複数の開口１１４２を含む。

【0066】

フィルタヘッド１１４４は、内容積を取り囲む外側管を形成する連続的外壁部材１１６０を含むブロック１１５８を含む。フィルタヘッドブロック１１５８は、前方流システムでは入口である第１のポート、前方流システムでは出口ポートである第２のポート、及び内容積内に在り外側管により囲まれる内部又は中心管を画定し得る。

【0067】

いくつかの実施形態では、外面１１７２は第１の機械的接続構造１１７４を有し得る。第１の機械的接続構造１１７４は多くのタイプの配置を含む。それらの可能な配置のうちの中でも、一例は、ねじ、バイオネット接続、ビード及び溝接続などを含む。示された特定の実施形態では、第１の接続構造１１７４は第１の複数のネジ山１１７６を含む。この特定の実施形態では、第１の複数のネジ山１１７６は壁部材１１６０の外面１１７２上に配置される。しかし、他の実施形態では、第１の複数のねじ山は壁部材１１６０の内面に沿って配置され得る。

【0068】

スピンオンキャニスタフィルタ１１４６は第２の機械的接続構造１１２５（この場合、ネジ山１１２６として描写される）を含み得る。ネジ山１１２６は第１の接続構造１１７４の第１の複数のネジ山１１７６と係合する。

【0069】

無線受電器、制御回路及びフィードバックチャンネル回路（この図に示さず）はスピンオンキャニスタフィルタ１１４６に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得る。無線電力発射器及び信号受信器はフィルタヘッド１１４４又はその部品（例えば壁部材１１６０）に関連付けられ（例えばその上に又はその中に配置され）得る。無線受電器及び／又はフィードバックチャンネル回路は単独使用筐体１１５０若しくはその一部分内に又はその上に関連付けられ得る及び／又は配置され得る。例えば、いくつかの実施形態では、無線受電器及び／又はフィードバックチャンネル回路は、単独使用筐体１１５０に関連付けられたドレイン及び／又は燃料中水（ｗａｔｅｒ－ｉｎ－ｆｕｅｌ）センサ内に又はその上に関連付けられ得る及び／又は配置され得る。

【0070】

態様は様々な特定且つ好ましい実施形態及び技術を参照して表現された。しかし、多くの変形及び修正が本明細書における精神及び範囲内に留まる一方でなされ得るということを理解すべきである。従って、本明細書で説明された実施形態は、網羅的であるように、又は本発明を以下の詳細説明に記載される正確な形式へ制限するように意図されていない。むしろ、実施形態は、当業者が本原理及び実施を認識及び理解し得るように選択され説明された。

【0071】

本明細書と添付特許請求の範囲において使用されるように、単数形式の冠詞と不定冠詞は、その内容が明記しない限り、複数の参照物を含むということに留意されたい。従って、例えば、「化合物」を含む組成への参照は２つ以上の化合物の混合物を含む。用語「又は」は通常、その内容が別途明確に規定しない限り「及び／又は」を含む意味で使用されるということにも留意すべきである。

【0072】

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるように、語句「構成される」は、特定タスクを行う又は特定構成を採用するように構築又は構成されるシステム、装置又は他の構造を記述するということにも注意すべきである。語句「構成される」は、配置され構成された、構築され配置された、構築された、製造され配置されたなどの他の同様な語句と交換可能に使用され得る。

【0073】

本明細書内のすべての刊行物及び特許出願は本発明が関係する当業者のレベルを示す。すべての刊行物及び特許出願は、各刊行物又は特許出願が参照により具体的且つ個々に示されたと同程度に、参照により本明細書に援用される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】