CN107405559B - 具有跨接长丝的可适形褶皱型空气过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器，其包括：具有上游面和下游面的可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质，其中该可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质包括多个相反面对的褶皱，该多个相反面对的褶皱具有褶皱方向，并具有多个上游褶皱尖端和上游褶皱谷以及下游褶皱尖端和下游褶皱谷，该褶皱型空气过滤介质还包括位于褶皱型空气过滤介质的下游面上的多个跨接长丝。

Description

具有跨接长丝的可适形褶皱型空气过滤器

背景技术

褶皱型过滤器常常用于空气过滤应用，例如在暖通空调(HVAC)系统中。

发明内容

本文公开了一种可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器，其在褶皱型空气过滤器的至少一个表面上包括多个跨接长丝。从以下具体实施方式中，本发明的这些方面和其它方面将显而易见。然而，在任何情况下，都不应将该广泛的发明内容理解为是对可受权利要求书保护的主题的限制，无论此主题是在最初提交的专利申请的权利要求书中呈现还是在修订的权利要求书中呈现，或者以其它它式在申请过程中呈现。

附图说明

图1是在标称平面构造中的示例性可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器的侧向下游透视图。

图2是适形成弓形构造的图1的示例性褶皱型空气过滤器的侧向上游透视图。

图3是在标称平面构造中的另一示例性可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器的透视图。

图4是在标称平面构造中的另一示例性可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器的透视图。

图5是在标称平面构造中的示例性可适形非自支撑褶皱型空气过滤介质的一部分的侧面示意性剖视图。

图6是包括示例性可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器的示例性HVAC系统的一部分的侧面示意性剖视图。

图7是适形成弓形构造并安装到弓形过滤器支撑层上的示例性褶皱型空气过滤器的分解透视图。

各图中的类似参考标记表示类似元件。除非另外指明，否则本文件中的所有图示和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施方案的目的。具体地，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应当从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。

定义

尽管本发明中可以使用诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“正面”、“背面”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”的术语，但应当理解，除非另外指出，否则那些术语仅以它们的相对意义使用。如本文所用，作为对特性、属性或关系的修饰，除非另外具体定义，否则术语“大体”意指特性、属性或关系将容易被本领域的技术人员认识到，但不要求绝对的精度或完美匹配(例如，对于量化的特性在+/-20％内)；术语“基本上”意指高度的近似(例如，对于量化的特性在+/-20％内)，但再次不要求绝对精度或完美匹配。术语“基本上”意指非常高的近似度(例如，对于可量化的特性，在±2％内；应理解，短语“至少基本上”包含“精确”匹配的具体情况。然而，即使是“精确”匹配，或使用术语例如相同、相等、一致、均匀、恒定等的任何其它特性描述的情况，也将被理解为在普通公差内，或在适用于特定情况的测量误差内，而非需要绝对精确或完全匹配。本文对数值参数(尺寸、比率等)的所有引用被理解为通过使用来源于参数的多个测量的平均值来计算(除非另有说明)。

诸如“外”、“向外”、“最外”、“向外地”等的术语意指从褶皱型空气过滤器的几何中心离开的方向，当过滤器如本文稍后详细论述的在标称平面构造中时，至少大体上沿着空气过滤器的主平面。诸如“内”、“向内”、“最内”、“向内地”等的术语意指着大体上朝向褶皱型空气过滤器的几何中心的方向。

术语“上游”用于表示空气过滤器的侧面，移动的空气(例如在HVAC系统中)从该侧面撞击过滤介质。术语“下游”用于表示空气过滤器的侧面，空气通过该侧面离开过滤介质(例如邻接，例如接触HVAC系统的过滤器支撑层的侧面，如本文稍后所述的)。褶皱型过滤器通常由制造商标记(或以其它方式命名)来识别上游侧和下游侧，以便将过滤器以正确的取向安装在HVAC系统中；因此，即使过滤器尚未定位在HVAC系统中，术语上游和下游也可用于区分褶皱型过滤器的两侧。各种图中标有“u”和“d”箭头以有助于识别本文所公开的示例性褶皱型空气过滤器的上游侧和下游侧。

术语“非自支撑”表示褶皱型空气过滤器，其在没有过滤器支撑层的情况下不能承受由于HVAC系统中的强制空气流动而遇到的力，如下文详细论述的。

术语“可适形的”表示能够至少在标称平面构造(诸如图1所示)和弓形构造(诸如图2所示)之间适形的褶皱型空气过滤器。(术语“标称的”平面构造根据诸如图1所示的构造中的褶皱型空气过滤器表现出易于识别的总体主平面的事实而使用，尽管存在从总体主平面局部偏离的褶皱。)

术语“无框架的”表示不包括硬化周边支撑框架(例如，通道框架、夹紧框架等)的褶皱型空气过滤器，如常常与常规褶皱型空气过滤器一起使用，并且通常由在褶皱型空气过滤器的主要边缘上的例如纸板、模制塑料通道构件等制成。

具体实施方式

在透视图中的图1和图2所示的是示例性的可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器1，其包括可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质10。在一些实施方案中，褶皱型空气过滤器1形状上可以为带有例如四个拐角的矩形(其具体地包括正方形形状)；在此类实施方案中，褶皱型过滤介质10因此可以具有大体上矩形的周边(在过滤介质10的周边中，这不排除不规则部分、凹口、斜截角或成角度的拐角等等)。褶皱型过滤器1表现出主要的端部和边缘，例如，如图1所示的四个主要边缘。为了方便起见，主要的端部/边缘4和4'(其作为裸露褶皱终止)将被称为波纹状边缘，并且主要的端部/边缘5和5'将被称为非波纹状边缘。

褶皱型空气过滤器1包括上游侧2和下游侧3；褶皱型过滤介质10因此包括上游面25和下游面35。如图1所示，褶皱型过滤介质10包括多个上游褶皱20，其以大体上彼此平行的方式取向。每个上游褶皱20包括上游褶皱尖端21，并且每个相邻的一对上游褶皱20在两者间限定了上游褶皱谷22。流动的空气进入上游谷22中并进入上游褶皱壁23中，以便穿透进入褶皱型过滤介质10中。褶皱型过滤介质10进一步包括多个下游褶皱30，其大体上彼此平行并且处于与上游褶皱20相对置的构造。每个下游褶皱30包括下游褶皱尖端31，并且每个相邻的一对下游褶皱30在两者间限定下游褶皱谷32。流动的空气从下游褶皱壁33流出以离开褶皱型过滤介质10。

可适形的

褶皱型空气过滤介质10是可适形的；此外，没有硬化的周边支撑框架存在，褶皱型空气过滤器1是同样可适形的。这意味着褶皱型空气过滤器1至少可以在本文所描述的第一标称平面构造(且如图1所示)之间可适形(弯曲)成第二适形构造，该第二适形构造为弓形构造(如图2所示)。可适形性是可逆的和可重复的，并且可以由过滤器1的用户手动执行，而不需要任何特殊工具。褶皱型介质沿着适形的“轴”A_c，当在标称平面状态(如图1所示)时，该“轴”A_c沿循褶皱型介质的主平面，并且当褶皱型介质适形为第二适形构造(如图2所示)时，褶皱型介质沿循褶皱型介质的弓形形状。适形轴A_c将至少大体上、实质上或基本上正交于褶皱方向D_p(并且通常将与通过褶皱型过滤器的气流的总体上游-下游方向正交)。这可以规定，当褶皱型过滤器适形时，沿着每个褶皱的整个长度(即，跨越过滤器1的宽度)存在类似或相同的曲率，如图2的示例性描绘。这样可以最大限度地减少褶皱型介质由于适形而引起的起皱或变皱的机会。

布置和组合跨接长丝40以允许期望的适形。此外，褶皱型介质10被构造(例如，根据介质的刚度和/或褶皱距离和/或间隔)以允许期望的适形。在一些实施方案中，褶皱型介质10可以具有足够的柔性，使得至少部分地通过褶皱之间的介质弯曲而不是仅在褶皱处弯曲来实现适形。应当理解，跨接长丝40的至少部分可能由于适形而稍微弯曲，并且在适形构造中，下游褶皱尖端将比上游褶皱尖端至少稍微更接近彼此。

褶皱型过滤器1(如例如图2所示)的第二适形构造可以方便地通过适形轴A_c的平均曲率半径来表征。当褶皱型过滤器1处于第一标称平面构造时，平均曲率半径将接近无穷大。在第二适形构造中，适形轴A_c的平均曲率半径将小于约100cm。在具体实施方案中，在第二适形构造中，适形轴A_c的平均曲率半径将小于约50cm、40cm、30cm、25cm、20cm、15cm或10cm。在进一步的实施方案中，在第二适形构造中，适形轴A_c的平均曲率半径将为至少约4cm、6cm、8cm、10cm、15cm、20cm或25cm。

平均曲率半径沿着通过空气流过的褶皱型过滤介质10的区域的长度(沿轴A_c)获取(例如，忽略褶皱型过滤介质的任何部分，例如可以由钩条覆盖，可以被包裹在HVAC系统的过滤器支撑层的背侧，以便将过滤器安装在过滤器支撑层上等)。根据曲率半径可以沿轴A_c变化的事实来使用平均值。在一些实施方案中，曲率半径可以沿轴A_c至少大体上、实质上或基本上恒定(忽略由于褶皱而引起的局部变化)。在其它实施方案中，曲率半径可以沿轴A_c变化。例如，褶皱型过滤器1可以适形成具有相对平坦的区域(例如，邻近褶皱型过滤器的一个主要的非波纹状端部)的形状，并且具有邻近褶皱型过滤器的另一主要非波纹状端部的更急剧弯曲区域。在另外的实施方案中，褶皱型过滤器1可以适形成具有邻近褶皱型过滤器的主要非波纹端部的相对平坦的区域并且具有在两个相对平坦的区域之间更加急剧弯曲的区域的形状(或反之亦然)。如将在后面详细论述的，可以执行此类适形，以便使褶皱型过滤器1适形为与褶皱型过滤器安装在其上的弓形过滤器支撑层(HVAC系统)的形状相匹配的形状。

无关于褶皱型过滤器1沿着轴A_c弯曲的复杂性，在至少一些实施方案中，当褶皱型过滤器1在第二适形构造中时，表现出具有单一曲率(其中曲率正交于褶皱方向)的形状。此类构造将与表现出复合曲率的形状(诸如，球体、抛物面或双曲面的一部分)形成对比。这样可以最大限度地减少褶皱型介质由于适形而引起的起皱或变皱的机会。应当理解，此类单曲率实施方案将与形成为复杂的复合曲率形状的过滤器(在例如呼吸器掩模中)区分开，以便适形于人的面部。

流动的空气将局部地接近褶皱型过滤器1，并且将沿着至少大体上正交于褶皱方向D_p的方向局部地离开褶皱型过滤器1。即，在褶皱型过滤器1的普通使用中，沿褶皱型介质的谷的长轴可能很少有气流或没有气流。具体地，褶皱型过滤器1的区别在于其中流体沿褶皱型介质的多个层(例如，堆叠或包裹)之间的谷流动的布置。因此，在至少一些实施方案中，褶皱型过滤器1将基本上由单层褶皱型介质10组成(虽然褶皱型介质10本身可以是多层材料)。此外，按照定义，如提供给最终用户的褶皱型过滤器1能够在弓形构造和标称平面构造(如上所述)之间适形，而不是例如永久地保持在弓形构造中，例如通过框架或外壳。因此，可适形褶皱型过滤器1的区别在于，例如如所提供的所谓的筒式过滤器等包括永久性地保持在弓形构造中的过滤介质的一个或多个层。更进一步地，可适形褶皱型过滤器1的区别在于例如所谓的褶皱型过滤器插入件，其设置于可折叠(打褶在一起)状态(例如为了便于封装和运输)中，并且被构造成扩张成标称平面构造例如构造成装入框架中。

跨接长丝

非自支撑褶皱型空气过滤器1包括在褶皱型过滤介质10的至少一个面上的多个跨接长丝40。在一些实施方案中，跨接长丝40可以仅在褶皱型过滤介质10的下游面35上(如图1和图2中的示例性实施方案所示)。在一些实施方案中，跨接长丝40可以仅在褶皱型过滤介质10的上游面25上。跨接长丝40中的至少一些跨接长丝的至少部分结合到褶皱尖端中的至少一些褶皱尖端的至少部分(其中跨接长丝设置在褶皱型过滤介质10的任何面上)，并且如下文所述的可有助于保持褶皱型过滤介质10的褶皱间隔。根据定义，跨接长丝不与褶皱型过滤介质10一起打褶。另外根据定义，跨接长丝是在褶皱型过滤介质10的至少两个同侧(例如，下游)褶皱尖端之间延伸并被结合到该尖端的跨接长丝；或者，其与其它长丝粘合和/或与其它长丝缠结，使得长丝将褶皱型过滤介质10的至少两个同侧褶皱尖端之间的距离共同地跨接(其中与褶皱尖端接触的长丝部分中的至少一些长丝部分被结合到褶皱尖端)。即，在一些示例性实施方案中，跨接长丝可以通过例如纺粘幅材(稀松布)的长丝来共同地供应，该长丝，即使它们太短和/或被取向以使得它们不在褶皱尖端之间延伸，被结合到其它长丝上，以便共同地跨接褶皱尖端之间的距离。然而，在至少一些实施方案中，跨接长丝40将包括平均长度，该平均长度为连续相同侧褶皱尖端之间的间距的至少100％、200％、400％或800％，和/或将被布置为使得至少一些单独的长丝在褶皱型过滤介质10的至少两个褶皱尖端之间延伸并被结合到该尖端。

当褶皱型过滤器1在标称平面构造(如图1中的示例性实施方案所示)中时，跨接长丝40通常将共同地包括至少大体上平面的构造，而不打褶(并且与褶皱型过滤介质10的面不连续地接触)。该表征用于方便；长丝40不一定必须形成完全平坦的平面(例如，可能发生长丝40的部分轻微松垂到褶皱谷中)。不管长丝如何接近真实平面，多数长丝40的大多数部分与褶皱壁33的大部分区域间隔开；即它们与所有此类褶皱壁区域间隔开，除了在褶皱尖端处或非常接近褶皱尖端的那些长丝。

可以将跨接长丝以任何合适的方式以及任何合适的布置设置在褶皱型过滤介质10的表面上。在图1所示的一般类型的实施方案中，至少一些跨接长丝40可以至少大体上、实质上或基本上与褶皱型过滤介质10的适形轴A_c对齐。这些实施方案中的后者在图1和图2中示出。在此类情况下，跨接长丝可以至少大体上正交于(例如，在90度的+/-5度之内)褶皱型过滤介质10的褶皱方向(其中褶皱方向D_p意味着平行于褶皱尖端21和褶皱尖端31的方向，如图1中箭头所示)。在此类情况下，跨接长丝可以在例如三个、四个、八个或更多个褶皱尖端21之间延伸并到该粘合褶皱尖端21。在一些实施方案中，至少一些跨接长丝可以是连续的，这意味着它们至少实质上或基本上沿着褶皱型过滤介质10的整个长度延伸(如图1的示例性设计中)。在该上下文中，术语长度将表示沿与褶皱方向正交的褶皱型过滤介质的方向；术语宽度将表示沿与褶皱方向对齐的褶皱型过滤介质的方向。然而，这些术语用于描述的方便，并且是非限制性的；例如在一些实施方案中，褶皱型过滤器的宽度可以大于褶皱型过滤器的长度。连续的跨接长丝将不被切断或以其它方式在褶皱型过滤介质10的整个长度的任何地方不连续。在任何情况下，跨接长丝40(无论连续还是不连续)将与被切割或以其它方式制造得很短的长丝区分开，使得它们不在至少两个褶皱尖端之间延伸(并且不以此类方式结合到其它长丝以共同地形成跨接长丝，如上所述)。

在一些实施方案中，至少一些，或实质上或基本上全部的跨接长丝40至少大体上是直的(当褶皱型过滤器1处于标称平面构造时)，如图1的示例性实施方案所示。在这种一般类型的实施方案中，至少一些，或实质上或基本上全部的跨接长丝40可以至少大体上、实质上或基本上彼此平行，再次如图1中的示例性说明所示。然而，其它布置是可能的，如下文所述。

跨接长丝40可以有利地有助于维持褶皱型过滤介质10的褶皱间距，例如，在处理过滤器1以及将过滤器1安装到弓形过滤器支撑层上期间，如本文稍后所述。然而，根据定义，跨接长丝40不用于使褶皱型过滤器1硬化到在由HVAC系统提供的过滤器支撑层不存在的情况下过滤器1可以承受当在HVAC系统中使用时所遇到的力的程度。因此，应该理解，跨接长丝40可以帮助保持褶皱间距，同时仍然允许褶皱型过滤器1是可适形的(并且不使褶皱型过滤器1自支撑)。

在图3和图4所示的一般类型的实施方案中，可以在褶皱型过滤介质10的一个面上设置第一组跨接长丝，并且可以在褶皱型过滤介质10的相反的第二面上设置第二组跨接长丝，只要此类布置允许褶皱型过滤器和介质适形，如本文所公开的。第一组跨接长丝和第二组跨接长丝可以相似或相同；或者它们可以不同。在图3中，第一组跨接长丝40'采用由预先存在的结网所提供的规则阵列的形式，该结网的股线以与褶皱型过滤介质的适形轴成约45度的角度取向；第二组跨接长丝包括与褶皱型过滤器的适形轴大约对齐的(非常类似于图1和图2的那些)的跨接长丝40”(其中只有一条长丝是可见的)。在图4中，第一组跨接长丝40'采用由包括例如随机取向的纤维的预先存在的纤维稀松布(例如非织造稀松布)所提供的随机阵列的形式；第二组跨接长丝包括跨接长丝40”，其与褶皱型过滤器的适形轴大约对齐(非常类似于图1和图2的那些)。

可以使用任何合适的跨接长丝40，其由任何合适的材料制成。在一些实施方案中，长丝40可以是非弹性的。如本文所定义的非弹性涵盖不具有诸如天然橡胶、SBR橡胶、莱卡拉等弹性材料的相对高的可逆延展性(例如通过能够可逆拉伸至例如100％或更多而不经历塑性变形的能力来表征)特性的任何材料。因此，常见的聚合物材料，例如可挤出材料(包括但不限于例如聚丙烯、聚(乳酸)、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)可用于形成长丝40。在其它实施方案中，长丝40可由弹性材料制成(选自例如上述材料)。在其中跨接长丝存在于褶皱型过滤介质的上游侧上的具体实施方案中，可能有利的是，此类跨接长丝由弹性材料制成。在一些实施方案中，本文所公开的长丝40是柔性的，这意味着仅仅通过手动地使整个过滤器适形的作用(如与必须单独操纵每根长丝或长丝段相反)，长丝40可以容易地和可逆地变弯、弯曲等。此类柔性长丝(其与如授予Duffy的美国专利7235115中所述的例如硬化的粘合剂股线不同)可以有利地使褶皱型过滤介质10适形于例如相对小的曲率半径(如果需要的话)。

在各种实施方案中，长丝40可以包括至多约2mm、1mm、0.5mm、0.2mm或0.1mm的平均直径(或在具有非圆形或不规则横截面的长丝的情况下的等效直径)。在另外的实施方案中，长丝40可以包括至少约0.05mm、0.10mm或0.20mm的平均直径或等效直径。当从横截面观察(例如，大体上圆形、正方形、长方形等)时，长丝40可以包括任何合适的形状。根据需要，长丝40可以包括单个长丝之间的适当间距(例如，当长丝40例如彼此平行布置以便可以测量此类平均间距时)。在各种实施方案中，长丝间距可以是至少约2mm、4cm、6mm、8mm、16mm或24mm。在另外的实施方案中，长丝间距可以至多为约50mm、40mm、30mm、20mm、15mm、12mm、10mm或8mm。长丝间距可以相对恒定或可以变化。当然，长丝间距中的一些固有变化可能发生在长丝的生产和处理中。不管具体布置如何，合适的一组长丝40将共同地包括高度开放的结构(在各种实施方案中，包括大于至少80％、90％或95％的开口面积)，以便允许足够的气流通过褶皱型过滤介质10。

长丝40可以由以任何形式和任何方式提供的任何材料制成，只要该材料与长丝的尺寸(例如宽度、厚度)组合，提供期望的物理性质的组合(例如，柔韧性和不可伸展性)。此类材料可以包括有机聚合物材料(无论是天然存在的还是合成的，包括上面已经提到的那些)，或无机材料(例如玻璃纤维)、金属(诸如金属网，只要它们足够柔性以允许褶皱型过滤器适形)等。在一些实施方案中，长丝40不由金属或无机材料诸如玻璃纤维制成。在具体实施方案中，跨接长丝40不由形状记忆聚合物构成。在其它具体实施方案中，跨接长丝40不由任何种类的(硬化的)胶或粘合剂构成，例如热熔性粘合剂或细胶。在一些实施方案中，至少一些跨接长丝40可以被功能化，例如，以包括吸附剂性质、抗微生物性质、催化剂性质等。跨接长丝可以包括颜料、染料等，以便达到任何期望的美学效果。

如上所述，在一些实施方案中，长丝40可以采取单独提供的单个长丝的形式(例如，如本文稍后所述的挤出到褶皱型过滤介质10的褶皱尖端上的聚合长丝)。在其它实施方案中，长丝40可以被提供作为稀松布的长丝。在该上下文中，术语稀松布用于广泛地涵盖通过任何制造方法所实现的任何彼此接触的长丝的集合。具体来说，术语稀松布不限于有机聚合物材料，而是可以选自例如由玻璃纤维制成的无机稀松布等，只要此类稀松布表现出足够的柔韧性，以使褶皱型过滤介质如本文所描述的是可适形的。在许多实施方案中，稀松布可以是预先存在的稀松布，这意味着已经预制并且具有足够的机械完整性以被处理，并且作为单元与褶皱尖端接触并与之粘合的稀松布。

在这种一般类型的一些实施方案中，跨接长丝40的集合可以以例如塑料网片或结网、针织或织造稀松布等的形式提供。(然而注意到，任何此类材料不一定必须被对齐，使得材料的任何一组长丝基本上或甚至大体上与褶皱型过滤介质的适形方向对齐。)图3的稀松布40’(其中所有长丝显现出偏离适形轴约45度取向的结网)是该一般类型的示例性实施方案。

在一些实施方案中，此类稀松布可以包括至少一些跨接长丝40，其大体上正交于褶皱方向取向并且彼此平行(例如，其以与图1的长丝40类似的方式取向)，其中还存在其它可以是或可以不是跨接长丝并且可以在各个方向上取向的长丝。该一般类型的一些示例性的稀松布是在授予Sundet的美国专利8231700中公开的三向稀松布。

在一些实施方案中，长丝40可以以各种取向(和间距)存在，而不是完全地或甚至部分地由例如平行长丝的规则阵列组成。只要足够数量的长丝共同地跨接褶皱尖端21之间的间隙用作跨接长丝，则此类长丝可以沿循曲线、环路、曲折路径等。即，长丝40可以作为稀松布的一部分被提供，其包括例如随机取向的长丝的集合，只要此类长丝足够长并且彼此粘合和/或缠结以用作如本文所定义的跨接长丝。图4的稀松布40'是该一般类型的示例性实施方案。此类稀松布可以是例如纺粘幅材、纺丝幅材、梳理幅材、兰多幅材、多幅材的层压体等。

因此，强调跨接长丝40可以以各种各样的方式提供。然而，在一些具体实施方案中，跨接长丝40仅以长丝的形式提供，所述长丝的取向至少实质上彼此平行，至少实质上与褶皱型空气过滤介质的适形轴对齐，并且不由任何其它长丝彼此连接。此类实施方案排除使用长丝作为例如预先存在的稀松布的一部分，所述稀松布包括以各种方向取向的长丝；例如具有多方向纤维的稀松布，诸如三向稀松布等。此外，用于帮助在处理褶皱型过滤器期间保持褶皱间距的任何此类一组跨接长丝(不管具体布置)，将与例如设置在褶皱型过滤器的下游侧上(并且通常与其周边框架粘合和/或结合到褶皱型过滤介质本身)的一个或多个支撑结构相区别，以使褶皱型过滤介质硬化。换句话说，如本文所公开的一组跨接长丝40不涵盖例如通常设置在褶皱型过滤器的下游侧上的纸板或金属的穿孔片，或者纸板或金属的条，以使褶皱型过滤器能够在不存在过滤器支撑层的情况下承受在高压HVAC气流条件下遇到的力。

过滤介质

褶皱型过滤介质10可以是能够如本文所述被适形的任何合适的非自支撑褶皱型介质。潜在合适的材料可以包括例如纸；热塑性或热固性材料的多孔膜；非织造织物诸如熔喷或纺粘、合成纤维或天然纤维的幅材；稀松布；机织或针织材料；泡沫；驻极体或静电充电材料；玻璃纤维介质；或者两种或更多种材料的层合物或复合材料。包括聚乙烯、聚丙烯或聚(乳酸)的非织造聚合物幅材可以是合适的。可以使用制造非织造幅材的任何合适的方法(例如熔喷、熔融纺丝、梳理等)。过滤介质10还可以包括吸附剂、催化剂和/或活性炭(颗粒、纤维、稀松布和模制形状)。

多层介质，例如层压介质也可以用作过滤介质10。此类介质可以由例如上述介质的层压层或层压到一层或多层过滤介质的其它基底组成。在一些实施方案中，可以在过滤介质10的上游侧上使用预过滤层。此类预过滤层可以包括例如聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(乳酸)或这些材料的共混物。换句话说，在一些实施方案中，褶皱型过滤介质10可以包括基底(例如，过滤)层以及或根据需要用于任何目的的任何其它一层或多层，只要其如本文所定义和描述的允许褶皱型介质10保持非自支撑。例如，高度开放的塑料结网或网孔可以层压到褶皱型介质，以便例如增强介质的耐磨性。任何此类层可以通过任何合适的方法，例如通过熔融粘合，通过粘合剂(热熔粘合剂、压敏粘合剂等)、压延、超声波粘合等结合到例如基底(例如过滤)层。

在具体实施方案中，褶皱型过滤介质10可以是驻极体材料，包括任何带电材料，例如如美国专利RE 30782中所述的分离的原纤化带电纤维。此类带电纤维可以通过常规方式形成非织造幅材，并任选地连接到稀松布，诸如美国专利5230800中所公开的形成外部支撑层的稀松布。在其它具体实施方案中，过滤介质10可以是熔喷微纤维非织造幅材，例如，诸如在美国专利4813948中所公开的，其可以在该专利中所公开的幅材形成期间任选地连接到次级层，或者随后以任何常规方式连接到次级幅材。可能特别适合某些应用的过滤介质可以包括例如授予Fox的美国专利8162153中所描述的一般类型的介质；授予Berrigan的美国专利申请公布20080038976中所描述的一般类型的介质；以及授予两者的美国专利申请公布20040011204中所描述的一般类型的介质，以及通常称为摩擦带电介质的介质。如果需要，任何此类介质可以被充电以形成驻极体。

为了如本文所述的保持可适形的，褶皱型过滤介质10可以有利地表现出相对低的刚度。在一些实施方案中，介质的刚度可以通过泰伯刚度(如在美国专利7235115中所述测量的，其为此通过引用并入本文)来表征。在各种实施方案中，褶皱型过滤介质10可以包括表现出小于1.0、0.8、0.6或0.4泰伯刚度单位的泰伯刚度的材料。在一些实施方案中，介质的刚度可以通过格利刚度(Gurley Stiffness)(如在美国专利7947142中所述测量的，其为此通过引用并入本文)来表征。在各种实施方案中，褶皱型过滤介质10可以包括表现出小于100mg、80mg或60mg的格利刚度的材料。

参照图5的侧视图来论述褶皱几何形状的细节(其中褶皱型空气过滤器沿褶皱方向D_p观察)。如本文所定义的，褶皱间距、褶皱高度和褶皱距离使用处于标称平面构造中的褶皱型空气过滤介质10来进行评估(按照先前描述的长丝40的平面度)，其中褶皱型过滤介质10表现出易于识别的主要平面(尽管有每个褶皱中固有的距该平面的局部偏离)。在进一步细节中，这可以例如通过将褶皱型过滤介质放置在平坦表面诸如桌面上来实现，其中褶皱型介质既不被向其施加伸长的(扩张的)力，也不会经受将它们推到一起(使其折叠)的任何力，当然，除了通过跨接长丝可能天然存在的任何轻微的力之外)。此外，在此类构造中不施加压缩力(其可能例如将褶皱压在桌面上)。

在此类构造中，褶皱高度(褶皱幅度)是沿着与过滤器1/过滤介质10的总体主平面正交的方向从上游尖端到下游尖端的距离(图5中的P_h)。在各种实施方案中，介质10的褶皱高度可以为至少约2mm、4mm、6mm或8mm。在另外的实施方案中，褶皱高度可以为至多约40mm、30mm、25mm、20mm、15mm、12mm、10mm、5mm或3mm。

在此类构造中，褶皱间距(图5中的P_s)是沿着在过滤介质的主平面中并且与适形轴A_c对齐的方向最近相邻的相同侧褶皱尖端之间的距离。褶皱型过滤介质10可以包括任何合适的褶皱间距。在各种实施方案中，褶皱间距可以至多为大约30mm、20mm、16mm、16mm、10mm或8mm；在另外的实施方案中，褶皱间距可以为至少约3mm、4mm、5mm、6mm、8mm或10mm。

褶皱距离(图5中的P_d)是沿褶皱型介质的局部方向从一个褶皱尖端到最近相邻的褶皱尖端的最短距离(通过具体示例，如果第一褶皱尖端是上游褶皱尖端，则用于该测量的其最近相邻的褶皱尖端将是下游褶皱尖端)。褶皱型过滤介质10可以包括任何合适的褶皱距离(尽管对于任何给定的褶皱型过滤介质，褶皱距离将大于褶皱高度)。在各种实施方案中，介质10的褶皱距离可以为至少约2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、或10mm。在另外的实施方案中，褶皱距离可以为至多约40mm、30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、5mm或3mm。

在一些实施方案中，褶皱型介质10的褶皱可以是正弦的，这意味着此类褶皱的尖端具有至少约2mm的平均曲率半径。在各种实施方案中，此类正弦褶皱可以包括具有至少约3mm、4mm、5mm或6mm的平均曲率半径的尖端。如本文公开的正弦褶皱区别于例如“曲折”型褶皱，其包括在褶皱尖端处符合极小曲率半径的极其平坦的壁。(此类曲折型褶皱经常用于例如自支撑的过滤介质中，并且通常通过对过滤介质进行刻痕以提供刻痕线来实现，然后将介质打褶以形成非常锋利的褶皱。)

应当理解，可以选择褶皱参数(具体地褶皱高度)，以便增强使褶皱型过滤器1适形的能力。具体地，与褶皱型介质的平均曲率半径相比较(当在第二适形构造中时)，相对低的褶皱高度可能是有利的。因此，在各种实施方案中，平均曲率半径与褶皱高度的比可以为至少约20、40、60、80或100。在另外的的实施方案中，平均曲率半径与褶皱高度的比可以为至少约1000、800、400、200或100。

如前所述，在一些实施方案中，跨接长丝40可以由弹性材料制成。在一些此类实施方案中，跨接长丝的弹性性质可以由此使得(与例如褶皱型过滤介质一起表现出相对低的刚度)褶皱型过滤器1沿适形轴A_c可扩张(可拉伸)。这意味着褶皱型过滤器1能够当在标称平面构造中时，从如上所述的标称平面构造被拉伸到大于褶皱型过滤器1的(未扩张)长度的扩张长度。与此相称，如同由跨接长丝的弹性所允许的，褶皱间距P_s将同样增加到扩张值。在褶皱型过滤器1可扩张的各种实施方案中，扩张的褶皱间距与标称(未扩张的)褶皱间距的比可以是至少约1.2、1.4、1.6、1.8、2.0或2.5。在褶皱型过滤器1可扩张的各种实施方案中，褶皱型过滤器1的扩张长度与褶皱型过滤器1的标称(未扩张)长度的比率可同样为至少约1.2、1.4、1.6、1.8、2.0或2.5。

可以将扩张的褶皱型过滤器1以与对于任何褶皱型过滤器1所描述的相同的方式安装在过滤器支撑层上(如本文所详细论述的)。应当理解，可扩张性的性质可以允许褶皱型过滤器按原样使用，或者根据需要被扩张以适应特定的过滤器支撑层的长度。(扩张的褶皱型过滤器可以例如附接或紧固到过滤器支撑层，使得过滤器保持在扩张构造中。)因此，该性质可以有利地允许褶皱型过滤器1与各种过滤器支撑层一起使用。

非自支撑

如本文早先所述，褶皱型过滤介质10(和褶皱型过滤器1)是非自支撑的。即，即使跨接长丝40可以有助于保持褶皱型过滤介质10的褶皱间距，如本文早先所公开的，跨接长丝40的存在不足以使褶皱型过滤器1自支撑。非自支撑是指一种褶皱型空气过滤器/介质，当被放置在强制空气HVAC系统的常规周边保持夹具中时(具体地，如本文所述，当不在HVAC系统的过滤器支撑层的上游表面上时)，不能够(具有或不具有支撑周边框架)承受当空气冲击空气过滤介质的上游面时所产生的力(例如，以便形成水的至少0.2英寸的压降)。(此处和本文中的所有其它参考文献中通过空气过滤介质的压降在发生颗粒物质进入过滤介质中的任何明显装载之前，在初插入系统时用于空气过滤器。)不能承受此类力意味着褶皱型空气过滤介质塌缩、变形、变得分离、破裂等，以使得空气过滤介质的性能不能令人满意。

根据定义，非自支撑褶皱型空气过滤器不涵盖可用于HVAC系统中而不需要安装在HVAC系统的过滤器支撑层的上游面上的任何褶皱型空气过滤器。(本领域普通技术人员将会知道，在一些情况下，褶皱型空气过滤器可能容易被识别为非自支撑，例如仅仅通过检查与例如具有加强丝网层和/或硬化周边框架的褶皱型过滤器相比，褶皱型过滤器是(即使在跨接长丝的存在下)如何可适形的(在一些情况下，甚至是相对柔软的和松弛的)。

在至少一些实施方案中，褶皱型过滤介质10可以是可压缩的，本文定义为当褶皱型过滤器安装在HVAC系统的过滤器支撑层上时，过滤介质的褶皱将在上游→下游方向显著压缩，以便经历水的至少0.2英寸的压降。虽然高压可以以例如致使过滤性能的劣化的方式挤压可压缩褶皱型过滤介质抵靠过滤器支撑层，但在例如微型分体式HVAC系统中产生的低压可以允许在此类系统中令人满意地使用可压缩材料。(值得注意的是，在这里和其它地方，为了方便起见，通常使用术语HVAC；该术语涵盖在至少一些情况下仅可以加热空气，仅可以冷却空气，或者甚至可以仅循环空气而不是加热或冷却空气的系统。)

根据定义，可压缩褶皱型过滤介质不能具有与其一起打褶且连续地结合到其的永久可变形材料的增强层。永久可变形的材料是指一种加强材料(诸如穿孔金属层、金属丝网、多孔金属等)，其在打褶时倾向于保持褶皱构造(并且因此以其相同的构造保持其所粘合的褶皱型介质，使得其不再可压缩)。在授予Fox的美国专利8162153的实施例1中描述了此类可永久变形的金属层(开放丝网)的示例。这可以与材料(诸如塑料结网、非织造稀松布、预过滤层等)形成对照，甚至在被打褶之后(例如与过滤介质一起)也不抵抗变形到足够的程度以致使褶皱型介质不可压缩。

与上述列出的要求相分开并且不管上述列出的要求，该要求是可压缩褶皱型过滤介质不能具有与其一起打褶且连续地结合到其的永久可变形材料(例如金属)的增强层，如本文所公开的非自支撑褶皱型过滤器将不包括任何硬化支撑构件，其在供应给最终用户时附接(以任何方式或通过任何机构)到褶皱型空气过滤介质的下游面或上游面的透气区域的任何部分。术语硬化支撑构件表示任何单个构件或一组构件(包括但不限于：纸板、塑料或金属中的一个或多个条；和/或例如纸板、塑料或金属的任何穿孔的片状层)，其目的是使褶皱型过滤器能够在没有过滤器支撑层的情况下承受在HVAC气流中遇到的力。

根据定义，褶皱型过滤介质10(和褶皱型过滤器1)不包括任何种类的硬化周边框架。具体地，没有例如刚性支撑框架(例如，在美国专利8685129中所公开的一般类型的通道框架，在美国专利8702829中所公开的一般类型的夹紧框架等)被施加到褶皱型过滤介质10的周边。然而，这并不排除一个或多个辅助部件的存在，例如靠近褶皱型过滤介质10的边缘。本文为了方便起见，此类部件将以术语“边界条”描述。根据定义，任何此类一个或多个边缘条必须服务于除硬化褶皱型过滤器1之外的一些功能(例如，紧固功能、装饰功能等)，使得褶皱型过滤器1不能如本文所公开的那样适形。本领域普通技术人员将易于理解，虽然在一些实施方案中，此类边界条可能沿着褶皱型过滤器1的非波纹状边缘的宽度赋予一定程度的横向刚度(其可以例如使得更易于在其没有卷曲或下垂的情况下抓住褶皱型过滤器的非波纹状端部)，此类边界条根据定义不会影响使褶皱型过滤器沿适形轴A_c适形的能力。

不管具体的组成和功能如何，任何此类边界条将包括非常小(例如，小于3mm、2mm或1mm)的总厚度(在上游-下游方向)。因此，此类边界条将区别于例如周边框架(诸如通道框架等)的一部分，此类周边框架通常具有例如20mm或更大的厚度。通常，此类边界条可经常采取靠近褶皱型过滤器1的非波纹状边缘附接的层(无论是由布、纸等制成)的形式。通过具体示例，褶皱型过滤器1的一个或多个边缘(例如，非波纹状边缘5或5")可以包括例如，机械紧固材料条(例如，钩形条或钩环紧固系统的环形条)、压敏粘合剂条等(其可有助于将褶皱型过滤器安装在HVAC系统的过滤器支撑层上)。或者，边界条可以允许用户在其上记录初始使用的日期。在一些实施方案中，边界条可以是附接到边缘的单独提供的层，所述边缘例如褶皱型过滤器1的非波纹状边缘。在其它实施方案中，可以通过使边缘，例如褶皱型过滤介质的非波纹状边缘致密化(例如通过压延、超声焊接、针缝合等)来提供边界条。

过滤介质10可以通过任何合适的方法打褶，通过该方法，可以在将跨接长丝40粘结到其褶皱尖端之前在介质中形成褶皱(注意，如本文所用的术语褶皱型过滤介质不涵盖这样的过滤介质，该过滤介质通过例如使附接于其部分的形状记忆聚合物收缩而形成为折叠或起皱的形状)。特别有利的方法可包括通过一组波纹状齿轮来处理介质，例如在例如美国专利5256231所公开的方法的任何合适的变体中。跨接长丝40可以通过任何合适的方法结合到褶皱型过滤介质10的褶皱尖端。如果长丝被提供为预先存在的稀松布，则可以通过任何合适的方法将此类稀松布施加到褶皱型过滤介质10的表面，并且结合到其褶皱尖端中的至少一些。例如，可以获得稀松布例如作为连续卷，可以将粘合剂施加到其(例如，通过将粘合剂涂布到稀松布的长丝的至少一些表面上)，并然后使稀松布与褶皱型介质接触，以便使长丝的粘合剂涂布部分和它们接触的褶皱尖端的部分之间粘合。

其它粘合方法(例如超声波粘合、熔融粘合(包括例如热封)等)也是可能的。在其中未提供长丝40作为预先存在的稀松布的一部分的实施方案中，长丝可以方便地熔融挤出到褶皱型过滤介质的褶皱尖端上，例如当介质仍然驻留在波纹状(打褶的)齿轮或任何其它种类的波纹状设备上时。此类方法可以是例如美国专利5256231、5620545和7052565中所公开的方法的任何合适的变体，这些专利的全部内容通过引用并入本文。在其中长丝40熔融结合到介质10的褶皱尖端的实施方案中，长丝40的组成和介质10的纤维(具体地，如果介质10包含多个层，则介质10的最外纤维)可以有利地被选择以促进此类熔融粘合。例如，长丝和纤维可以由足够相容的材料制成以允许熔融粘合发生。在具体实施方案中，长丝40和介质10的纤维可以由相同类型的聚合物组成(例如它们都可以是聚丙烯；它们都可以是聚(乳酸)等)。应当注意，在一些情况下(例如，当长丝40熔融挤压到褶皱尖端上时)可能发生熔融长丝材料进入介质10的纤维之间的空间中的一些渗透，这可能通过实现至少一些物理缠结或夹带来增强粘合过程。

然而，在至少一些实施方案中，可以通常在褶皱型过滤介质的整个宽度上提供(例如以间隔开的方式)长丝40(如图1的示例性实施方案所示)。根据需要，褶皱型过滤介质10可以在将长丝结合到其之前或之后修剪或切割成期望的最终宽度。

HVAC系统

非自支撑褶皱型过滤器1可以用于任何合适的应用中，其中由HVAC系统促动的移动的空气期望被过滤。(根据定义，HVAC系统涉及由机械化风扇或鼓风机促动的空气，因此不包括由人的呼吸促动的空气)。

参照图6和图7所示的示例性实施方案，褶皱型过滤器1将安装在HVAC系统100的弓形过滤器支撑层50的上游面55上。注意，图6以理想化的通用表示描绘了HVAC系统(例如，微型分体式式系统)的进气部分且是非限制性的。例如，虽然空气过滤器通常位于风扇101的上游(例如，使得过滤器可以帮助保护风扇101和HVAC系统的热交换部件免受颗粒碎片的影响)，但过滤器1不一定紧密地接近风扇101。如果需要(为了例如美学目的和/或保护过滤器1免受损坏)，则过滤器盖60可以位于过滤器1的上游，如图6所描绘的。过滤器盖60应该允许足够的气流来使得实现HVAC系统的功能，并且因此可以是例如任何合适类型的穿孔片材、网眼或筛网、百叶窗或窗口材料等。在许多实施方案中，过滤器盖60可能对通过过滤器1并进入HVAC进气口中的气流具有可忽略不计的影响。在一些实施方案中，过滤器盖60可以是例如固体但是可以从过滤器1向外偏置足够的距离以允许足够的气流到达过滤器。

本领域普通技术人员将会知道，一些强制空气系统是集中式系统，其中从多个空气回流入口(例如，位于建筑物中的多个房间中)收集的空气回流到中央鼓风机(途中通过过滤器)。此类系统经常移动相对大量的空气，并且因此可能通过安装在其中的过滤器引起相对大的压降。此类集中式系统将区别于例如微型分体式系统(其通常只能经由单个空气回流局部地收集空气且通常可以在显著较低的压力下运行)。应当理解，虽然褶皱型过滤器1可能特别适合用于例如在微型分体式HVAC系统中使用，但在至少一些实施方案中，褶皱型过滤器1可以在集中式HVAC系统中使用，只要其安装在HVAC系统的过滤器支撑层上。因此，例如，单独的褶皱型过滤器1可以提供例如在集中式HVAC系统的多个单独的进气口或回流口中。

如图7的分解图中更详细所示的，过滤器1将适形于HVAC系统100的弓形过滤器支撑层50的上游面55的形状。在许多实施方案中，褶皱型空气过滤器1(例如，至少其下游尖端30)可以与过滤器支撑层的上游面55直接接触。在各种实施方案中，过滤器支撑层50可以永久地附接到HVAC系统(例如，到HVAC系统进气部分的壳体)；或者，它能够从HVAC系统中移除，例如为了便于在其上安装褶皱型过滤器1(在此之后其上具有过滤器1的过滤器支撑层50被替换为HVAC系统)。在任一种情况下，根据定义，过滤器支撑层50是HVAC系统的部件；在褶皱型过滤器1提供给最终用户时，其不是褶皱式过滤器1的部件。换句话说，没有硬化的周边框架、硬化的支撑构件等将被认定为HVAC系统的过滤器支撑层50，该硬化的周边框架、硬化的支撑构件等在过滤器1被提供给用户时附接(直接或间接地)到褶皱型过滤器1。

过滤器支撑层50包括如上所述的上游面55和下游表面56。它包括透气区域53，所述透气区域53包括贯穿开口52，空气可以容易地穿过贯穿开口52以到达HVAC进气部分的内部。然而，透气区域53确实包括用于支撑褶皱型过滤器1的固体部分51。例如，此类固体部分51可以采取如图7的示例性实施方案中的网格的撑条(无论是规则的还是不规则的)的形式；或者，透气区域53可以采取固体片材51的形式，该固体片材具有贯穿其中的多个穿孔52。在许多实施方案中，至少透气区域53可以采取网眼或筛网的形式，其可以有利地允许气流穿过其中，同时充分支撑褶皱型过滤器1。包括随机取向纤维(诸如金属网眼)的一些材料可以包括曲折路径形式的贯穿开口。(应当理解，在许多情况下，可以在各种类型的透气材料诸如例如筛网、网眼、网格、穿孔片和类似材料之间不存在鲜明的区别。)在各种实施方案中，过滤器支撑层50的透气区域53的贯穿开口可以包括小于约8mm、6mm、4mm、3mm、2mm、1mm、0.4mm或0.2mm的平均直径(或者在非圆形贯穿开口的情况下为当量直径)。

在一些实施方案中，透气区域53可以构成过滤器支撑层50的总面积的显著部分(例如，至少60％、80％、90％或95％或更多)。在一些实施方案中，可以提供一个或多个相对(例如，完全)非透气区域(图7中的示例性实施方案中示出了一个此类区域57)。此类区域可以例如有助于将过滤器支撑层50附接到HVAC系统的其它部件，将折叠型过滤器1安装在过滤器支撑层50上，或者可以用于任何其它目的。

过滤器支撑层50(例如，至少其透气区域53)可以方便地以永久弓形的形状例如通过模制成该形状来提供(尽管其可以在至少一定程度上是可逆地柔性的)。或者，在一些实施方案中，过滤器支撑层50可以是已经形成为期望的弓形形状的金属筛网或网眼。因此，当安装在过滤器支撑层50上时，褶皱型过滤器1可以适形成匹配该形状。在各种实施方案中，弓形过滤器支撑层50可以表现出小于约100cm、80cm、60cm、40cm、20cm或10cm的曲率半径(在其透气区域53的长度上求平均)。

应当理解，在许多实施方案中，褶皱型过滤器1可以安装在过滤器支撑层50上(并且过滤器支撑层50附接到HVAC系统的其它部件)，使得波纹状边缘4和4'(如图1所示)是未被封闭的边缘。未封闭意味着当褶皱型过滤器1/过滤器支撑层50组件安装到HVAC系统中时，波纹状边缘不被任何固体材料阻塞或栓塞，诸如例如过滤器支撑层50的突出的凸缘或壁，或者HVAC系统的一些其它部件的壁或表面。(褶皱型过滤器1的周边框架的侧壁不会阻塞这些边缘，因为褶皱型过滤器1没有此类框架)。应当理解，未封闭的边缘的存在可允许至少一些进入的空气绕过过滤器1；即，要围绕着未封闭的边缘，以便在没有首先穿过褶皱型过滤器1的情况下到达HVAC进气口的内部。在HVAC系统中使用褶皱型过滤器时，通常提供框架侧壁和/或安装褶皱型过滤器，使得任何非波纹状边缘紧密地邻接HVAC系统的表面，以最小化或防止此类旁路现象。发明人已经发现，一些数量的此类旁路似乎没有显著地降低过滤性能。(注意，在许多实施方案中，过滤器支撑层50可以是例如具有相对小的贯穿开口尺寸的网眼或筛网，使得可以绕过过滤器1的任何相对大的颗粒碎片(例如，宠物毛发、污垢等)仍然可以被捕获而不是到达HVAC系统的内部。

事实上，已经发现，在一些实施方案中，褶皱型空气过滤器1不一定需要覆盖过滤器支撑层50的整个透气区域53。即，褶皱型过滤器1可以经设定形状和尺寸使得当其安装在过滤器支撑层50的上游面55上时，至少一个旁路区域54存在于过滤器支撑层50的一些区域中(例如，靠近其一个或多个边缘)，旁路区域空气可以通过该区域而不首先通过褶皱型过滤器1。因此，在各种实施方案中，褶皱型过滤器1可以被构造为使得当其安装在过滤器支撑层50上时，获得旁路比(定义为旁路区域54与过滤器支撑层50的总透气区域53的比率)，其为至少约5％、10％、15％或20％。在另外的实施方案中，此类旁路比可以是至多约40％、30％、20％或15％。

褶皱型过滤器1可以通过任何合适的方式安装在过滤器支撑层50的上游面55上。例如，可以提供粘合剂条(例如，在过滤器1的第一非波纹状边缘5和/或第二非波纹状边缘5'处)，其可以将过滤器1的一个端部或两个端部粘附地附接到在过滤器支撑层50的一个端部或两个端部处的接收区域。或者，可以使用任何种类的机械紧固系统(诸如先前提到的钩环式系统)。在一些实施方案中，褶皱型过滤器1(如提供给最终用户)因此可以具有安装到其的部件以便于安装到过滤器支撑层50上。在其它实施方案中，所提供的褶皱型过滤器1可以简单地是褶皱型空气过滤介质10的一个区段。在此类情况下，过滤器支撑层50可以例如在过滤器支撑层50的角落处具有部件(例如销)，可以将褶皱型过滤器1刺入该部件上。或者，过滤器支撑层50可以包括一个或多个可变形或不可变形的夹具等。在一些实施方案中，可以使用从过滤器1和过滤器支撑层50单独供应的紧固件。可以使用任何合适的紧固件(例如，选自夹具、销、夹钳、带等)。可以根据需要使用任何合适的一个或多个紧固件(无论是否供应有过滤器1，供应有过滤器支撑层50和/或单独供应)的任何组合。

应当理解，在一些实施方案中(例如，其中褶皱型过滤器1的非波纹状端部5和5'缠绕在过滤器支撑层50的第一端部和第二端部周围并被紧固到其背侧)，褶皱型过滤器1可以不必须直接附接或粘附到过滤器支撑层50的透气区域53(或过滤器支撑层50的上游面55的任何部分)。因此，褶皱型过滤器1被“安装在”过滤器支撑层50的上游面55上的概念不一定需要将过滤器实际上直接附接到上游面。此外，在一些实施方案中，该安装可以不涉及过滤器1完全直接“附接”到过滤器支撑层50。例如，过滤器1可以通过夹在过滤器盖60和过滤器支撑层50之间的压力，而保持在过滤器支撑层50的上游面上的适当位置。或者，过滤器1的端部可以缠绕在过滤器支撑层50的边缘周围，并且通过过滤器支撑层50的边缘以及HVAC系统的其它部件的表面之间的压力来支撑，以便将过滤器1保持在相对于过滤器支撑层50的期望位置。所有此类构造被归入在HVAC系统的过滤器支撑层50的上游面上安装过滤器1的一般类别。

在一些实施方案中，可以以适于特定过滤器支撑层的尺寸供应过滤器1。在其它实施方案中，其可以以更大的尺寸供应并且切割以适合最终用户。在一些实施方案中，褶皱型过滤器1(无论已经是针对特定用途而定尺寸，还是作为卷被供应，来自该卷的单独褶皱型过滤器1然后被分离)可以作为套件封装在一起(例如，与说明书一起)。应当理解，在特定实施方案中，褶皱型过滤器可以以具有相对小的曲率半径的“卷起”构造提供。(可以以这种方式供应单独的褶皱型过滤器；或者可以以这种方式供应单独的褶皱型过滤器可以从其分离的卷)。任何此类褶皱型过滤器可以展开(适形)到期望的程度(即，以匹配其上游面上要安装过滤器的过滤器支撑层50的曲率)。任何此类褶皱型过滤器属于本文所公开的可适形的褶皱型过滤器的概念，即使在将过滤器安装到过滤器支撑层上的过程中，褶皱型过滤器不一定完全展开到标称平面构造。

示例性实施方案列表

实施方案1是一种可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器，其包括：具有上游面和下游面的可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质，其中该可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质包括多个相反面对的褶皱，该多个相反面对的褶皱具有褶皱方向，并具有多个上游褶皱尖端和上游褶皱谷以及下游褶皱尖端和下游褶皱谷，该褶皱型空气过滤介质还包括位于褶皱型空气过滤介质的下游面上的多个跨接长丝，其中该多个跨接长丝中的至少一些跨接长丝与褶皱型空气过滤介质的上游面不连续地接触并结合到上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端；或者与褶皱型空气过滤介质的下游面不连续地接触并结合到下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端。

实施方案2是实施方案1的褶皱型空气过滤器，其中跨接长丝中的至少一些跨接长丝至少大体上彼此平行并取向成至少大体上正交于所述褶皱方向。实施方案3是实施方案2的褶皱型空气过滤器，其中跨接长丝至少基本上彼此平行并包括长丝之间的约4mm至约25mm的间距。实施方案4是实施方案1至3中任一项所述的褶皱型空气过滤器，其中结合到上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端或下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端的跨接长丝通过熔融粘合而结合到褶皱尖端。

实施方案5是实施方案1至4中任一项的褶皱型空气过滤器，其中跨接长丝中的至少一些跨接长丝与褶皱型空气过滤介质的上游面不连续接触并且结合到上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端，并且其中在褶皱型空气过滤介质的下游面上不存在跨接长丝。实施方案6是实施方案1至4中任一项的褶皱型空气过滤器，其中跨接长丝中的至少一些跨接长丝与褶皱型空气过滤介质的下游面不连续接触并结合到下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端，并且其中在褶皱型空气过滤介质的上游面上不存在跨接长丝。实施方案7是实施方案1至4中任一项的褶皱型空气过滤器，其中多个跨接长丝以第一组跨接长丝的形式提供，该第一组跨接长丝中的至少一些跨接长丝与褶皱型空气过滤介质的下游面不连续地接触并被结合到下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端；并且多个跨接长丝以第二组跨接长丝的形式提供，该第二组跨接长丝中的至少一些跨接长丝与褶皱型空气过滤介质的上游面不连续地接触并结合到上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端。

实施方案8是实施方案1至7中任一项的褶皱型空气过滤器，其中跨接长丝中的至少一些跨接长丝是作为预先存在的稀松布的部分提供的，该预先存在的稀松布结合到上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端或下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端。实施方案9是实施方案1至8中任一项的褶皱型空气过滤器，其中褶皱型过滤介质表现出在约2mm至约12mm的范围内的褶皱高度。实施方案10是实施方案1至9中任一项的褶皱型空气过滤器，其中褶皱型过滤介质表现出在约5mm至约20mm的范围内的褶皱间距。实施方案11是实施方案1至10中任一项的褶皱型空气过滤器，其中褶皱是正弦型褶皱，其中上游褶皱尖端和下游褶皱尖端各自表现出至少约2mm的平均曲率半径，并且其中上游褶皱尖端或下游褶皱尖端均没有被刻痕打褶。

实施方案12是实施方案1至11中任一项的褶皱型空气过滤器，其中褶皱型空气过滤介质是可压缩的褶皱型空气过滤介质。实施方案13是实施方案1至12中任一项的褶皱型空气过滤器，其中褶皱型空气过滤介质包括非织造幅材，其包含有机聚合物纤维，该有机聚合物纤维中的至少一些有机聚合物纤维带静电。实施方案14是实施方案1至13中任一项的褶皱型空气过滤器，其中空气过滤介质表现出小于1.0泰伯刚度单位的泰伯刚度和小于100mg的古利刚度。

实施方案15是实施方案1至14中任一项的褶皱型空气过滤器，其中褶皱型空气过滤器被构造成适形于HVAC系统的过滤器支撑层的上游面并与其接触。实施方案16是实施方案1至15中任一项的褶皱型空气过滤器，其中跨接长丝由弹性材料构成，并且其中褶皱型空气过滤器能够从其中褶皱型空气过滤器表现出未扩张褶皱间距的未扩张构造扩张至扩张构造，在该扩张构造中褶皱型空气过滤器表现出扩张的褶皱间距，其为未扩张褶皱间距的至少约120％。实施方案17是一种套件，其包括在相同封装件中一起封装的实施方案1至16中任一项的多个褶皱型空气过滤器。

实施方案18是用于过滤空气的组件，该组件包括：弓形过滤器支撑层，其具有上游面和下游面并具有安装在所述弓形过滤器支撑层的上游面上的实施方案1至16中任一项的褶皱型空气过滤器，其中所述弓形过滤器支撑层是HVAC系统的可移除或不可移除的部件。

实施方案19是实施方案18的组件，其中褶皱型空气过滤器与弓形过滤器支撑层的上游面直接接触，并且其中褶皱型过滤器附接到弓形过滤器支撑层。实施方案20是实施方案18至19中任一项的组件，其中该组件基本上由弓形过滤器支撑层组成，该弓形过滤器支撑层具有在其上游面上安装的褶皱型空气过滤器的单层。实施方案21是实施方案18至20中任一项的组件，其进一步包括作为HVAC系统的可移除或不可移除部件的过滤器盖，其中过滤器盖定位在褶皱型空气过滤器的上游侧上并包括贯穿其中的贯穿开口。

实施方案22是实施方案21的组件，其中褶皱型空气过滤器包括第一波纹状边缘和第二波纹状边缘，并且其中当褶皱型空气过滤器、弓形过滤器支撑层和过滤器盖全部在HVAC系统中处于适当位置时，褶皱型空气过滤器的第一波纹状边缘和第二波纹状边缘中的至少一者是未被封闭的波纹状边缘。实施方案23是实施方案18至22中任一项的组件，其中弓形过滤器支撑层包括选自由筛网、网眼、网格和穿孔片组成的组的透气区域。实施方案24是实施方案18至23中任一项的组件，其中褶皱型空气过滤器在尺寸上小于弓形过滤器支撑层，使得弓形过滤器支撑层包括旁路区域，在该旁路区域中移动的空气可以穿过弓形过滤器支撑层，而不穿过褶皱型空气过滤器，该旁路区域表现出为弓形过滤器支撑层的总透气面积的约5％至约30％的尺寸范围。实施方案25是实施方案18至24中任一项的组件，其中HVAC系统是不为集中式HVAC系统的微型分体式HVAC系统。

实施方案26是一种过滤空气的方法，该方法包括：将实施方案1至16中任一项的褶皱型空气过滤器的单层定位在HVAC系统的弓形过滤器支撑层的上游侧上；并且操作HVAC系统，使得移动的空气被牵引通过褶皱型空气过滤器的单层，以便过滤被牵引通过所述单层的空气。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体示例性元件、结构、特征、细节、构造等在许多实施方案中可修改和/或组合。本发明人预期所有此类变型和组合均在所构思发明的范围内，而不仅仅是被选择充当示例性图示的那些代表性设计。因此，本发明的范围不应当限于本文所述的特定例示性结构，而应当至少延展至权利要求的语言所描述的结构以及那些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何元件可以根据需要以任何组合明确地包括于权利要求中或从权利要求排除。以开放式语言(例如，由其构成和由其衍生)引用到本说明书中的任何元件或元件的组合被认为是以封闭式语言(例如，由……组成和由其衍生)并且以部分封闭式语言(例如，基本由……组成和由其衍生)另外地引用。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾之处，则以所写的本说明书为准。

Claims (20)

1.一种可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤器，所述空气过滤器包括：

具有上游面和下游面的无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质，并且其是在其中褶皱型空气过滤介质表现出总体主平面的平面构造和其中褶皱型空气过滤介质表现出平均曲率半径小于100cm的适形轴的弓形构造之间可逆地和可重复地可适形的，

其中所述可适形、无框架的非自支撑褶皱型空气过滤介质包括多个相反面对的褶皱，所述多个相反面对的褶皱具有褶皱方向并具有多个上游褶皱尖端和上游褶皱谷以及下游褶皱尖端和下游褶皱谷，所述褶皱型空气过滤介质还包括位于所述褶皱型空气过滤介质的至少一个面上的多个跨接长丝，

其中所述多个跨接长丝中的至少一些跨接长丝与所述褶皱型空气过滤介质的所述上游面不连续地接触并结合到所述上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端；或者与所述褶皱型空气过滤介质的所述下游面不连续地接触并结合到所述下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端，且

其中所述跨接长丝由可拉伸至100％或更多而不经历塑性变形的弹性材料构成，并且其中所述褶皱型空气过滤器能够从其中所述褶皱型空气过滤器表现出未扩张褶皱间距的未扩张构造扩张至其中所述褶皱型空气过滤器表现出扩张的褶皱间距的扩张构造，所述扩张的褶皱间距为所述未扩张褶皱间距的至少120％。

2.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述跨接长丝中的至少一些跨接长丝至少彼此平行并取向成至少正交于所述褶皱方向。

3.根据权利要求2所述的褶皱型空气过滤器，其中所述跨接长丝至少彼此平行并包括长丝之间的4mm至25mm的间距。

4.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述跨接长丝中的至少一些跨接长丝与所述褶皱型空气过滤介质的所述上游面不连续接触并结合到所述上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端，并且其中在所述褶皱型空气过滤介质的所述下游面上不存在跨接长丝。

5.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述跨接长丝中的至少一些跨接长丝与所述褶皱型空气过滤介质的所述下游面不连续接触并结合到所述下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端，并且其中在所述褶皱型空气过滤介质的所述上游面上不存在跨接长丝。

6.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述多个跨接长丝是以第一组跨接长丝和第二组跨接长丝的形式提供的，所述第一组跨接长丝中的至少一些跨接长丝与所述褶皱型空气过滤介质的所述下游面不连续地接触并结合到所述下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端，所述第二组跨接长丝中的至少一些跨接长丝与所述褶皱型空气过滤介质的所述上游面不连续地接触并结合到所述上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端。

7.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述跨接长丝中的至少一些跨接长丝是作为预先存在的稀松布的一部分提供的，所述预先存在的稀松布结合到所述上游褶皱尖端中的至少一些上游褶皱尖端或所述下游褶皱尖端中的至少一些下游褶皱尖端。

8.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述褶皱是正弦型褶皱，其中所述上游褶皱尖端和所述下游褶皱尖端各自表现出至少2mm的平均曲率半径，并且其中所述上游褶皱尖端或所述下游褶皱尖端均没有被刻痕打褶。

9.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述褶皱型空气过滤介质是可压缩的褶皱型空气过滤介质。

10.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述褶皱型空气过滤介质包括非织造幅材，所述非织造幅材包含有机聚合物纤维，所述有机聚合物纤维中的至少一些有机聚合物纤维带静电。

11.根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述褶皱型空气过滤器被构造成适形于HVAC系统的过滤器支撑层的上游面并与所述上游面接触。

12.一种套件，所述套件包括在相同封装件中一起封装的根据权利要求1所述的多个褶皱型空气过滤器。

13.一种用于过滤空气的组件，所述组件包括：

弓形过滤器支撑层，所述弓形过滤器支撑层具有上游面和下游面并具有安装在所述弓形过滤器支撑层的上游面上的根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器，其中所述弓形过滤器支撑层是HVAC系统的可移除或不可移除的部件。

14.根据权利要求13所述的组件，其中所述褶皱型空气过滤器与所述弓形过滤器支撑层的所述上游面直接接触，并且其中所述褶皱型过滤器附接到所述弓形过滤器支撑层。

15.根据权利要求13所述的组件，其中所述组件由所述弓形过滤器支撑层组成，所述弓形过滤器支撑层具有安装在所述弓形过滤器支撑层的所述上游面上的所述褶皱型空气过滤器的单层。

16.根据权利要求13所述的组件，进一步包括过滤器盖，所述过滤器盖是所述HVAC系统的可移除或不可移除的部件，其中所述过滤器盖定位在所述褶皱型空气过滤器的所述上游侧上并包括贯穿其中的贯穿开口。

17.根据权利要求16所述的组件，其中所述褶皱型空气过滤器包括第一波纹状边缘和第二波纹状边缘，并且其中当所述褶皱型空气过滤器、所述弓形过滤器支撑层和所述过滤器盖全部在所述HVAC系统中处于适当位置时，所述褶皱型空气过滤器的所述第一波纹状边缘和所述第二波纹状边缘中的至少一者是未被封闭的波纹状边缘。

18.根据权利要求13所述的组件，其中所述褶皱型空气过滤器在尺寸上小于所述弓形过滤器支撑层，使得所述弓形过滤器支撑层包括旁路区域，在所述旁路区域中移动的空气可以穿过所述弓形过滤器支撑层而不穿过所述褶皱型空气过滤器，所述旁路区域表现出为所述弓形过滤器支撑层的总透气面积的5％至30％的尺寸范围。

19.根据权利要求13所述的组件，其中所述HVAC系统是不为集中式HVAC系统的微型分体式HVAC系统。

20.一种过滤空气的方法，所述方法包括：

将根据权利要求1所述的褶皱型空气过滤器的单层定位在HVAC系统的弓形过滤器支撑层的上游侧上；以及操作所述HVAC系统，使得移动的空气被牵引通过所述褶皱型空气过滤器的所述单层，以便过滤被牵引通过所述单层的所述空气。

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