CN105408000B - 立式进气系统；空气滤清器；和过滤元件 - Google Patents

立式进气系统；空气滤清器；和过滤元件 Download PDF

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Abstract

本发明披露了空气过滤元件、空气滤清器、立式进气系统以及维修和使用的方法。空气过滤元件包括过滤器结构、弯管和过滤元件密封件。过滤器结构包括具有脏空气入口和干净空气出口的过滤介质包，其中流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动，并且干净空气出口限定过滤器结构横截面面积。弯管具有第一端，被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和，从弯管第一端伸向弯管第二端的空气流壳罩。空气流壳罩包括被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向的空气偏转部，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向，和在弯管第一端与弯管第二端之间的内部空间。过滤元件密封件被设置在弯管第二端上，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，设置在弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积。过滤元件可被表征为密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.5。过滤元件可具有用于褶状介质包的z‑过滤介质包。过滤元件可使空气偏转部相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。空气偏转部可包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖可包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖可包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分。空气滤清器可设置有二次过滤元件并且二次过滤元件可包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。二次过滤元件可包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。

Description

立式进气系统；空气滤清器；和过滤元件
相关申请的交叉引用
本申请是申请日为2014年5月22日的PCT国际专利申请，并要求于2013年5月22日向美国专利商标局(USPTO)提交的美国临时申请Serial No.61/826,459、2013年5月23日向USPTO提交的美国临时申请Serial No.61/826,870和2013年12月16日向USPTO提交的美国临时申请Serial No.61/916,699的优先权。以适当的程度要求美国临时申请SerialNo.61/826,459，61/826,870和61/916,699的优先权。美国临时申请Serial No.61/826,459，61/826,870和61/916,699的全部公开内容在此被援引加入本文。
技术领域
本发明涉及与立式进气系统一起使用的空气滤清器、可取出和可更换的即可维修的过滤元件或滤芯部件、和用于机动车辆的进气系统。虽然其它的应用是可行的，所述的发明尤其可用于空气滤清器，用于过滤发动机(例如用在交通工具、建筑、农业、采矿业和发电机系统)的进气。本发明还涉及组装和使用的方法。
背景技术
空气流中携带有杂质物质。在许多情况，希望从空气流中过滤掉一些或所有的杂质物质。例如，流向机动车辆或发电设备、施工设备或其它设备的发动机的空气流、流向燃气涡轮机系统的气体流和流向不同的燃烧炉的空气流中携带有颗粒杂质。对于所述的系统，优选从空气或气体中除去杂质物质(或者使空气或气体中的杂质物质的水平降低)。对于杂质减少已经研发了多种空气过滤器结构。不过，一般而言，寻求持续的改进。
在某些类型的系统中，进气大体上被设置成垂直定向并要求使用空气之前进行净化。当对设置在垂直设置的进气系统中的空气滤清器进行维护/维修时，存在其中碎屑或颗粒物可能掉落的可能性。例如，有可能在更换主过滤元件时，碎屑或颗粒物可能从主过滤元件掉落，并且有可能碎屑或颗粒物可能从其它源落入垂直设置的进气系统。因此，希望提供一种垂直设置的进气系统，降低碎屑或颗粒物会损坏下游设备的风险。
附图说明
图1是根据本发明的原理安装在交通工具上的立式进气系统的侧视图。
图2是如图1所示安装在交通工具上的立式进气系统的前视图。
图3a和3b是用作如图1和2所示的立式进气系统的部分的主要过滤和空气转向器的可替换实施例的分解图。
图3c是图3a的示例性预滤清器结构的示意图。
图4a-f示出了图3b的主要过滤和空气转向器的维护/维修。
图5a和5b是图4f的主要过滤和空气转向器的剖视图。
图6是图5a的过滤元件的分解图。
图7是根据本发明的原理的主要过滤和空气转向器的可替换实施例的分解图。
图8a-d示出了图7的主要过滤和空气转向器的维护/维修。
图9a和9b是图7的主要过滤和空气转向器的剖视图。
图10是根据本发明的原理用于可替换的主要过滤和空气转向器的过滤元件的可替换实施例的分解图。
图11a和11b示出了根据本发明的原理的过滤元件的可替换实施例，其中介质包没有粘接至弯管，而是密封至弯管。
图12a和12b示出了示例性弯管，并且图12b是沿着图12a的线A-A剖开的剖视图。
图13a-13d示出了根据本发明的原理具有可替换形状的介质包和弯管的过滤元件的示例性可替换实施例。
图14示出了根据本发明的原理可替换的主要过滤和空气转向器的分解图。
图15a-15c示出了根据图14的主要过滤和空气转向器。
图16a-16c示出了根据本发明的原理的过滤元件的可替换实施例。
图17a-17c示出了根据本发明的原理的过滤元件的可替换实施例。
图18a是采用可替换的介质并且可根据本发明使用的过滤介质包的流(动)端示意图。
图18b是与图18a的视图相对的流(动)端示意图。
图18c是图18a和18b的介质包的示意性剖视图。
图19是根据本发明的原理的主要过滤和空气转向器的可替换实施例的分解透视图。
图20是根据图19的主要过滤和空气转向器的分解透视图。
图21a-21d是根据本发明的原理的主要过滤和空气转向器的可替换实施例的侧面剖视图并示出了其维护/维修。
图22a和22b示出了根据本发明的原理采用褶状介质的可替换过滤元件。
图22c是图22a的过滤元件的剖视图。
图23a和23b示出了根据本发明的原理采用褶状介质的可替换过滤元件。
具体实施方式
立式进气系统
在图1和图2中，以附图标记10示出立式进气系统，其连接至机动车辆12。机动车辆12被示出为机动车辆的一部分。机动车辆可以是被构造成利用立式进气系统10的任何类型的机动车辆。示例性车辆包括拖拉机/牵引车和卡车。卡车可以是越野卡车和高速公路卡车/长途货运卡车。立式进气系统10被设计成用在机动车辆上，其中内燃机的空气滤清器位于发动机舱附近或外侧。也就是说，空气滤清器不在机动车辆的罩的下方。在所述的机动车辆中，常常希望进气位于机动车辆的驾驶室的上方。可替换地，至少部分的空气滤清器可位于发动机舱的内部。进气系统10可被称作立式进气系统(VAIS)，因为它通常从驾驶室的附近或上方的位置并沿着朝向空气滤清器垂直向下的方向吸入空气。在所披露的立式进气系统10中，进气被向下吸入并然后转向约90度以便进入机动车辆的进气口。
立式进气系统10包括具有空气入口16的通气管14，和具有空气出口20的主要过滤和空气转向器区域18。一般，进入空气入口16的空气是需要过滤的脏空气，而离开出口20的空气是已过滤的空气。空气出口20可伸向进入车辆发动机舱的管道21，其中发动机由罩或引擎盖罩住/封闭。主要过滤和空气转向器区域18可被称作主要过滤和空气转向器(主要过滤和空气转向部)或更简单地称为空气滤清器。离开出口20的空气可被用作机动车辆助燃系统的进气。立式进气系统10可另外地包括预滤清器区域22和二次过滤区域24。一般，预滤清器区域22可被设置在通气管14或主要过滤和空气转向器区域18内。一般，预滤清器区域12应当位于设置在主要过滤和空气转向器区域18内的主过滤器的上游。预滤清器区域22可包括预滤清器，尽管应当理解，预滤清器的存在是可选的。二次过滤区域24可被设置在主要过滤和空气转向器区域18或空气出口20中。优选地，二次过滤区域被设置在主要过滤和空气转向器区域18内的主过滤器的下游。二次过滤区域24可包括安全过滤元件，但应当理解，安全过滤元件的存在是可选的。
图3a和图3b示出了可用于VAIS 10的分别与预滤清器32和32’组合的主要过滤和空气转向器区域30。预滤清器32或32’包括一个或多个惯性分离器。一般，惯性分离器利用惯性力将液体(如果存在的话)和颗粒从环境空气中分离。合适的惯性分离器可从Donaldson Company,Inc.的商品名StrataTM Tube获得。可以使用的示例性惯性分离器包括披露于例如美国专利号8,177,872、美国专利号4,242,115、美国专利号4,746,340和美国专利号7,008,467中的那些，这些专利文献的全部公开内容在此被援引加入本文。应当指出，附图标记32所示的惯性分离器被示出为StrataTM Tube惯性分离器。预滤清器32’被示出为可替换的惯性分离器，并且可被称为叶片预滤清器。参见图3c，表示示例性预滤清器32的示例性预滤清器结构33被示出具有不同尺寸或直径的惯性分离器33’和33”。如图所示，存在具有不同直径的多个惯性分离器33’和33”。在单个预滤清器中提供不同直径的惯性分离器可有助于管理供预净化之用的空间和通过其的流量。
立式进气系统10被构造成使得机动车辆的进气不直接在预滤清器或主过滤元件的下面。在维护/维修车辆时，存在粉尘从预滤清器或主过滤元件向下掉落的倾向。主要过滤和空气转向器区域18使得在维护/维修机动车辆时内燃机的进气更不易受其中粉尘或碎屑掉落的影响。对于VAIS 10，空气的流动是沿着向下的方向，然后在通过主过滤元件进行过滤之后，空气转向约90度，以便空气然后可被容纳在内燃机的进气口(管21)中。VAIS 10和主要过滤和空气转向器区域18可被设置在发动机舱的外面，这表示它在罩住发动机舱的罩的外部。通过图1和2示出的管道21进入发动机舱的是净化的空气，而提供净化的空气净化的部件没有直接设置在内燃机的进气口的上方。虽然图1和2示出了主要过滤和空气转向器区域18位于发动机舱的外面，但应当理解，主要过滤和空气转向器18可被设置成至少部分在发动机舱内。此外，即使当至少部分的主要过滤和空气转向器区域被设置在发动机舱内，主过滤元件可仍然被设置在发动机舱的外面，如果希望的话。
在图3a和3b中，主要过滤和空气转向器区域30包括空气滤清器外壳34，具有检修开口36，连接至检修开口36的检修盖38，安全元件40，和主过滤元件42。主过滤元件42包括介质包结构(或介质包)44和弯管46。所示的介质包44被示出为卷绕的z-介质过滤介质包，具有入口端48和出口端49。
弯管46具有第一端52、第二端54和空气转向区域56。弯管46的第一端52被构造成连接至介质包44的第二端49。在示出的实施例中，弯管46的第一端52被粘附地连接至介质包44的第二端49。如下文更详细讨论的，可释放的密封件可被设置用于将介质包44的第二端49连接至弯管46的第一端52。弯管46的第二端54被构造成密封至空气滤清器外壳34。在示出的实施例中，弯管46的第二端54包括被设置为径向密封的密封件60。径向密封是沿径向受主要力以形成密封的密封。在特定位置的空气的流动大体上与在该位置的轴向方向一致。径向方向相对于轴向方向大体成90度。表征径向密封的另一方式是密封件的压缩力大体沿着(正交于)相对于密封件绕其设置的中心轴的径向方向。相比之下，当密封件内的压缩力大体上与密封件绕其设置的中心轴对准时，产生轴向密封。径向密封和轴向密封的另一区别在于，一旦密封形成，径向密封具有保持在位的倾向，从而保持密封，除非被移动而不需要沿着轴向方向施加对密封件的连续的压缩力。通常，提供一结构，所述结构使受径向密封件的过滤元件免于退出与外壳上的径向密封表面的接合。仅仅使过滤元件免于退出的这样的结构不被考虑是沿着轴向方向的连续的压缩力。相比之下，轴向密封一般要求沿着轴向方向连续的压缩力以挤压轴向密封并保持密封。在轴向密封的情况，一旦压缩力被移除，不再有密封并且流体通常能够绕过密封件。
空气转向区域56被构造成使得空气从沿着第一轴向方向流动转向成沿着第二轴向方向流动。空气转向区域56包括第一壁53和第二壁55。第一壁53从第一端52伸出，而第二壁55从第二端54伸出。空气转向区域56包括空气偏转部或导气罩/勺状部57，使空气偏转并使空气改变方向。空气偏转部57从第一壁52伸向第二壁55。空气偏转部57从空气偏转部第一端57a伸向空气偏转部第二端57b。空气偏转部第一端57a在不连续处连接第一壁，而空气偏转部第二端57b在不连续处连接第二壁55。一般，“不连续(discontinuity)”是指在角度上的变化。此外，不连续处不需要在确切的位置，而可以是逐渐的。空气偏转部或导气罩/勺状部57可被设置为斜面59。流过介质包44的空气可被视为沿着第一轴向方向流动的空气，因为空气大体从第一端48流向第二端49。空气转向区域56引起空气从第一轴向方向转向不同于第一轴向方向的第二轴向方向。在图3a和3b示出的实施例中，整个空气流被引导转向约90度。应当理解，转向可以是例如约30度到约160度。使空气转向的其它示例范围包括例如约45度到约135度，约70度到约120度，约75度到约115度，和80度到约100度。空气在通过空气偏转部或导气罩/勺状部57被转向后流动的方向可被称为第二轴向方向。
安全元件40被示出为褶状过滤元件，具有框架61和在框架61上用于接合外壳34的径向密封件62。考虑空气流方向变化的另一方式是考虑弯管46的第一端52和弯管46的第二端54的相对方向。一般，第一端52可被设置在第一平面，而第二端54可被设置在第二平面。第一平面可被视为第一端52接合介质包44的出口端49的平面，而第二平面是第二端54接合外壳34的平面。第一平面相对于第二平面的角度可以是约30度到约160度。此外，该角度可以是约60度到约120度。第一平面和第二平面之间的角度的其它示例范围包括例如约45度到约135度，约70度到约120度，约75度到约115度，和80度到约100度。
弯管46也可被称作壳，具有第一端52，所述第一端52包括沿着介质包44的外侧的至少一部分在第二端或出口端49处延伸的唇部63。第一端52被示出接合介质包44的外侧并且沿着介质包的外侧延伸出口端49和入口端48之间的距离的至少一部分。弯管或壳46另外包括出口端或第二端54。弯管或壳46中另外包括开口区域50，已过滤的空气流过该开口区域50。
介质包44被示例为卷绕的z-过滤介质包。一般，z-过滤介质包也可被称作z-过滤器结构。如本文所用，术语z-介质过滤包/z-过滤介质包或z-介质过滤器结构是指一种类型的过滤器结构，其中各波纹状、折叠的或以其它方式形成的过滤器槽纹用于限定成组的纵向的通常平行的入口和出口槽纹，以便流体流过介质；流体沿着介质的相对的入口和出口流(动)端(或流(动)面)之间的槽纹的长度流动。Z-过滤介质的一些示例披露于美国专利Nos.5,820,646；5,772,883；5,902,364；5,792,247；5,895,574；6,210,469；6,190,432；6,350,296；6,179,890；6,235,195；Des.399,944；Des.428,128；Des.396,098；Des.398,046；和Des.437,401；这些参考文献的每一篇在此被援引加入本文。下文提供了关于z-介质过滤包的更多细节。
现在参见图4a-4f，示出了大体上与图3b中示出的空气滤清器一致的空气滤清器70的维护/维修。示出了预滤清器72。通常，脏空气进入VAIS的通气管并然后流过预滤清器72，其中大颗粒和水(如果存在的话)被除去。通常存在清除出口，用于从预滤清器72除去大颗粒和水。图4a的分解图示出了空气滤清器外壳74、安全元件76、过滤元件78和检修盖80。如图4b和4c所示，安全过滤元件包括褶状介质包82、环绕褶状介质包82的框架84、和设置在框架84上的径向密封件86。径向密封件86可模制到位或作为垫圈被粘合至框架84。另外示出在安全元件76上的是从框架84伸出的可选的手柄88。安全元件可被转动就位，以便径向密封件86接合外壳74上的安全密封表面90。一旦安全元件76就位，过滤元件78可如图4d和4e所示被安装。如图所示，过滤元件78上的径向密封件92接合外壳74上的主要密封表面94。过滤元件78包括弯管77，以辅助从第一轴向方向朝向第二轴向方向重新定向空气。弯管77可包括空气偏转部或导气罩/勺状部81以使得空气改变方向，并且空气偏转部或导气罩/勺状部81可被设置为斜坡/斜面83。一旦过滤元件78在外壳74中就位，检修盖80可被施加覆盖检修开口79，如图4e示出。检修盖80可包括主过滤元件支撑面96，所述主过滤元件支撑面96接合过滤元件78上的过滤元件支撑面98，以便帮助保持过滤元件78就位。检修盖80或检修开口79可包括垫圈以帮助避免湿气进入外壳的内部75。
现在参见图5a和图5b，更为详细的示出了空气滤清器外壳74、安全元件76、主元件78和检修盖80之间的接合。安全元件76包括径向密封件86，接合外壳74上的安全元件密封表面90。主过滤元件78包括径向密封件92，接合外壳74上的主过滤元件密封表面94。另外指出，径向密封件92由密封支撑93来支撑，所述密封支撑93是主过滤元件78的弯管95的一部分。一般，弯管77可被视为从介质包伸向径向密封件92并且使通过其的空气流转向的结构。弯管77包括空气偏转部或导气罩/勺状部97，可被设置为斜面99以帮助使空气流转向。检修盖80被示出就位，其中当安装检修盖80时，表面96支撑过滤元件支撑表面98并阻止径向密封件92退出与主过滤元件密封表面94的接合。弯管77可由塑料材料提供。主过滤元件78可帮助阻止安全元件76退出径向密封件86与外壳74上的安全元件密封表面90之间的接合。
现在参见图5a，更为详细地描述空气偏转部97。空气偏转部97的这个特征应被视为可应用到在主过滤元件的其它实施例中确定的空气偏转部97。一般，空气偏转部97从第一端97a伸向第二端97b。第一端97a连接弯管95的第一壁95a，而第二端97b连接弯管95的第二壁95b。第一端97a连接第一壁95a的位置可被观察为不连续的区域，在此处存在角度的变化。类似地，第二端97b连接第二壁95b的位置可被看作为不连续处，在此处存在角度的变化。一般，偏转部97可被视为相对于由箭头A表示的第一轴向方向成一角度从第一端97a伸向第二端97b，所述角度为相对于由箭头A表示的第一轴向方向至少10度，并优选地相对于由箭头A表示的第一轴向方向为至少15度。该角度用符号α(alpha,阿尔法)示出。此外，空气偏转部97可被视为以相对于由箭头B表示的第二轴向方向大于10度的角度并优选地以相对于由箭头B表示的第二轴向方向至少15度的角度从第一端97a伸向第二端97b。该角度用符号β(beta,贝塔)示出。该空气偏转部97的角度延伸部帮助提供箭头流体的逐渐的(而不是突然的)偏转，这有助于流向发动机的空气流特性。空气偏转部97的长度示出为从第一端97a到第二端97b的距离DL。此外，从第一壁95a到密封件92(密封件92与外壳形成密封的位置)的最大距离由距离W1表示。空气偏转部97可被视为具有大于长度W1的1/3的长度DL。应当理解，为了这个测量目的，偏转部DL测量的是第一端97a和第二端97b之间的距离。偏转部97可被设置成使其部分凹入弯管77的内部空间91。如同在另外的实施例中所示，偏转部包括中空部，并且即使在这样的情况，偏转部长度也是第一端97a和第二端97b之间的直线距离。
现在参见图6，过滤元件100以分解图示出，包括过滤介质包102、框架或防伸缩结构104、弯管106和密封件108。所示的介质包是z-过滤介质包。框架或防伸缩结构104被设置在介质包102的下方并且延伸跨过介质包102的出口端104，并且与介质包102的入口端101相对。框架104也可被称作横梁结构。框架或防伸缩结构104有助于阻止介质包102伸缩。介质包102可粘接至弯管第一端110处的唇部109。弯管第二端112包括支撑密封件108的密封支撑114。优选地，密封件108被模制到密封支撑114。在图6中，为了说明起见，密封件108示出与密封支撑114分离。当模制到密封支撑114时，密封件108被设置在密封支撑114上并被粘接至密封支撑114。还应当理解，密封件108可以与密封支撑114分开制得并粘接至密封支撑114或就位在密封支撑114上。在所述的情况，密封件108可被设置为密封环或垫圈。弯管第二端112包括用于支撑密封支撑114的支撑结构113。支撑结构113被示例为从一侧伸向另一侧的支撑(bracing)115。弯管106可被设置成具有空气偏转部或导气罩/勺状部107(例如斜面109)，以帮助使空气流转向。
现在参见图7，以分解图示出空气滤清器120。空气滤清器120包括外壳122、安全元件124、主过滤元件126和检修盖128。另外示出了预滤清器区域130。在检修盖128上还示出了紧固件132，用于将检修盖128固定至外壳122。所示的紧固件132可被称作过中心锁销。此外，设置在主过滤元件126上的密封件134和设置在安全元件124上的密封件125可被视为径向密封件。主过滤元件126包括具有空气偏转部或导气罩/勺状部129的弯管127，并且偏转部或导气罩/勺状部129可被设置为斜面131。
现在参见图8a-e，示出了空气滤清器120的维护/维修。外壳122包括突出部分140。突出部分140包括安全密封表面142和相对的主过滤元件密封表面144。安全元件124包括接合安全元件密封表面142的径向密封件125。径向密封件125可被称作向外的径向密封，因为安全密封表面142被定位成从径向密封件125向外。主过滤元件126包括接合主密封表面144的径向密封件134。径向密封件134可被称作向内定向的密封件，因为主密封表面144从径向密封件134定向向内。一般，空气滤清器外壳120的维护/维修类似于图4a-f所述的维护/维修。具体地说，安全元件124被引入外壳122，直到它完全就位，以便密封件125接合安全密封表面142。接下来，主过滤元件126被引入，以便径向密封件134接合主密封表面144。接下来，检修盖128被施加覆盖检修开口152。检修盖128支撑外壳内部中的主过滤元件126并阻止径向密封件134退出与主密封表面144的接合，并且主过滤元件126可帮助阻止径向密封件125退出与安全元件密封表面142的接合。具体地说，检修盖128包括支撑表面129，所述支撑表面129与主过滤元件126上的空气偏转部127一致并支撑主过滤元件126上的空气偏转部127。如下文更详细所描述的，检修盖支撑表面可包括突出部分，所述突出部分接合空气偏转部上的中空部。
图9a和图9b示出了安全过滤元件124和主过滤元件126相对于外壳突出部分140的定向。通过设置使安全元件124和主过滤元件126密封至突出部分140可节约空间。如图所示，主过滤元件126包括接合主过滤元件密封表面144的的径向密封件134。此外，安全元件124包括接合安全密封表面142的径向密封件125。安全元件124和主元件126在突出部分140的位置以重叠的关系被接合。此外，应当指出，突出部分140形成外壳的一部分。
现在参见图10，示出了主过滤元件126的分解图。主过滤元件126包括z-介质包160、弯管162和密封件134。Z-介质包160可被称作包括z-介质包的过滤器结构。弯管162包括第一端170，具有唇部172，以及框架或防伸缩结构174。介质包160包括入口端176和出口端178。出口端178搁置在支撑或防伸缩结构174上，并且介质包160的外边缘通过粘合剂粘接至唇部172。弯管162包括第二端180，具有唇部或密封支撑182。密封件134优选地被模制至密封支撑182，但可被设置为垫圈，粘接至密封支撑182。弯管另外可包括多个肋190，帮助确保安全元件以与外壳密封的关系保持在位。也就是说，多个肋190有助于防止安全过滤元件退出，以便径向密封件125保持与突出部分140的径向密封结构。
现在参见图11a和11b，附图标记200示出了过滤元件的可替换实施例。过滤元件200包括介质包结构202，与国际公布号WO2005/063361所述的过滤元件一致。国际公布号WO2005/063361的全部公开内容在此被援引加入本文。介质包结构202也可根据美国专利号6,350,291的过滤元件提供，美国专利号6,350,291的全部公开内容在此被援引加入本文。介质包结构202包括z-过滤介质包203和由预型件206支撑的径向密封件204。预型件206包括框架或防伸缩结构209，有助于防止介质包203伸缩并且还有助于支撑径向密封件204。径向密封件204接合弯管212上的唇部210。通过这种方式，作为可释放的密封过滤元件200密封至弯管212。也就是说，过滤元件200没有被粘接至弯管，并且过滤元件200可被更换而不需要更换弯管212。此外，弯管212包括空气偏转部或导气罩/勺状部213，帮助流动的空气从第一轴向方向移向第二轴向方向，同时使空气流扰动最小化。
现在参见图12a和12b，示出了弯管250的可替换实施例。弯管250包括台阶252。台阶252是有利的，因为当将密封模制到第二端254时，压力可通过施加至平的和水平表面253沿着箭头F的方向被施加。结果，简化了将密封模制到第二端254并且通过弯管250引入模具的压力围绕第二端254的周边可以比较均匀，这是因为施加到平的和水平表面253上(相对于第二端254水平)的力。台阶252可被视为弯管250的锯齿状或中空的部分，伸入弯管250的内部空间255以在弯管250的外部上形成中空部分260。台阶252可被设置成由空气偏转部或勺状部262环绕，而空气偏转部或勺状部262可被视为斜面，即使其中存在中空部分260。偏转部或勺状部262被设置在弯管第一端251和弯管第二端254之间，并帮助使空气流转向。此外，台阶252允许主过滤元件由具有相应的结构用于接合台阶252的检修盖支撑。通过设置相应的结构在检修盖上用于接合台阶252，维护/维修空气滤清器的人员可确保主过滤器滤芯被正确安装，以使在检修盖和主过滤元件均包括相应的台阶结构时检修盖可正确地匹配上空气滤清器外壳的检修开口。
弯管250可被看作具有从弯管第一端251伸出的第一壁270，和从弯管第二端254伸出的第二壁272。偏转部262包括在角度不连续的位置处连接第一壁270的偏转部第一端262a，和在角度不连续的位置处连接第二壁272的第二端262b。角度不连续的位置可被认为是角度明显变化达例如至少2或3度的位置。
主过滤元件和安全元件(或二次过滤元件)可被设置为具有不同的形状。示例性形状包括圆形和非圆形。示例性非圆形形状包括长圆形、椭圆形和跑道形。示例性跑道结构是由两个圆端连接的两个直的相对侧的结构。现在参见图13a，主过滤元件300包括圆形介质包302和弯管304，所述弯管304具有被设置成圆形以与圆形的介质包302相一致的第一端305和被设置成圆形以与安全元件308的圆形形状相一致的第二端306。现在参见图13b，主过滤元件310被示出具有圆形形状的介质包312；弯管314，所述弯管314具有被设置成圆形以与圆形的介质包322相一致的第一端315和非圆形的第二端316；以及非圆形的安全元件318。第二端316和安全元件318可被称作跑道形。现在参见图13c，主过滤元件320被示出具有非圆形的介质包322，弯管324，所述弯管324具有非圆形的第一端325以与介质包322的非圆形形状相一致和具有非圆形的第二端326以与安全元件328的非圆形形状相一致。图13c的非圆形形状可被表征为跑道形。现在参见图13d，主过滤元件330包括非圆形的介质包332和弯管334，所述弯管334具有非圆形形状的第一端335以与介质包332的非圆形形状相一致和具有圆形形状对应于安全元件338的圆形形状的第二端336。应当理解，弯管第一端305,315,325和335可以具有的形状分别对应于介质包302,312,322和332的形状。弯管第二端306,316,326和336可以具有的形状对应于空气滤清器外壳的密封表面。所述形状可以是圆形或非圆形(例如，长圆形、椭圆形和跑道形)。弯管第一端和弯管第二端可具有相同或不同的形状。
现在参见图14，示出了空气滤清器的分解图。空气滤清器350包括外壳352、安全元件354、主元件356和检修盖358。安全元件354包括向外的径向密封360，所述向外的径向密封360接合为外壳352的一部分的延伸部364上的安全密封表面362。主过滤元件356包括向内的径向密封370，所述向内的径向密封370接合形成外壳352的一部分的延伸部364上的主过滤元件密封表面372。这个的详细示图在图15a-c示出。如图另外所示，外壳352包括出口部分380。在示出的结构中，出口部分380形成外壳352的一部分。具体地说，出口部分380包括壁结构382，所述壁结构382包括支撑364。空气滤清器外壳352包括壁386。壁382和壁386在接合处388连接在一起。壁382和壁386可通过卡扣配合结构连接在一起。壁382和壁386可通过可替换的技术例如通过紧固件(包括螺钉或螺栓)或通过粘合剂连接。此外，检修盖358包括凹入部或中空部390，接合弯管394中相应的凹入部或中空部392。
对于过滤元件356，介质包400通过粘合剂粘接至唇部402接合弯管394的第一端404上的唇部402。因此，示出介质包400在唇部402处粘附性地结合至弯管394。如图所示，粘接至唇部402的是过滤介质包的外部。当然，介质包400的表面可被粘接至弯管394的第一端404，但是粘接介质400的表面，即使沿着表面的周边，也可能导致介质的堵塞。如果介质包400沿着介质包400的出口面被粘接至弯管394的第一端404，唇部402可被省略。
可替换的实施例在图16a-c中示出。在图16a中，介质包结构在附图标记450示出。介质包结构450包括介质包452，所述介质包被示出为卷绕的z-过滤介质包。介质包结构450另外包括预型件454和模制到预型件454的外部定向的径向密封件456。外部定向的径向密封456可在弯管462的第一端460处接合唇部458。介质包结构450披露于例如国际公布号WO2005/063361中，WO2005/063361的全部公开内容在此被援引加入本文。
现在参见图17a-c，可替换的主过滤元件在附图标记500示出。主过滤元件500包括过滤器结构501和弯管504。过滤器结构501包括褶状介质包502。过滤器结构501可在弯管第一端506处被粘接至弯管504。在所示的实施例中，过滤器结构501包括预型件508，所述预型件508包括设置在其上的密封件510。密封件510可接合第一端506的唇部512。此外，预型件508可包括可充当止动部的凸缘514。弯管支撑515也可被用作止动部，以阻止过滤器结构501下降太多进入弯管504。此外，介质包结构502可包括圆柱形或圆锥形的褶状介质包520。所示的介质包可被视为圆锥形的，因为一端526比另一端524具有更大的横截面。圆柱形或圆锥形的介质包520可通过支撑结构523来支撑。所示的密封件510是外部定向的径向密封件。密封结构可被设置为轴向密封结构，与例如美国专利号7,070,642中所述的轴向密封结构一致。美国专利号7,070,642的褶状圆柱形过滤元件和过滤元件如何可与外壳形成密封的全部公开内容在此以其全文形式被援引加入本文。此外，美国专利号8,066,791的全部公开内容在此被援引加入本文。此外，美国申请Serial No.13/622,022的全部公开内容在此被援引加入本文。
类似于图13a-d，介质包520可被设置成具有圆形或非圆形的横截面形状(即，椭圆形、长圆形、跑道形)，并且弯管504可具有第一端506，所述第一端506的形状对应于介质包520的形状。此外，弯管第二端507可具有圆形或非圆形的形状(即，椭圆形、长圆形、跑道形)。如果安全元件存在于弯管第二端507，安全元件可具有对应于弯管第二端507的形状。可选择各种形状以便空气滤清器可匹配在特定的空间内。
除了z-介质过滤器结构和圆锥形或圆柱形的褶状介质包外，涉及在相对的端部之间延伸的槽纹的介质包的可替换类型可与本发明的选定的原理一起使用。所述可替换的介质包的一个示例在图18a-18c中示出。图18a-18c的介质包类似于DE 20 2008 017 059U1中示出和描述的介质包；并且如同可从Mann&Hummel的商标“IQORON”的产品所获得的结构中找到。
参见图18a，介质包总体以540表示。介质包540包括第一外部褶状介质环541和第二内部褶状介质环542。图18a的视图朝向介质包(流)端545。所示出的端部545根据选定的流动方向可以是入口端或出口端。对于采用所表征的原理的许多结构来说，介质包540会被设置成在过滤器滤芯中以便端部545是入口流端。
外部褶状介质环541被设置成椭圆形形状，尽管替换例是可行的。在550，示出了褶状端罩(end closure)，例如模制到位，在介质包端部545闭合褶皱541的端部。
褶皱542被设置成由环541环绕并与环541间隔，从而褶状的介质环542也被示出呈稍微椭圆形的结构。在本实例中，环542中各褶皱542p的端部542e被密封闭合。此外，环542环绕中心542c，所述中心542c由材料的中心条543闭合，通常模制到位。
在过滤期间，当端部545是入口流端时，空气进入介质的两个环541，542之间的间隙555。空气然后在运动通过介质包540时流过环541或环542，进行过滤。
在示出的示例中，环541被设置成朝向环542向内倾斜，背离端部545延伸。为了结构完整性，还示出了间隔件556支撑环绕环542的端部的居中环557。
在图18b中，可以观察到与端部545相对的滤芯250的端部546。这里，可以看到环542的内部，环绕开口的气流区域560。当空气被引导沿着朝向端部546并背离端部545的大体方向通过滤芯540时，通过环542的空气的部分会进入中央区域560并在端部546从中央区域560离开。当然，已经进入介质环541(图18a)的空气在过滤期间会大体上围绕(越过)端部546的外周546p通过。
在图18c中，提供了滤芯540的示意性剖视图。选定标记的和描述的特征用相同的附图标记表示。
从回顾图18a-18c应当理解，上述披露(滤芯540披露的)一般是具有沿相对的流端545,546之间的纵向方向延伸的槽纹的滤芯。
在图18a-18c的结构中，示出介质包540具有椭圆形，具体为跑道形的外周。以这样的方式示出是因为下文的许多示例中的空气过滤器滤芯也具有椭圆形或跑道形的结构。
现在参见图19-20，以附图标记600示出可替换的主要过滤和空气转向器。主要过滤和空气转向器600可被设置为图1和2所示的立式进气系统10的区域的一部分。
主要过滤和空气转向器600包括空气入口602、空气出口604、外壳606、检修盖608、预滤清器610、主过滤元件612和二次过滤元件614。外壳606包括预滤清器区域620、主过滤器区域622和出口区域624。预滤清器610可被设置在预滤清器区域620中。应当理解，预滤清器区域620可被设置成没有预滤清器或者预滤清器区域可被省略。另外，预滤清器可被设置成例如在立式进气系统10中更为上游。预滤清器610可被设置成具有一个或多个惯性分离器626，并且可被设置成具有清除口628用于从预滤清器610除去颗粒。外壳606包括检修开口630，用于维护/维修主过滤元件612和二次过滤元件614。检修开口630接纳闭合检修开口630的检修盖608并且还使主过滤元件612和二次过滤元件614保持在位。示出外壳606具有紧固件元件631，用于固定外壳606在位。紧固件元件示出为螺栓。当然，可替换的紧固元件是可用的，例如过中心锁销。
主过滤元件612包括介质结构613和弯管634。介质结构613包括过滤介质包632。过滤介质包632包括用于接纳脏空气的第一端636，和用于排放净化空气的第二端638。第一端636包括可选的环部件633，环部件633被设置成环绕第一端636以助于保护介质包。过滤介质包632被设置为z-过滤介质包，但可以是提供上游入口和下游出口的任何其它的介质包。例如，可以使用如图17a-17c的上下文中所讨论的圆柱形或圆锥形的褶状介质，如图18a-18c的上下文中所述的双褶状介质，和如图22a-22c和23a与23b的上下文中所述的褶状板式介质。弯管634包括连接至介质包第二端638的第一端640，连接至外壳606的第二端642，和空气流壳罩644，空气流壳罩644使空气从弯管第一端640转向流向弯管第二端642。弯管634可被称作壳，并且第一端640可被设置成使得它沿着介质包632的外侧的一部分向上延伸。第一端640没有必要一直延伸至介质包第一端636，尽管那无疑是可行的。第二端642包括密封件669，用于密封至外壳606。
空气流壳罩644包括内部空间645，所述内部空间645被构造成容纳二次过滤元件614。空气流壳罩644包括第一壁644a和第二壁644b。第一壁644a从第一端640伸出，而第二壁644b从第二端642伸出。第一壁644a和第二壁644b在接合处644c汇到一起，并且结合空气偏转部644d形成闭合结构的内部空间645，以便从第一端640沿着第一轴向方向流动的空气在流过第二端时被改变成沿第二轴向方向。此外，空气流壳罩644包括接纳端648，所述接纳端648被构造成匹配在二次过滤元件614和检修盖608的一部分之间。接纳端648包括作为它的一部分的空气偏转部644d。接纳端648包括平面部分650、凹入部分652和突出部分654。平面部分650被设置成从转向器部分644的外部656凹入，所述转向器部分644位于最靠近检修盖608的外表面609的位置。一般，平面部分650被设置成从外部656凹入并提供一表面，当将密封件669模制到弯管第二端642时，可抵靠该表面施加压力。外部656可被视为空气偏转部644d，因为它提供了沿着从第一轴向方向到第二轴向方向的空气流的方向的逐渐变化。凹入部分652被设置在平面部分650和突出部分654之间，并且可被设置有外表面653，所述外表面653可被表征为具有弯弯曲曲的表面形状，包括交替的向外弯曲的凹入部分653a和向内突出的凸起部分653b。弯弯曲曲的表面形状也可被称作花瓣结构。凹入部分652可另外包括形成突出部分654的一部分的内表面655。内表面655可被设置为相对平滑的和圆柱形的或圆锥形的。花瓣结构可被视为花朵形状，并且可替换的形状是可行的，例如多边形的、圆形的和椭圆形的。另外，多边形形状可以是正多边形，其中每一侧具有相等的长度并且每侧之间的角度是相等的，或者不规则多边形形状，其中侧边的长度是不同的或者侧边之间的角度是不同的。还应当理解，对接合接纳端648的检修盖608的部分可设置相应的形状。
示出密封件669设置在弯管第二端642的密封支撑671上。当在外壳606上就位时，密封件669与形成外壳606的部分的突出部分673形成向内的径向密封。密封件669被设置为向内的径向密封，并且密封件的形状可被视为非圆形的例如椭圆形。密封件669可被设置成具有圆形形状或其它的非圆形形状例如跑道形或矩形。一般，形状意味着表示整体密封结构，而不是沿着密封件的一部分的横截面。
二次过滤元件614包括圆锥形过滤元件658，被设置成覆盖塔状支撑660，所述塔状支撑660被设置成从外壳606伸出。塔状支撑660包括从塔第一端664伸向塔第二端666的支撑件662。塔第一端664被设置在空气出口624附近。塔第二端666包括外部连续的表面668，用于使二次过滤元件614与之密封；和内表面670，被设置成容纳主过滤元件612的接纳端648的凹入部分652。内表面670可被表征为具有弯弯曲曲的表面形状671，所述弯弯曲曲的表面形状671具有交替的向外弯曲的凹入部分671a和向内突出的凸起部分671b。结果，塔弯弯曲曲的表面671可接合弯管或壳弯弯曲曲的表面653。应当理解，凹入部分652处的弯管634的内表面可具有对应于表面653的形状。例如，凹入部分652可包括交替的向外弯曲的凹入部分652a和向内突出的凸起部分652b。相应的，凹入部分652的内表面的形状可对应于并接合塔状支撑660的内表面670的形状。所述形状可被视为花瓣形状或花朵形状，但也可被设置为正多边形形状、不规则的多边形形状、圆形或椭圆形。
圆锥形过滤元件658包括锥形介质674和密封件676。介质674可由适于过滤空气的任何过滤介质提供，可被设置成围绕塔状支撑660。可用作介质674的示例性过滤介质可被表征为多层层压介质结构，包括设置成每英寸提供至少两个波形的波形结构的过滤介质层，其中过滤介质具有第一侧/面和第二侧/面，第一纤维支撑层邻近设置成波形结构的过滤介质层的第一侧/面，并且其中多层层压介质结构在干净并且非油在0.5英寸水柱限制下按照ASTM D737测量时具有的Frazier空气渗透率在约75ft/min到约200ft/min的范围内。示例性过滤介质披露于申请日为2013年7月19日的美国临时申请号61/856,467中，其中美国临时申请号61/856,467的全部公开内容在此被援引加入本文。可用于介质674的可替换的过滤介质包括可形成圆锥形结构以匹配塔状支撑660的任何类型的纺织或无纺的过滤介质。一般，通过二次过滤元件614的空气流会使锥形介质包674保持抵靠塔状支撑660。
检修盖608包括紧固件631，所述紧固件631将检修盖608固定到外壳606上以便闭合检修开口630。另外，检修盖608包括突出结构672，当检修盖608被设置成覆盖检修开口630时，突出结构672支撑主过滤元件612并接合凹入部分652。相应地，主过滤元件612的凹入部分652可接合塔状支撑660的凹入部分671c。凹入部分671c包括内表面670。突出结构672可包括第一突出部分674和第二突出部分676。第一突出部分674包括支撑表面680，所述支撑表面680支撑接纳端648上的平面部分650。第二突出部分676包括突出件682，所述突出件682被容纳在接纳端648的凹入部分652中。如图20所示，外侧表面684可具有对应于外表面653的弯弯曲曲形状的形状。第二突出部分676还可包括容纳部686，用于容纳突出部分654。由于容纳部686的存在，第二突出部分676可被看作环形突出部分。容纳部686可被设置成具有平滑的表面687，如果希望的话。
现在参见图21a-21d，示出了主要过滤和空气转向器700，其具有类似于主要过滤和空气转向器600的特征。一个区别涉及塔第二端766，其中突出部分790被设置成容纳在主过滤元件712的接纳端748的突出部分754中。塔第二端766包括外部连续的表面768，使得二次过滤元件714通过二次元件密封件715与之密封。塔第二端766另外包括内表面770，被设置成容纳主过滤元件712的接纳端748的凹入部分752。内表面770和突出部分754的相应内表面752可被设置成具有如图19和20的上下文中所讨论的弯弯曲曲的形状。
突出部分790被示出伸过内表面790并且被容纳在突出部分754中以有助于对塔第二端766提供额外的支撑。图21a和21b示出了二次过滤元件714设置在塔状支撑760上以便密封件778接合塔外部连续的表面768。如图21b和21c所示，主过滤元件712然后被安置在外壳706内，以便突出部分790容纳在接纳端748的突出部分754中，而接纳端748的凹入部分752被容纳在凹入区域769中。如图21c和21d中所示，检修盖708然后被安置在外壳检修开口730上。检修盖708包括接合凹入部分752的突出部分780，并包括接合突出部分754的凹入部分782。此外，突出部分780可具有对应于凹入部分752的形状，并且该形状可被设置为弯弯曲曲的形状。此外，凹入部分782可具有对应于突出部分754的形状，并且该形状可被设置为平滑的圆柱形或圆锥形形状。如图21d中所示，塔闭合端792嵌套在主过滤元件闭合端794内，而主过滤元件闭合端794嵌套在检修盖支撑796内。该结构有助于保持主过滤元件712和二次过滤元件714的稳定性。
主要过滤和空气转向器700可被表征为具有主过滤介质包和二次过滤介质包偏置。这个主过滤介质包和二次过滤介质包偏置可通过使二次过滤介质包不完全存在于主过滤介质包的周边的突出部分内来表征。在图4f，5a,9a和15a的情况，二次过滤介质包被示例为褶状板式过滤器，并且二次过滤介质包被设置在主过滤介质包的周边的突出部分之外。换句话说，二次过滤元件介质包在安装用于主要过滤和空气转向器时没有被直接设置在主过滤元件介质包的下方。该偏置的另一示例在图21中被举例说明。在图21d中，二次过滤元件介质包730没有完全被设置在主过滤元件介质包732的周边的突出部分内。主过滤元件介质包的周边可通过线P1和P2示出。由线P1和P2示出的距离可被看作主过滤元件介质包距离PD。二次过滤元件介质包的周边可通过线S1和S2示出。S1与S2的距离可被看作二次过滤元件介质包距离SD。如在图21d中可见，二次过滤元件介质包距离(SD)偏置于主过滤元件介质包距离(PD)。该偏移量表示为距离OS。偏移量(OS)可以为至少40mm，可以为至少45mm并可以为至少50mm。偏移可被看作是沿着由箭头AA示出的第二轴向方向。应当理解，尽管在图21d的截面侧视图的情境中可以示出偏移，但是当从箭头AA的方向的正视图观察时不会看到偏移。原因在于偏移是沿着箭头AA的方向，而非沿着与箭头AA呈90度的方向。此外，二次过滤元件介质包长度SD与偏移量OS的比率可被表征为至少6。偏移量OS的存在是希望的，以帮助引起空气改变方向而没有过度扰动。偏移可使空气流倾斜或转向同时使空气流扰动最小化。此外，应当理解，通过提供较大的干净空气出口740以适应二次过滤元件偏移可减少空气流扰动。在截面积上的这种增大可被解释为部分是由于将圆锥形或圆柱形的二次过滤元件朝向出口740移位。
根据所述不同的实施例的过滤元件可提供足够高的过滤元件密封件横截面积与过滤器结构横截面积的比率，以帮助空气流通过空气滤清器。通过在过滤元件密封件的位置相对于过滤器结构横截面积提供较大的横截面积，实现了增强的空气流性能。优选地，比率为至少0.5，并可以为至少0.6，并可以为至少0.7。在图21d的上下文中，过滤元件密封件以附图标记716表示，而横截面积是指在过滤元件密封件716的周边内的流动面积。过滤介质包包括在718处表示的横截面积，其中空气从介质包流入弯管第二端。该面积被视为过滤器结构横截面积。
现在参见图22a和22b，附图标记800示出了可替换的主过滤元件或滤芯。主过滤元件800包括介质包容纳部802，从介质包容纳部802伸出并设置用于使得空气流从第一方向转向至第二方向的弯管804，用于在主过滤元件800和外壳之间形成密封的密封件806，和设置在介质包容纳部802内的褶状介质包808。弯管804包括内部区域830，其中可容纳安全或二次过滤元件。
褶状介质包808被示出为第一介质包810和第二介质包812。第一介质包810和第二介质包812被设置为包含变化的褶皱高度的褶状介质。一般，变化的褶皱高度表示，褶皱高度(介质包入口面814和介质包出口面816之间的距离)变化跨介质包长度的至少5％。优选地，褶皱高度变化至少10％。如图所示，第一介质包810和第二介质包812被构造成提供从褶状介质包808的中心818朝向褶状介质包808的外侧820和822在褶皱高度上的增大。结果，出口面816形成匹配围绕安全元件例如图19所示的安全元件的外周。出口面816可被设置成具有弯曲度或者它可被设置为较直的或成角度。如果出口面816被设置为成角度，应当理解，褶皱高度以连续的线性结构变化。如果出口面816是非线性的，则褶皱以非线性的方式变化。例如，出口面816可形成弯曲部分以便更为有效地匹配围绕可设置在内部区域830中的安全元件。此外，第一介质包810和第二介质包812各自包括设置在其周围的密封件832，以便密封至彼此并密封至介质包容纳部802。第一介质包810和第二介质包812均可匹配安装在介质包容纳部内，并且希望脏空气不绕过密封件832由此绕过褶状介质包808。褶状介质包808可在任何时候从介质包容纳部802取出以便维护/维修。
现在参见图22c，示出了图22a的主过滤元件800的剖视图。提供了第一介质包810和第二介质包812的剖视图。此外，主过滤元件800包括弯管804，所述弯管804具有与弯管634一致的设计，具有凹入部分852和突出部分854。
现在参见图23a和23b，附图标记900示出了可替换的主过滤元件或滤芯。主过滤元件900包括褶状介质包910，设置成板状结构，具有平的入口912和弯曲的出口914。由于变化的褶皱高度而提供了弯曲的出口914。褶状介质包910被装入在介质包外壳916内，所述介质包外壳匹配在弯管第一部分918和弯管第二部分920之间，从而形成主过滤元件900。
Z-过滤器结构
一种类型的z-过滤介质利用两种特定的介质组成部分连接在一起以形成介质结构。两种介质组成部分是：(1)槽纹(通常为波纹)介质片材；和，(2)表面介质片材。表面介质片材通常是非波纹状的，不过它可以是波纹状的，例如垂直于槽纹方向，如申请日为2004年2月11日的美国临时申请60/543,804并且于2005年8月25日公开的PCTWO05/077487中所述，上述申请在此被援引加入本文。
槽纹(通常波纹状的)介质片材和表面介质片材一起用于限定具有平行的入口和出口槽纹的介质。在一些情况，槽纹片材和表面片材被固定在一起并然后卷绕以形成z-过滤介质结构。所述的结构披露于例如US 6,235,195和6,179,890中，这两篇文献的每一篇在此被援引加入本文。在某些其它的结构中，一些槽纹(通常是波纹)介质固定至表面介质的非卷绕的部分或条彼此层叠，以形成过滤器结构。这样的一个示例披露于US5,820,646的图11，该文献在此被援引加入本文。
在本文中，包括槽纹片材固定至波纹片材/表面片材的材料条(其然后被组装成层叠以形成介质包)有时被称作“单面条(single facer strips)”、“单面的条(single facedstrips)”或称作“单面(single facer)”或“单面的(single faced)”介质。术语及其变化形式是指在每个条中，槽纹(通常为波纹的)片材的一个面即单(个)面由表面片材面对的事实。
通常，使成条的槽纹片材/表面片材(即单面)组合绕其自身卷绕以形成卷绕的介质包是通过使表面片材向外进行的。用于卷绕的一些技术披露于申请日为2003年5月2日的美国临时申请60/467,521和申请日为2004年3月17日的PCT申请US 04/07927，现在公布为WO 04/082795中，这些文献的每一篇在此被援引加入本文。结果，所得到的卷绕结构一般具有表面片材的一部分作为介质包的外表面。
本文中所用的术语“波纹(状)的(corrugated)”是指介质中的结构，表示由使得介质通过两个波纹辊之间，即进入两个辊之间的辊隙或辊缝所得到的槽纹结构，两个辊的每一个具有适于在所得到的介质中引起波纹效应的表面特征。术语“波纹”不是指由不涉及使介质通过波纹辊之间的辊缝的技术而形成的槽纹。不过，术语“波纹(状)的”旨在应用于即使介质在波纹成型之后进一步被改动或变形的情况，例如通过折叠技术，其披露于公开日为2004年1月22日的PCT WO 04/007054，该文献在此被援引加入本文。
波纹介质是槽纹介质的特定形式。槽纹介质是使各槽纹(例如通过波纹成型或折叠而形成)延伸从其通过的介质。
采用z-过滤介质的可维修的过滤元件或过滤器滤芯结构有时被称作“直通流动结构”或其变体。一般，在本上下文中表示可维修的过滤元件或滤芯一般具有入口流端(或面)和相对的出口流端(或面)，使流体沿着大体上相同的直通方向进入和离开过滤器滤芯。术语“可维修的”在本上下文中表示包含介质的过滤器滤芯被定期从相应的流体(例如空气)滤清器中取出并更换。在一些情况，入口流端(或面)和出口流端(或面)的每一个大体会是平的或平面的，使两者彼此平行。不过，其变化形式例如不平行的面是可能的。
直通流动结构(尤其用于卷绕的或层叠的介质包)例如不同于可维修的过滤器滤芯例如在此被援引加入本文的美国专利No.6,039,778中所示类型的圆柱形褶状过滤器滤芯，其流体在进入和离开介质时会有明显转向。也就是说，在6,039,778过滤器中，流体通过圆柱形侧面进入圆柱形过滤器滤芯，并然后转向以通过介质的开口端离开(在顺流系统中)。在通常的逆流系统中，流体通过介质的开口端进入可维修的圆柱形滤芯，并然后转向通过圆柱形过滤介质的侧面离开。所述逆流系统的一个示例在美国专利No.5,613,992中示出，该文献在此被援引加入本文。
本文中所用的术语“z-过滤器介质结构”及其变体(没有更多联系)表示下述中的任意一个或全部：波纹或其它形式的槽纹介质固定至(表面)介质的网状物，具有适当的密封以允许限定入口和出口槽纹；和/或，由所述介质构造或形成的介质包成为三维网状物的入口和出口槽纹；和/或，包括所述介质包的过滤器滤芯或结构。
一般，过滤介质是相对能变形的材料，通常是(纤维素纤维、合成纤维或者两者的)无纺纤维材料，其中通常包括树脂，有时用其它材料处理。因此，它可以适应或被设置成不同的波纹型式，而没有不可接受的介质损坏。此外，它可易于被卷绕或者以其它方式被设置以供使用，同样没有不可接受的介质损坏。当然，它必须具有在使用期间会保持需要的波纹结构的性质。
通常，在波纹成型过程中，对介质进行非弹性变形。这阻止了介质返回至其原始形状。不过，一旦张力释放，槽纹或波纹会趋向回弹，仅恢复已发生的一部分的拉伸和弯曲。表面介质片材有时被粘至槽纹介质片材，以阻止波纹片材的这种回弹。
此外，通常，介质包含树脂。在波纹成型过程中，介质可被加热到树脂的玻璃转变点之上。当树脂然后冷却时，有助于保持槽纹形状。
波纹片材、表面片材或两者的介质可在其一面或两面上设置有细纤维材料，例如，按照US6,673,136，该文献在此被援引加入本文。在一些情况，当使用所述的细纤维材料时，可能希望将细纤维设置在材料的上游侧上和槽纹的内侧。当这样时，过滤期间的空气流通常会进入包括层叠密封边的边缘。
关于z-过滤器结构的一个问题涉及各槽纹端的闭合。尽管替换例是可行的，通常提供密封剂或粘合剂以实现闭合。由上文的讨论显而易见，在通常的z-过滤介质中，尤其是其采用直槽纹而非锥形槽纹和用于槽纹密封的密封剂，在上游端和下游端均需要大的密封剂表面积(和体积)。在这些位置的高质量密封能使所得到的介质结构很好的作业。
应当指出，可采用可替换的槽纹定义，例如在申请日为2008年6月26日并且被公布为US2009/0127211的USSN 12/215,718；申请日为2008年2月4日并且被公布为US2008/0282890的US 12/012,785和/或被公布为US2010/0032365的US12/537,069中表征的那些，其中空气滤清器特征如下文所表征。US2009/0127211,US2008/0282890和US2010/0032365的每一篇的全部公开内容在此被援引加入本文。
用于制成介质条(单面)的工艺的技术披露于公布日为2004年1月22日的PCTWO04/007054中，该文献在此被援引加入本文。
通过针刺(darting)闭合槽纹的技术披露于PCT WO04/007054中，该文献在此被援引加入本文。卷绕介质的技术(应用卷绕密封边)披露于申请日为2004年3月17日并且被公开为WO 04/082795的PCT申请US04/07927中，其在此被援引加入本文。
针刺槽纹端闭合的替换方法是可行的。所述的方法可能涉及例如在每个槽纹中不居中的针刺，和卷绕或折叠过不同的槽纹。一般，针刺涉及在槽纹端附近折叠或以其它方式操纵介质，以实现受压的闭合的状态。
本文所述的技术尤其可很好的适用于由卷绕单个片材(包括波纹片材/表面片材组合)即“单面”条的步骤所得到的介质包。不过，它们也可制成为层叠结构。
卷绕的介质包结构可被设置有各种外周周边定义。在本上下文中，术语“外周周边定义(peripheral,perimeter definition)”及其变体是指在介质包的入口端或出口端看所限定的外侧周边形状。通常的形状是圆形，如PCTWO 04/007054所述。其它可用的形状是长圆形，长圆形的一些示例是椭圆形形状。一般，椭圆形形状具有由一对相对的侧面连接的相对的弯曲端。在一些椭圆形形状中，相对的侧面也是弯曲的。在其它的椭圆形形状中，有时被称作跑道形形状，相对的侧面大体是直的。跑道形形状披露于例如PCT WO 04/007054和PCT申请US04/07927(公开为WO 04/082795)，上述的每一篇在此被援引加入本文。
描述外周或周边形状的另一方式是通过限定沿着垂直于卷的卷绕入口的方向取通过介质包的截面所得到的周边。
介质包的相对的流端或流面可设置有各种不同的限定。在许多结构中，端或端面大体是平的(平面的)并彼此垂直。在其它结构中，端面之一或两者包括锥形的例如阶梯型的部分，其可被限定成从介质包的侧壁的轴向端轴向向外伸出；或，从介质包的侧壁的一端轴向向内伸出。
槽纹密封(例如来自单面密封边、卷绕密封边或层叠密封边)可由多种材料形成。在所引用和援引加入本文的不同的参考文献中，热熔或聚氨酯密封被描述为对于不同的应用是可行的。
应当指出，块状的层叠的结构披露于现有技术US 5,820,646中，该文献在此被援引加入本文。还应当指出，层叠的结构披露于US 5,772,883；5,792,247；申请日为2003年3月25日的美国临时申请60/457,255；和申请日为2003年12月8日并且被公开为2004/0187689的USSN10/731,564中。这些后述的参考文献的每一篇在此被援引加入本文。应当指出，在公开为2005/0130508的USSN10/731,504中示出的层叠结构是倾斜的层叠结构。
还应当指出，在一些情况，多于一个的层叠可被结合入单个介质包。此外，在一些情况，所产生的层叠的一个或多个流面中可具有凹入部，例如，如US7,625,419中所示，该文献在此被援引加入本文。
总结意见
在本总结部分中，提供了本文所教导的一些选定的总结性特征。其中，教导了：
1.一种过滤元件，包括：(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括过滤介质包，具有脏空气入口和干净空气出口，其中：(i)流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和(ii)干净空气出口限定过滤器结构横截面面积；(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：(i)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；(ii)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；(c)位于弯管第二端上的过滤元件密封件，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，位于弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积；和(d)密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.5。
2.根据特征1所述的过滤元件，其中过滤介质包包括槽纹介质包，所述槽纹介质包包括入口槽纹和出口槽纹，其中介质包阻止未经过滤的空气流进入口槽纹并然后从出口槽纹向外排出而没有进行过滤。
3.根据特征2所述的过滤元件，其中过滤介质包被设置成卷绕的结构。
4.根据特征1所述的过滤元件，其中过滤介质包包括褶状介质包。
5.根据特征4所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
6.根据特征4所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
7.根据特征4所述的过滤元件，其中褶状介质包被设置成板状结构。
8.根据特征1-7中任一特征所述的过滤元件，其中密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.6。
9.根据特征1-8中任一特征所述的过滤元件，其中空气流壳罩包括从弯管第一端伸出的第一壁和从弯管第二端伸出的第二壁，并且其中空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端。
10.根据特征9所述的过滤元件，其中从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。
11.根据特征1-10中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部包括斜面。
12.根据特征1-11中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部。
13.根据特征1-12中任一特征所述的过滤元件，其中过滤介质包被粘接至弯管第一端。
14.根据特征1-12中任一特征所述的过滤元件，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
15.根据特征1-14中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
16.根据特征1-14中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
17.根据特征1-16中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
18.根据特征1-16中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
19.根据特征1-18中任一特征所述的过滤元件，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
20.根据特征1-19中任一特征所述的过滤元件，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成约30度到约160度的角度。
21.一种空气滤清器，包括：(a)空气滤清器外壳，包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口和空气出口；(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和(c)过滤元件，所述过滤元件是根据特征1-20中任一特征的过滤元件并且被设置在空气滤清器外壳内。
22.根据特征21所述的空气滤清器，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在空气入口与主要过滤和空气偏转部区域之间。
23.根据特征21-22中任一特征所述的空气滤清器，其中检修盖包括支撑空气偏转部的表面。
24.根据特征21-23中任一特征所述的空气滤清器，还包括二次过滤元件。
25.根据特征21-24中任一特征所述的空气滤清器，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部内的突出部分。
26.根据特征25所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
.根据特征25-26中任一特征所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
28.一种过滤元件，包括：(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括被设置成卷绕结构的z-过滤介质包并具有脏空气入口和相对的干净空气出口，其中：(i)流过脏空气入口和干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和，(ii)干净空气出口限定过滤器结构横截面面积；和(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：(i)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；(ii)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；(c)位于弯管第二端上的过滤元件密封件，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，位于弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积。
29.一种过滤元件，包括：(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括褶状介质包，具有脏空气入口和干净空气出口，其中：(i)流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；(ii)干净空气出口限定过滤器结构；和(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：(i)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；(ii)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；(c)位于弯管的第二端上的过滤元件密封件，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，位于弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积。
30.根据特征29所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
31.根据特征29所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
32.根据特征29所述的过滤元件，其中褶状介质包被设置成板状结构。
33.根据特征28-32中任一特征所述的过滤元件，其中密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.6。
34.根据特征28-33中任一特征所述的过滤元件，其中空气流壳罩包括从弯管第一端伸出的第一壁和从弯管第二端伸出的第二壁，并且其中空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端。
35.根据特征34所述的过滤元件，其中从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。
36.根据特征28-35中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部包括斜面。
37.根据特征28-35中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部。
38.根据特征28-37中任一特征所述的过滤元件，其中过滤介质包被粘合至弯管第一端。
39.根据特征28-38中任一特征所述的过滤元件，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
40.根据特征28-39中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
41.根据特征28-39中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
42.根据特征28-41中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
43.根据特征28-42中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
44.根据特征28-43中任一特征所述的过滤元件，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
45.根据特征28-44中任一特征所述的过滤元件，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成约30度到约160度的角度。
46.一种空气滤清器，包括：(a)空气滤清器外壳，包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口和空气出口；(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和(c)过滤元件，所述过滤元件是根据特征28-45中任一特征的过滤元件并且被设置在空气滤清器外壳内。
47.根据特征46所述的空气滤清器，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在空气入口与主要过滤和空气偏转部区域之间。
48.根据特征46-47中任一特征所述的空气滤清器，其中检修盖包括支撑空气偏转部的表面。
49.根据特征46-48中任一特征所述的空气滤清器，还包括二次过滤元件。
50.根据特征46-49中任一特征所述的空气滤清器，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部内的突出部分。
51.根据特征50所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
52.根据特征50-51中任一特征所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
53.一种过滤元件，包括(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括过滤介质包，具有脏空气入口和干净空气出口，其中流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：(i)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；(ii)从弯管第一端伸出的第一壁，和从弯管第二端伸出的第二壁；(iii)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；(iv)空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端，和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端，以便从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸；和(c)设置在弯管的第二端上的过滤元件密封件，其中密封件被构造成密封至干净空气进气口。
54.根据特征53所述的过滤元件，其中过滤介质包包括槽纹介质包，所述槽纹介质包包括入口槽纹和出口槽纹，其中介质包阻止未经过滤的空气流进入口槽纹并然后在没有过滤的情况下从出口槽纹向外排出。
55.根据特征54所述的过滤元件，其中过滤介质包被设置成卷绕的结构。
56.根据特征53所述的过滤元件，其中过滤介质包包括褶状介质包。
57.根据特征56所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
58.根据特征56所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
59.根据特征56所述的过滤元件，其中褶状介质包被设置成板状结构。
60.根据特征53-59中任一特征所述的过滤元件，其中密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.6。
61.根据特征53-60中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部包括斜面。
62.根据特征53-61中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部从空气偏转部第一端到空气偏转部第二端的长度为从第一壁到过滤元件密封件的最远距离的1/3。
63.根据特征53-62中任一特征所述的过滤元件，其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部。
64.根据特征53-63中任一特征所述的过滤元件，其中过滤介质包被粘合至弯管第一端。
65.根据特征53-63中任一特征所述的过滤元件，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
66.根据特征53-65中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
67.根据特征53-65中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
68.根据特征53-67中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
69.根据特征53-68中任一特征所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
70.根据特征53-69中任一特征所述的过滤元件，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
71.根据特征53-70中任一特征所述的过滤元件，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成约30度到约160度的角度。
72.一种空气滤清器，包括：(a)空气滤清器外壳，包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口和空气出口；(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和(c)过滤元件，所述过滤元件是根据特征53-71中任一特征的过滤元件并且被设置在空气滤清器外壳内。
73.根据特征72所述的空气滤清器，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在空气入口与主要过滤和空气偏转部区域之间。
74.根据特征72-73中任一特征所述的空气滤清器，其中检修盖包括支撑空气偏转部的表面。
75.根据特征72-74中任一特征所述的空气滤清器，还包括二次过滤元件。
76.根据特征72-75中任一权利要求所述的空气滤清器，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部内的突出部分。
77.根据特征76所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
78.根据特征76-77中任一特征所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
79.一种被构造成用在具有由发动机罩封闭的发动机舱和干净空气进气口的机动车辆上的空气滤清器系统，所述空气滤清器系统被构造成至少部分在由罩封闭的发动机舱的外侧延伸并且向由发动机罩封闭的发动机舱提供干净空气，并且包括：(a)垂直延伸的通气管，所述通气管包括空气入口和空气出口；(b)空气滤清器外壳，所述空气滤清器外壳被构造成接纳来自通气管空气出口的空气，所述空气滤清器包括：(i)主要过滤和空气偏转部区域；和(ii)检修开口，用于进入主要过滤和空气偏转部区域；(c)检修盖，用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；(d)过滤元件，被设置在空气滤清器外壳内，所述过滤元件包括：(i)过滤介质包结构，所述过滤介质包结构具有干净空气出口，其中流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和(ii)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤介质包结构的过滤介质包干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：(A)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；(B)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；(iii)密封件，所述密封件被设置在弯管的第二端，其中密封件被密封至空气滤清器外壳；和，(e)空气滤清器外壳具有干净空气出口，所述干净空气出口被构造成向由罩封闭的发动机舱提供干净空气。
80.根据特征79所述的进气系统，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在主要过滤和空气偏转部区域的上游。
81.根据特征79-80中任一特征所述的进气系统，还包括二次过滤元件，所述二次过滤元件被设置在主要过滤和空气偏转部区域的下游。
82.根据特征81所述的进气系统，其中安全件包括设置在弯管第二端的褶状的板式过滤器。
83.根据特征81所述的进气系统，其中二次过滤元件包括由塔状结构支撑的深度介质，所述塔状结构从空气滤清器外壳空气出口伸出并伸向空气偏转部。
84.根据特征79-83中任一特征所述的空气滤清器，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分。
85.根据特征84所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
86.根据特征84-85中任一特征所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
87.根据特征84-86中任一特征所述的进气系统，其中空气偏转部凹入部包括形成平表面的第一凹入部和背离平表面并朝向弯管的第二端延伸的第二凹入部。
88.根据特征87所述的进气系统，其中第二凹入部包括形成花朵图案结构的壁。
89.根据特征83-88中任一特征所述的进气系统，其中设置在空气滤清器外壳内的二次过滤元件包括二次过滤元件介质包，过滤介质包结构包括主过滤介质包，并且二次过滤元件介质包和主过滤介质包沿着第二轴向方向偏置至少40mm。
90.一种空气滤清器系统，包括：(a)空气滤清器外壳，所述空气滤清器外壳包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口、检修盖和空气出口；(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和(c)主过滤元件，所述主过滤元件被设置在空气滤清器外壳内，主过滤元件包括：(i)过滤器结构，所述过滤器结构包括具有干净空气出口的主介质包，其中流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和(ii)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤介质包结构的干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；(iii)过滤元件密封件，所述过滤元件密封件连接至弯管的第二端，其中密封件被密封至空气滤清器外壳；和(d)二次过滤元件，所述二次过滤元件被设置在空气滤清器外壳内并且包括二次介质包，并且其中二次过滤介质包和主介质包沿着第二轴向方向偏置至少40mm。
91.根据特征90所述的空气滤清器系统，其中主介质包包括z-过滤介质包。
92.根据特征90所述的空气滤清器系统，其中主介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
93.根据特征90所述的空气滤清器系统，其中主介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
94.根据特征90所述的空气滤清器系统，其中主介质包被设置成板状结构。
95.根据特征90-94中任一特征所述的空气滤清器系统，其中密封件限定密封件横截面面积并且过滤器结构限定过滤器结构横截面面积，密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.6。
96.根据特征90-95中任一特征所述的空气滤清器系统，其中空气流壳罩包括从弯管第一端伸出的第一壁和从弯管第二端伸出的第二壁，并且其中空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端。
97.根据特征96所述的空气滤清器系统，其中从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。
98.根据特征90-97中任一特征所述的空气滤清器系统，其中空气偏转部包括斜面。
99.根据特征90-98中任一特征所述的空气滤清器系统，其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部。
100.根据特征90-99中任一特征所述的空气滤清器系统，其中过滤介质包被粘合至弯管第一端。
101.根据特征90-99中任一特征所述的空气滤清器系统，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
102.根据特征90-101中任一特征所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
103.根据特征90-101中任一特征所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
104.根据特征90-103中任一特征所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
105.根据特征90-103中任一特征所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
106.根据特征90-105中任一特征所述的空气滤清器系统，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
107.根据特征90-106中任一特征所述的空气滤清器系统，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成约30度到约160度的角度。
108.根据特征90-107中任一特征所述的空气滤清器系统，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分。
109.根据特征108所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
110.根据特征108-109中任一特征所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
以上说明完整描述了本发明的制造和使用。由于本发明的许多实施例可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行，因此本发明的范围以所附权利要求书为依据。

Claims (80)

1.一种过滤元件，包括：
(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括过滤介质包，具有脏空气入口和干净空气出口，其中：
(i)流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和
(ii)干净空气出口限定过滤器结构横截面面积；
(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：
(i)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；
(ii)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；和
(iii)其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部，以在其中容纳空气滤清器的检修盖的一部分；
(c)位于弯管第二端上的过滤元件密封件，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，位于弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积。
2.根据权利要求1所述的过滤元件，其中过滤介质包包括槽纹介质包，所述槽纹介质包包括入口槽纹和出口槽纹，其中介质包阻止未经过滤的空气流进入口槽纹并然后在没有过滤的情况下从出口槽纹向外排出。
3.根据权利要求2所述的过滤元件，其中过滤介质包被设置成卷绕的结构。
4.根据权利要求1所述的过滤元件，其中过滤介质包包括褶状介质包。
5.根据权利要求4所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
6.根据权利要求4所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
7.根据权利要求4所述的过滤元件，其中褶状介质包被设置成板状结构。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.5。
9.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中空气流壳罩包括从弯管第一端伸出的第一壁和从弯管第二端伸出的第二壁，并且其中空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端。
10.根据权利要求9所述的过滤元件，其中从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。
11.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中空气偏转部包括斜面。
12.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤介质包被粘合至弯管第一端。
13.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
14.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
15.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
16.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
17.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
18.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
19.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的过滤元件，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成30度到160度的角度。
20.一种空气滤清器，包括：
(a)空气滤清器外壳，包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口和空气出口；
(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和
(c)过滤元件，所述过滤元件是根据权利要求1-19中任一权利要求所述的过滤元件并且被设置在空气滤清器外壳内；
其中所述检修盖接合弯管的中空部。
21.根据权利要求20所述的空气滤清器，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在空气入口与主要过滤和空气偏转部区域之间。
22.根据权利要求20-21中任一权利要求所述的空气滤清器，其中检修盖包括支撑空气偏转部的表面。
23.根据权利要求20-21中任一权利要求所述的空气滤清器，还包括二次过滤元件。
24.根据权利要求20-21中任一权利要求所述的空气滤清器，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分。
25.根据权利要求24所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
26.根据权利要求24所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
27.一种过滤元件，包括：
(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括设置成卷绕结构的z-过滤介质包并具有脏空气入口和相对的干净空气出口，其中：
(i)流过脏空气入口和干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和
(ii)干净空气出口限定过滤器结构横截面面积；和
(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和，空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：
(i)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；
(ii)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；
(iii)其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部；
(c)位于弯管第二端上的过滤元件密封件，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，位于弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积。
28.一种过滤元件，包括：
(a)过滤器结构，所述过滤器结构包括褶状介质包，具有脏空气入口和干净空气出口，其中：
(i)流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；
(ii)干净空气出口限定过滤器结构横截面面积；和
(b)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤器结构干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和，空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：
(i)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；
(ii)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；
(iii)其中空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部；
(c)位于弯管的第二端上的过滤元件密封件，其中过滤元件密封件被构造成密封至干净空气进气口，位于弯管第二端上的过滤元件密封件限定密封件横截面面积。
29.根据权利要求28所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
30.根据权利要求28所述的过滤元件，其中褶状介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
31.根据权利要求28所述的过滤元件，其中褶状介质包被设置成板状结构。
32.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.6。
33.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中空气流壳罩包括从弯管第一端伸出的第一壁和从弯管第二端伸出的第二壁，并且其中空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端。
34.根据权利要求33所述的过滤元件，其中从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。
35.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中空气偏转部包括斜面。
36.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤介质包被粘合至弯管第一端。
37.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
38.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
39.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
40.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
41.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
42.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
43.根据权利要求27-31中任一权利要求所述的过滤元件，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成30度到160度的角度。
44.一种空气滤清器，包括：
(a)空气滤清器外壳，包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口和空气出口；
(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和
(c)过滤元件，所述过滤元件是根据权利要求27-43中任一权利要求所述的过滤元件并且被设置在空气滤清器外壳内。
45.根据权利要求44所述的空气滤清器，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在空气入口与主要过滤和空气偏转部区域之间。
46.根据权利要求44-45中任一权利要求所述的空气滤清器，其中检修盖包括支撑空气偏转部的表面。
47.根据权利要求44-45中任一权利要求所述的空气滤清器，还包括二次过滤元件。
48.根据权利要求44-45中任一权利要求所述的空气滤清器，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分。
49.根据权利要求48所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
50.根据权利要求48所述的空气滤清器，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
51.一种被构造成用在具有由发动机罩封闭的发动机舱和干净空气进气口的机动车辆上的空气滤清器系统，所述空气滤清器系统被构造成至少部分在由罩封闭的发动机舱的外侧延伸并且向由发动机罩封闭的发动机舱提供干净的空气，并且包括：
(a)垂直延伸的通气管，所述通气管包括空气入口和空气出口；
(b)空气滤清器外壳，所述空气滤清器外壳被构造成接纳来自通气管空气出口的空气，所述空气滤清器包括：
(i)主要过滤和空气偏转部区域；和
(ii)检修开口，用于进入主要过滤和空气偏转部区域；
(c)检修盖，用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；
(d)过滤元件，被设置在空气滤清器外壳内，所述过滤元件包括：
(i)过滤介质包结构，所述过滤介质包结构具有干净空气出口，其中流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和
(ii)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤介质包结构的过滤介质包干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和，空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：
(A)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；
(B)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分；
(iii)密封件，所述密封件被设置在弯管的第二端，其中密封件被密封至空气滤清器外壳；和
(e)具有干净空气出口的空气滤清器外壳被构造成向由罩封闭的发动机舱提供干净空气。
52.根据权利要求51所述的空气滤清器系统，还包括预滤清器，所述预滤清器被设置在主要过滤和空气偏转部区域的上游。
53.根据权利要求51-52中任一权利要求所述的空气滤清器系统，还包括二次过滤元件，所述二次过滤元件被设置在主要过滤和空气偏转部区域的下游。
54.根据权利要求53所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括设置在弯管第二端的褶状的板式过滤器。
55.根据权利要求53所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括由塔状结构支撑的深度介质，所述塔状结构从空气滤清器外壳空气出口伸出并朝向空气偏转部延伸。
56.根据权利要求51所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
57.根据权利要求51所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
58.根据权利要求51所述的空气滤清器系统，其中空气偏转部凹入部包括形成平表面的第一凹入部和背离平表面并朝向弯管的第二端延伸的第二凹入部。
59.根据权利要求58所述的空气滤清器系统，其中第二凹入部包括形成花朵图案结构的壁。
60.根据权利要求55所述的空气滤清器系统，其中设置在空气滤清器外壳内的二次过滤元件包括二次过滤元件介质包，过滤介质包结构包括主过滤介质包，并且二次过滤元件介质包和主过滤介质包沿着第二轴向方向偏置至少40mm。
61.一种空气滤清器系统，包括：
(a)空气滤清器外壳，所述空气滤清器外壳包括空气入口、主要过滤和空气偏转部区域、检修开口、检修盖和空气出口；
(b)检修盖，所述检修盖用于闭合空气滤清器外壳的检修开口；和
(c)主过滤元件，所述主过滤元件被设置在空气滤清器外壳内，所述主过滤元件包括：
(i)过滤器结构，所述过滤器结构包括具有干净空气出口的主介质包，其中流过干净空气出口的空气沿着第一轴向方向流动；和
(ii)弯管，所述弯管具有第一端，所述第一端被构造成从过滤介质包结构的干净空气出口伸出；第二端，其中流过第二端的空气沿着第二轴向方向流动；和，空气流壳罩，所述空气流壳罩从弯管第一端伸向弯管第二端，所述空气流壳罩包括：
(A)空气偏转部，所述空气偏转部被构造成引导空气从第一轴向方向朝向第二轴向方向，其中第二轴向方向不同于第一轴向方向；
(B)内部空间，所述内部空间在弯管第一端和弯管第二端之间；
(C)其中所述空气偏转部包括从空气偏转部伸入内部空间的中空部；
(iii)过滤元件密封件，所述过滤元件密封件被连接至弯管的第二端，其中密封件被密封至空气滤清器外壳；和
(d)二次过滤元件，所述二次过滤元件被设置在空气滤清器外壳内并且包括二次过滤介质包，并且其中二次过滤介质包和主介质包沿着第二轴向方向偏置至少40mm。
62.根据权利要求61所述的空气滤清器系统，其中主介质包包括z-过滤介质包。
63.根据权利要求61所述的空气滤清器系统，其中主介质包包括圆柱形设置的褶状介质包。
64.根据权利要求61所述的空气滤清器系统，其中主介质包包括圆锥形设置的褶状介质包。
65.根据权利要求61所述的空气滤清器系统，其中主介质包被设置成板状结构。
66.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中密封件限定密封件横截面面积并且过滤器结构限定过滤器结构横截面面积，并且密封件横截面面积与过滤器结构横截面面积之比为至少0.6。
67.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中空气流壳罩包括从弯管第一端伸出的第一壁和从弯管第二端伸出的第二壁，并且其中空气偏转部具有自第一壁以一角度延伸的空气偏转部第一端和自第二壁以一角度延伸的空气偏转部第二端。
68.根据权利要求67所述的空气滤清器系统，其中从空气偏转部第一端伸向空气偏转部第二端的平面相对于第一轴向方向以至少10度的角度延伸。
69.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中空气偏转部包括斜面。
70.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中过滤介质包被粘合至弯管第一端。
71.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中过滤器结构包括过滤介质包，设置在过滤介质包上的密封支撑，和设置在密封支撑上的介质包密封件，并且其中介质包密封件密封至弯管第一端。
72.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件被模制到弯管第二端。
73.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件包括粘合至弯管第二端的垫圈。
74.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件包括向内的径向密封。
75.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中过滤元件密封件包括向外的径向密封。
76.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，还包括延伸通过介质包干净空气出口的抗伸缩结构。
77.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中弯管的第一端和弯管的第二端被设置成相对于彼此成30度到160度的角度。
78.根据权利要求61-65中任一权利要求所述的空气滤清器系统，其中空气偏转部包括由凹入部环绕的突出部分，检修盖包括容纳空气偏转部突出部分的凹入部，并且检修盖包括被容纳在空气偏转部凹入部中的突出部分。
79.根据权利要求78所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括用于容纳空气偏转部凹入部的凹入部。
80.根据权利要求78所述的空气滤清器系统，其中二次过滤元件包括伸入空气偏转部突出部分的突出部分。
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