CN102325573A - 减少节流的空气过滤器 - Google Patents

Abstract

提供了一种低节流的过滤器组件和过滤元件，该过滤器组件和过滤元件可以高效且有效地利用空间的给定容积。提供了不规则形状的过滤器以适合该空间，该过滤器包括包围内部容腔且具有轴向地延伸的侧壁的过滤元件。包围所述内部容腔的所述侧壁具有不同的轴向高度。

Description

减少节流的空气过滤器

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月15日提出申请的第61/169,448号美国临时专利申请的优先权与利益，该美国临时专利申请通过引用合并于此。

背景技术和发明内容

本发明涉及空气过滤器，包括对提供的空间的高效利用，该空间包括速度管周围的空间。

空气过滤器在现有技术中是已知的。本发明是在持续的开发努力中产生的，努力的方向在于对有空间限制和可用空间容积有限的给定的实际应用提供高效和有效的空间利用。

在一实施例中，针对摩托车的速度管空气过滤器组件中的给定的可用空间，提供了有效且高效的过滤系统。速度管空气过滤器组件包括第一和第二轴向延伸地速度管，用于在内燃机的进气系统中的例如调谐、共振或者类似现象。轴向延伸的速度管横向相互隔开。过滤元件包围该速度管，且与该速度管横向向外地隔开。提供了围绕着该过滤元件和速度管的壳体。每个速度管均具有入口轴向端和出口轴向端。该壳体具有入口，使得脏空气通过该壳体入口进入壳体，然后横向流过该过滤元件且由此被过滤，接着清洁的空气流入速度管的该入口轴向端，接着轴向地流过该速度管，离开该速度管的出口轴向端，再作为燃烧空气进入发动机中。该速度管的进口轴向端位于轴向上相互隔开的各自的第一和第二横向平面内。

本发明是在不断的开发努力中产生的，该努力的方向为过滤器，包括空气过滤器，包括速度管空气过滤器。在可取的实施例中，本过滤器提供了减少了的节流和增加了的过滤元件面积。

附图说明

图1是现在技术中已知的空气过滤器组件的局部剖切透视图。

图2与图1相似且显示了过滤器盖已被移除的图。

图3是图1和2中的过滤元件的透视图。

图4是示出了图1和2中的组件的剖视图。

图5是示出了根据本发明的过滤器组件的剖视图。

图6与图5相似且显示了进一步的实施例。

图7是根据本发明的过滤元件的透视图。

图8是图7中一部件的俯视平面图。

图9是图7中的过滤元件的透视图，图中的盖已被移除。

图10与图7相似且显示了另一个实施例。

图11与图8相似且显示了进一步的实施例。

图12与图9相似且显示了进一步的实施例。

图13与图10相似且显示了进一步的实施例。

图14与图11相似且显示了进一步的实施例。

图15与图12相似且显示了进一步的实施例。

图16是根据本发明的过滤元件的剖视图。

图17是图16中过滤元件的侧视平面图。

图18是图16和17中的过滤元件的透视图。

图19是图16-18中的过滤元件的俯视平面图。

具体实施方式

图1-4示出了现有技术中已知的空气过滤器组件30。图2和4，轴向延伸的第一和第二速度管32和34沿轴线36轴向延伸且横向地彼此隔开。过滤元件38包围速度管，且与速度管横向向外地隔开。在该过滤元件和速度管周围提供了壳体或气箱40，壳体或气箱40包括相匹配的上壳体部件和下壳体部件42和44。速度管32和34具有各自的入口轴向端46和48，以及出口轴向端50和52。壳体40具有入口54，这样脏空气通过壳体入口54进入壳体，然后横向流过过滤元件38且由此被过滤，清洁的已过滤空气继而流入速度管32、34的入口轴向端46、48，且轴向地(图4中为向下地)流过该速度管，流出该速度管的出口轴向端50，52，再流入例如内燃机的进气系统中。第一速度管32的入口轴向端46位于第一横向平面上(在图4中延伸进页面的平面)。第一横向平面如虚线55处所示。第二速度管34的入口轴向端48位于第二横向平面上，如虚线56处所示。第一和第二横向平面55和56轴向相间隔，如轴向尺寸58处所示。在现有技术已知，速度管32和34不同的轴向长度和/或高度有利于调谐、共振，或类似现象。过滤元件38具有包围速度管的轴向延伸的侧壁60，且脏空气横向向内流过侧壁60，成为清洁的已过滤空气流向所述速度管。所述过滤元件可通过由翼形螺母64固定的过滤器盖62盖住。

图5-19图示了本发明，且为了便于理解在合适的地方使用了与上文相似的标记。图1-4中的过滤元件38由过滤元件70取代，过滤元件70具有侧壁72，当过滤元件70包围速度管32，34时，侧壁72具有不同的轴向长度。侧壁72具有邻接第一速度管32的第一部分74，第一部分74具有第一轴向长度，图5-9。侧壁72具有邻接第二速度管34的第二部分76，第二部分76具有第二轴向长度。已提到的第一轴向长度大于已提到的第二轴向长度。不同的轴向长度提供了更大的过滤元件介质和表面积。不同的轴向长度通过实现如箭头78，79所示的进入的空气流的笔直的流动成分，而减小了节流，相比而言，图4中至速度管32的所有进入的空气流则如箭头80，81所示必须转弯。图5中，一些进入的空气流可以如箭头78，79所示，沿更直的而较不弯曲的流动路径流动。相比之下，在图4中，至速度管32的所有进入的空气流都必须如箭头81，80处所示进行急转弯。在图5中，来自过滤元件的下部的一些进入的空气流如箭头80处所示做了急转弯，然而来自过滤元件的上部的进入的空气流的一些其他部分则如箭头78，79处所示沿更直的而较不弯曲的路径流动。通过图5和图4的对比，尤其是各自的箭头79和81的对比，对此进行了绘示。

侧壁72的第一部分74具有位于第三横向平面84内的轴向端82。侧壁72的第二部分76具有位于第四横向平面88内的轴向端86。第三和第四横向平面84和88轴向地相互隔开，如轴向尺寸90所示。侧壁72的各自的第一和第二部分74和76的轴向端82和86位于第一斜投影线92上，第一斜投影线92相对已提到的第三和第四横向平面84和88倾斜地延伸。各自的第一和第二速度管32和34的入口轴向端46和48位于第二斜投影线94上，第二斜投影线94相对已提到的第一和第二横向平面54和56倾斜地延伸。在一实施例中，第一和第二斜投影线92和94相互不平行，虽然在别的实施例中，这样的线可能是相互平行的。已提到的第三横向平面84与已提到的第一横向平面55沿第一轴向方向(图5中向上)轴向地间隔开。已提到的第四横向平面88与已提到的第二横向平面56在同样的已提到的第一轴向方向上(图5中向上)轴向地间隔开。在一实施例中，第一和第四横向平面55和88共面，而在其它实施例中，它们不共面。图1，4中的过滤器盖62具有面对进口54的侧壁63。在图5中，过滤器盖被改造为如62a处所示，具有面对进口54的高度减小了的侧壁63a。该过滤元件可以具有图10-12中的过滤元件102以及图13-15中过滤元件104所示的其他形状。图16-19显示了过滤元件70的进一步的视图。

在一可取的实施例中，图5-19中的过滤器用于如图所示的速度管的实际应用中。对于不同的过滤器应用，别的实施例和实际应用也是可能的，包括可能具有或可能不具有速度管以及可能是机动的或非机动的空气过滤器应用。本系统利用了在特定的实际应用中可用的容积和空间，例如在一个空间有限的发动机舱的机动车的应用中，例如在一实施例中通过提供不规则形状的过滤器以适合这样的空间。该过滤器包括壳体40以及壳体内的过滤元件70，该过滤元件具有轴向延伸的侧壁72，侧壁72径向向内包围其内部容腔106，图5，6。过滤元件70可由过滤器盖62a遮盖，图5，或者该过滤元件可具有横跨该中空内部或容腔106以替代过滤器盖62a的端盖108，图6。在进一步的实施例中，既没有如图5中62a的分离的盖，也没有如图6中108的过滤器端盖，用来盖住内部容腔106，而是将过滤器端盖密封件直接做在了壳体部件42之上，例如图13-15，从而在106处产生了更大的新的内部容腔容积。该壳体包围过滤元件70且向过滤元件之外径向地限定了壳体和过滤元件70之间的外部容腔110。该壳体具有已提到的至所述容腔中的一个(例如外部容腔110)的入口54，以及自另一容腔(例如106)的出口，例如50和/或52。这样提供了通过该过滤元件的由外至内的流动。该流动路径可被反转以提供由内至外的流动，其中口50和/或52提供了入口，而口54提供了出口。对于已提到的由外至内的流动，脏流体进入入口54，而后径向流过过滤元件70的径向延伸的侧壁72，然后从出口50和/或52流出。当侧壁72包围内部容腔106时，侧壁72具有不同的轴向长度。

过滤元件70的侧壁72具有有着第一轴向长度的已提到的第一部分74，以及有着第二轴向长度的已提到的第二部分76。已提到的第一轴向长度大于已提到的第二轴向长度。在所示的实施例中，侧壁72的第一和第二部分74和76在远端横跨内部容腔106彼此相对。侧壁72的第一部分74具有已提到轴向端82，轴向端82面向第一轴向方向，例如在图5，6中向上，且位于第一横向平面84。侧壁72的第二部分76具有已提到的轴向端86，轴向端86面向已提到的第一轴向方向，即在图5，6中向上，且位于第二横向平面88。第一和第二横向平面84和88在轴向上相互隔开从而相互偏离，如轴向间隔尺寸90处所示。侧壁72的第一和第二部分74和76的轴向端82和86位于斜投影线92上，斜投影线92相对已提到的各第一和第二横向平面84和88倾斜地延伸。在所示的实施例中，该过滤器为空气过滤器，且过滤元件为空气过滤元件，但是用于其它流体过滤器应用的其它的实施例和实际应用也是可能的。在进一步的实施例中，该过滤器，过滤器组件，和/或过滤元件可与提到的速度管32，34一起使用，也可不与其一起使用。在速度管的实施例中，过滤元件70的侧壁72包围了速度管32，34和内部容腔106。当其包围了速度管32，34和中空内部容腔106，侧壁72具有不同的轴向长度。脏空气通过壳体入口54进入壳体，进入外部容腔110，然后横向流过过滤元件70且由此被过滤，清洁的已过滤的空气继而流入速度管32、34的入口轴向端46、48，且轴向地流过速度管，并流出速度管的出口轴向端50，52。第一速度管32的入口轴向端55位于第一横向平面55内，且第二速度管34的入口轴向端48位于第二横向平面56内。横向平面55和56在轴向上相互隔开从而相互偏离，如轴向间隔尺寸58处所示。过滤元件70具有包围速度管32，34的已提到的轴向延伸的侧壁72，且脏空气横向向内流过侧壁72，成为清洁的已过滤空气而流出。侧壁72具有邻接第一速度管32的已提到的第一部分74。侧墙72的第一部分74具有位于横向平面84的已提到的轴向端82。侧壁72具有邻接第二速度管34的已提到的第二部分76。侧墙72的第二部分76具有位于横向平面88的已提到的轴向端86。横向平面84和88在轴向上相互隔开从而相互偏离，如轴向间隔尺寸90处所示。侧壁72的第一和第二部分72和76的轴向端82和86各自位于斜投影线92上，斜投影线92相对各横向平面84和88倾斜地延伸。速度管32和34的轴向端46和48位于第二斜投影线94上，第二斜投影线94相对横向平面55和56倾斜地延伸。斜投影线92和94相互不平行。横向平面84沿第一轴向方向，例如图5，6中向上，与横向平面55轴向间隔。横向平面88沿同样的已提到的第一轴向方向与横向平面56轴向地间隔开。已提到的横向平面55、56、84和88全部相互平行。在示出的实施例中，横向平面55与横向平面88共面。

在前文的描述中，为了简洁，明了及便于理解而使用了某些术语。由于这些术语是出于描述性目的且意在被宽广地进行解释，因此不含有超过现有技术需求的不必要的限制。此处描述的不同的构造，系统及方法步骤可单独使用或与其他构造，系统及方法步骤组合使用。将预期到的是在所附权利要求的范围内，各种等同物、替换物和修改物是可能的。

Claims (32)

1.一种过滤器，所述过滤器包括壳体，在所述壳体内的过滤元件，所述过滤元件具有轴向延伸的侧壁，所述侧壁径向向内地包围它的内部容腔，所述壳体包围所述过滤元件且限定了在所述壳体和所述过滤元件之间的外部容腔，所述壳体具有至所述容腔中的一个的入口，以及自所述容腔中的另一个的出口，使得脏流体进入所述入口且随后径向流过所述过滤元件的轴向延伸的所述侧壁，接着离开所述出口，当所述侧壁包围所述内部容腔时，所述侧壁具有不同的轴向长度。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述侧壁具有第一部分，所述第一部分具有第一轴向长度；以及第二部分，所述第二部分具有第二轴向长度，所述第一轴向长度大于所述第二轴向长度。

3.根据权利要求2所述的过滤器，其中所述侧壁的所述第一和第二部分在远端横跨所述内部容腔彼此相对。

4.根据权利要求2所述的过滤器，其中所述侧壁的所述第一部分具有面向第一轴向方向且位于第一横向平面内的轴向端，所述侧壁的所述第二部分具有面向所述第一轴向方向且位于第二横向平面内的轴向端，其中所述第一和第二横向平面相互偏离。

5.根据权利要求4所述的过滤器，其中所述第一和第二横向平面轴向地相互隔开。

6.根据权利要求4所述的过滤器，其中所述侧壁的所述第一和第二部分的所述轴向端位于斜投影线上，所述斜投影线相对于所述第一和第二横向平面中的每一个倾斜地延伸。

7.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述过滤器为空气过滤器，所述过滤元件为空气过滤元件。

8.一种过滤元件，用于过滤器组件，所述过滤器组件包括壳体，所述过滤元件被安置在所述壳体内，所述过滤元件具有轴向延伸的侧壁，所述侧壁径向向内地包围它的内部容腔，所述壳体包围所述过滤元件且限定了在所述壳体和所述过滤元件之间的外部容腔，所述壳体具有至所述容腔中的一个的入口，以及自所述容腔中的另一个的出口，使得脏流体进入所述入口且随后径向流过所述过滤元件的轴向延伸的所述侧壁且接着离开所述出口，当所述侧壁包围所述内部容腔时，所述侧壁具有不同的轴向长度。

9.根据权利要求8所述的过滤元件，其中所述侧壁具有第一部分，所述第一部分具有第一轴向长度；以及第二部分，所述第二部分具有第二轴向长度，所述第一轴向长度大于所述第二轴向长度。

10.根据权利要求9所述的过滤元件，其中所述侧壁的所述第一和第二部分在远端横跨所述内部容腔彼此相对。

11.根据权利要求9所述的过滤元件，其中所述侧壁的所述第一部分具有面向第一轴向方向且位于第一横向平面内的轴向端，所述侧壁的所述第二部分具有面向所述第一轴向方向且位于第二横向平面内的轴向端，其中所述第一和第二横向平面相互偏离。

12.根据权利要求11所述的过滤元件，其中所述第一和第二横向平面轴向地相互隔开。

13.根据权利要求11所述的过滤元件，其中所述侧壁的所述第一和第二部分的所述轴向端位于斜投影线上，所述斜投影线相对于所述第一和第二横向平面中的每一个倾斜地延伸。

14.根据权利要求8所述的过滤元件，其中所述过滤元件为空气过滤元件。

15.一种空气过滤器组件，包括轴向延伸的第一和第二速度管，所述速度管横向相互隔开；过滤元件，所述过滤元件包围所述速度管且与所述速度管横向向外地隔开；壳体，所述壳体围绕着所述过滤元件和所述速度管，每个所述的速度管均具有入口轴向端和出口轴向端，所述壳体具有入口，使得脏空气通过所述壳体入口进入所述壳体，然后横向流过所述过滤元件且由此被过滤，接着清洁的已过滤的空气流入所述速度管的所述入口轴向端，接着轴向地流过所述速度管，接着离开所述速度管的所述出口轴向端，所述第一速度管的所述入口轴向端位于第一横向平面内，所述第二速度管的所述入口轴向端位于第二横向平面内，其中所述第一和第二横向平面通过轴向地相互隔开而相互偏离，所述过滤元件具有轴向延伸的侧壁，所述侧壁包围所述速度管，且脏空气横向向内流过所述侧壁，成为清洁的已过滤空气离开，当所述侧壁包围所述速度管时，所述侧壁具有不同的轴向长度。

16.根据权利要求15所述的空气过滤器组件，其中所述侧壁具有邻接所述第一速度管的第一部分，所述第一部分具有第一轴向长度；以及邻接所述第二速度管的第二部分，所述第二部分具有第二轴向长度，所述第一轴向长度大于所述第二轴向长度。

17.一种空气过滤器组件，包括第一和第二轴向延伸的速度管，所述速度管横向相互隔开；过滤元件，所述过滤元件包围所述速度管且与所述速度管横向向外地隔开；壳体，所述壳体围绕着所述过滤元件和所述速度管，每个所述速度管均具有入口轴向端和出口轴向端，而所述壳体具有入口，使得脏空气通过所述壳体入口进入所述壳体，然后横向流过所述过滤元件且由此被过滤，接着清洁的已过滤的空气流入所述速度管的所述入口轴向端，接着轴向地流过所述速度管，离开所述速度管的出口轴向端，所述第一速度管的所述入口轴向端位于第一横向平面内，所述第二速度管的所述入口轴向端位于第二横向平面内，其中所述第一和第二横向平面相互偏离，所述过滤元件具有轴向延伸的侧壁，所述侧壁包围所述速度管，且脏空气横向向内流过所述侧壁，成为清洁的已过滤的空气离开，所述侧壁具有邻接所述第一速度管的第一部分，所述侧壁的所述第一部分具有位于第三横向平面的轴向端，所述侧壁具有邻接所述第二速度管的第二部分，所述侧壁的所述第二部分具有位于第四横向平面的轴向端，其中所述第三和第四横向平面相互偏离。

18.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中所述第一和第二横向平面轴向地相互隔开，且所述第三和第四横向平面轴向地相互隔开。

19.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中所述侧壁的所述第一和第二部分的所述轴向端位于斜投影线上，所述斜投影线相对于所述第三和第四横向平面中的每一个倾斜地延伸。

20.根据权利要求19所述的空气过滤器组件，其中所述斜投影线是第一斜投影线，且其中所述第一和第二速度管的所述入口轴向端位于第二斜投影线上，所述第二斜投影线相对于所述第一和第二横向平面中的每一个倾斜地延伸，其中所述第一和第二斜投影线相互不平行。

21.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中所述第三横向平面沿第一轴向方向与第一横向平面轴向地隔开，且所述第四横向平面沿所述第一轴线方向与所述第二横向平面轴向地隔开。

22.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中所述第一、第二、第三和第四横向平面相互平行。

23.根据权利要求17所述的空气过滤器组件，其中所述第一和第四横向平面共面。

24.一种空气过滤元件，用于空气过滤器组件，所述空气过滤器组件包括第一和第二轴向延伸的速度管，所述速度管横向地相互隔开，所述空气过滤元件包围所述速度管且与所述速度管横向向外地隔开；壳体，所述壳体围绕着所述过滤元件和所述速度管，每个所述速度管均具有入口轴向端和出口轴向端，所述壳体具有入口，使得脏空气通过所述壳体入口进入所述壳体，然后横向流过所述过滤元件且由此被过滤，接着清洁的已过滤的空气流入所述速度管的所述入口轴向端，轴向地流过所述速度管，并离开所述速度管的所述出口轴向端，所述第一速度管的所述入口轴向端位于第一横向平面内，所述第二速度管的所述入口轴向端位于第二横向平面内，其中所述第一和第二横向平面通过轴向地相互隔开而相互偏离，所述过滤元件具有轴向延伸的侧壁，所述侧壁包围所述速度管且脏空气横向向内地流过所述侧壁，成为清洁的已过滤的空气而离开，当所述侧壁包围所述速度管时，所述侧壁具有不同的轴向长度。

25.根据权利要求24所述的空气过滤元件，其中所述侧壁具有邻接所述第一速度管的第一部分，所述第一部分具有第一轴向长度；以及邻接所述第二速度管的第二部分，所述第二部分具有第二轴向长度，所述第一轴向长度大于所述第二轴向长度。

26.一种空气过滤元件，用于空气过滤器组件，所述空气过滤器组件包括轴向延伸的第一和第二速度管，所述速度管横向地相互隔开，所述空气过滤元件包围所述速度管且与所述速度管横向向外地隔开；壳体，所述壳体围绕着所述过滤元件和所述速度管，每个所述速度管均具有入口轴向端和出口轴向端，而所述壳体具有入口，使得脏空气通过所述壳体入口进入所述壳体内，然后横向流过所述过滤元件且由此被过滤，接着清洁的已过滤的空气流入所述速度管的所述入口轴向端，轴向地流过所述速度管，并离开所述速度管的所述出口轴向端，所述第一速度管的所述入口轴向端位于第一横向平面内，所述第二速度管的所述入口轴向端位于第二横向平面内，其中所述第一和第二横向平面相互偏离，所述过滤元件具有轴向延伸的侧壁，所述侧壁包围所述速度管，且脏空气横向向内流过所述侧壁，成为清洁的已过滤的空气而离开，所述侧壁具有邻接所述第一速度管的第一部分，所述侧壁的所述第一部分具有位于第三横向平面内的轴向端，所述侧壁具有邻接所述第二速度管的第二部分，所述侧壁的所述第二部分具有位于第四横向平面内的轴向端，所述的第三和第四横向平面相互偏离。

27.根据权利要求26所述的空气过滤元件，其中所述第一和第二横向平面轴向地相互隔开，且所述第三和第四横向平面轴向地相互隔开。

28.根据权利要求26所述的空气过滤元件，其中所述侧壁的所述第一和第二部分的所述轴向端位于斜投影线上，所述斜投影线相对于所述第三和第四横向平面中的每一个倾斜地延伸。

29.根据权利要求28所述的空气过滤元件，其中所述斜投影线是第一斜投影线，且其中所述第一和第二速度管的所述入口轴向端位于第二斜投影线上，所述第二斜投影线相对于所述第一和第二横向平面中的每一个倾斜地延伸，其中所述第一和第二斜投影线相互不平行。

30.根据权利要求26所述的空气过滤元件，其中所述第三横向平面沿第一轴线方向与所述第一横向平面轴向地隔开，且所述第四横向平面沿所述的第一轴线方向与所述第二横向平面轴向地相互隔开。

31.根据权利要求26所述的空气过滤元件，其中所述第一、第二、第三和第四横向平面相互平行。

32.根据权利要求26所述的空气过滤元件，其中所述第一和第四横向平面共面。

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