CN109414640B - 具有锥形周边的过滤器元件 - Google Patents

Abstract

各种实施例涉及过滤器元件。这样的一种过滤器元件包括具有多个流体通道的过滤介质。多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口。入口高度大于出口高度。过滤介质限定了具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面。入口面构造为接收待过滤空气。出口面构造为排出过滤后的空气。入口面积大于出口面积。

Description

具有锥形周边的过滤器元件

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月13日提交的美国专利号为62/361,922的美国临时专利的优先权的权益，其内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请涉及与过滤系统一起使用的过滤器元件。

背景技术

内燃机通常燃烧燃料(例如，汽油、柴油、天然气等)和空气的混合物。在进入发动机之前，通常通过过滤器元件进气以在输送到发动机之前从进气中去除污染物(例如，颗粒、灰尘、水等)。过滤器元件需要定期更换，因为过滤器元件的过滤介质捕获并从通过过滤介质的进气中去除颗粒。因此，过滤器元件通常可拆卸地容纳在壳体中，以便于更换。

空气过滤器壳体通常在设计时考虑到显着的空间限制。一些空气过滤器壳体通过塑料注塑工艺制造。因此，壳体部分具有轻微的拔模角度(例如，每侧约1-3°)，以便于在制造期间从模具中取出模制部件。此外，重型卡车进气系统通常在发动机罩增压室连接处具有非常大的有效入口直径，然后在内燃机的空气入口(例如，涡轮连接)处逐渐变细或逐步降低至较小的出口。由此产生的锥形过滤器壳体导致对于容纳在壳体内的过滤器元件的设计考虑很困难。

发明内容

各种实施例涉及过滤器元件。这样的一种过滤器元件包括具有多个流体通道的过滤介质。多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口。入口高度大于出口高度。过滤介质限定了具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面。入口面构造为接收待过滤空气。出口面构造为排出过滤后的空气。入口面积大于出口面积。

从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见，其中相同的元件在下面描述的几个附图中具有相同的标号。

说明书附图

图1示出根据一个示例性实施例的过滤器壳体的横截面图。

图2示出根据一个示例性实施例的盘绕的过滤器元件的透视图。

图3A示出表示如图2的过滤器元件非盘绕和非层叠状态下的过滤介质以及图3B表示单独流体通道在其入口处的横截面。

图4示出了由图2的过滤器介质组成的层叠的过滤介质包的透视图。

图5示出表示过滤器元件的增加的表面面积对过滤元件的限制的影响的曲线图。

图6A示出根据一示例性实施例的层叠的过滤介质包的透视图，所述过滤介质包具有由过滤介质组成的平坦平面流动面。

图6B示出了具有图6A的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包的俯视图。

图6C示出了表示具有图6A的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包的成角度横截面图。

图6D示出了具有图6A的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包的出口面的后视图。

图7示出了根据另一示例实施例的层叠的过滤介质包的透视图，所述过滤介质包具有由过滤介质构成的平坦平面流动面。

图8A示出根据一示例的实施例的层叠的过滤介质包的透视图，所述过滤介质包具有由过滤介质构成的同轴的、圆柱形流动面。

图8B表示具有图8A的同轴圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的成角度的截面图。

图8C示出了具有图8A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的入口面的前视图。

图8D示出了具有图8A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的出口面的后视图。

图9A示出根据另一示例的实施例的层叠的过滤介质包的透视图，其具有由过滤介质组成的同轴的、圆柱形流动面。

图9B示出了具有图9A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的入口面的前视图。

图9C示出了具有图9A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的出口面的后视图。

图9D示出了具有图9A的同轴的、圆柱形流动面的层叠的过滤介质包的侧视图。

图10A示出了根据一个示例的实施例由四面体过滤介质组成的单层成对的过滤介质片的流动的透视图。

图10B示出表示沿着图10A的单层成对的过滤介质片的横截面的流动。

图10C示出沿着图10C的单层成对的过滤介质片的入口面的前视图。

图10D示出沿着图10A的单层成对的过滤介质片的出口面的后视图。

图10E示出了根据一个示例实施例的表示沿着由四面体过滤介质组成的单层成对的过滤介质片的流动的俯视图。

具体实施方式

具体地参考附图，描述了过滤系统，其具有可拆卸地容纳在壳体中的过滤器元件。壳体包括壳体主体，所述壳体主体具有通过拔模角度成角的壳体侧壁。过滤器元件由过滤介质组成，过滤元件具有多个流体通道。流体通道具有比出口开口更大的入口开口。因此，过滤器元件具有入口流动面，该入口流动面具有比出口流动面更大的面积。所得的过滤元件具有成角度的侧壁。过滤器元件的成角度的侧壁可以与壳体的拔模角度匹配，从而最大化容纳在壳体中的过滤介质的量。

参见图1，示出了根据一个示例性实施例的过滤器壳体100的横截面示意图。过滤器壳体100包括限定出口104的壳体主体102和限定入口108的盖体106。在一些布置中，壳体主体102和盖体106由注模塑料制成。因此，壳体主体102的侧壁通过拔模角度110略微成角度(angled)或锥化(tapered)，以允许从模具中取出壳体主体102。在一些布置中，拔模角度110至少为1度。在其他布置中，拔模角度110在2到4度之间。在进一步的布置中，拔模角度110高达20度。每个侧壁的拔模角度110可以不同或相同。在一些布置中，侧壁形成大致圆柱形形状(即，周向壁为相对垂直于入口面或出口面，由拔模角度110成角度的圆柱形状)。壳体主体102的侧壁的拔模角度110导致过滤室112在第一端(最靠近入口108的端部)较宽并且在第二端(最靠近出口104的端部)较窄。如下所述，安装在过滤室112的过滤器元件包括匹配的锥体(即，过滤器元件的侧壁成角度以匹配拔模角110)，以使过滤系统的过滤能力最大化。

参见图2，示出了根据一个示例性实施例的过滤器元件200的透视图。过滤器元件200是盘绕的圆柱形过滤器元件，其具有入口面202和出口面204。过滤器元件200包括入口面202，所述入口面202的直径大于所述出口面204的直径。过滤器元件200包括围绕中心芯208盘绕的过滤介质206。过滤介质206包括多个流体通道。在一些布置中，在入口面202和出口面204处交替密封过滤介质的流体通道。待过滤的空气流入入口面202，并且过滤后的空气离开出口面204。如下面进一步详细描述的，入口流体通道高度大于出口流体通道高度，这导致入口面202的入口直径大于出口面204的出口直径。因此，过滤器元件200具有侧壁(例如，周壁)，该侧壁具有拔模角度210(即，侧壁相对于入口面202和出口面204以非垂直角度成角度，从而导致过滤器元件呈锥形)。在一些布置中，拔模角度210与过滤器壳体100的拔模角度110相同。在一些布置中，入口面202的直径为254mm，出口面204的直径为227mm。

参见图3A，过滤介质206的视图以展开(uncoiled)和未层叠的状态示出。如上所述，过滤介质206包括多个流体通道302。每个流体通道在过滤介质206的相对侧上打开和关闭作为直接紧邻的流体通道。每个流体通道302具有入口的入口高度304以及出口的出口高度306，所述入口接收待过滤的空气。在这种情况下，各自的高度指从在流体通道(在各自的入口或出口处)横截面中的“v”的最低点到同一个“v”中的最高点，在过滤介质206的折线的大致方向上，沿着基本垂直于过滤介质206的纵向长度的轴的距离。这在图3B中表示(关于入口高度304)。

入口高度304大于出口高度306。因此，当过滤介质206盘绕时(例如，如图2所示)或层叠时(例如，如图4所示)，得到的过滤介质块具有比出口面更大的入口面。通过朝过滤介质206的入口边缘处形成比过滤介质206的出口边缘更深的四面体形状(或介质中更深的波纹)来形成高度差。在一些布置中，入口高度304是2.80mm并且出口高度是2.50mm。较大的入口高度304以圆柱形过滤器元件中的扇形褶皱比以块或面板方式布置的相同过滤介质表现出更高的性能的相似方式用于减少限制并改善灰尘负载特性(即，过滤器容量)。

在一些布置中，流体通道302包括四面体流体通道，例如专利号8,397,920的美国专利中所描述，该专利通过引用整体并入本文并用于所有目的。在这样的布置中，过滤介质206包括多个入口四面体流体通道和多个出口四面体流体通道。入口四面体合并在过滤材料的中心部分中，从而在空气通过过滤介质之前允许空气在入口四面体通道之间轴向横向流动。这种布置在介质的上游侧提供额外的灰尘负载，这增加了过滤器容量。参考图7，并且如下面更详细描述的，可以不对称地形成四面体流体通道以在入口通道和出口通道之间产生高度差。在专利号为8,397,920的美国专利中进一步描述了这种四面体过滤介质的具体排列。在另一种可选的布置中，流体通道302包括在上游端和下游端交替地密封的凹槽(flute)。

再参见图2所示，当过滤介质206围绕中心芯盘绕时，入口面202具有比出口面204更大的表面面积。过滤器元件200的锥形侧壁与壳体主体102的锥形侧壁对齐，从而允许过滤器元件200仅以一个方向插入。因此，过滤器元件200和壳体主体102的匹配锥形通过确保过滤器元件200以适当的方向插入壳体主体102中并且通过确保仅具有适当锥形的已认可的过滤器元件装配到壳体主体102中而用作发动机完整性的保护特征。过滤器元件200的锥形侧壁还允许径向密封件围绕过滤介质包的周边定位，而没有额外的延伸部或框架构件来支撑密封件。在一些布置中，可以使用足够可拉伸的平板来辅助过滤介质206围绕中心芯织造的过程，以防止入口面202或出口面204撕裂或起皱。

尽管图2的过滤元件200是盘绕的圆柱形过滤器元件，过滤介质206也可用于产生非圆柱形的盘绕过滤元件(例如，环形、椭圆形、多面体等)。在进一步的布置中，层叠过滤介质206以形成非盘绕的(例如，矩形、正方形、三角形等)过滤元件，过滤元件具有比出口面更大的入口面。一种如图4所示的这样的布置，其示出了过滤介质包(例如，过滤器元件)400。过滤介质包400包括层叠的过滤介质206。如图4所示，过滤介质包400具有矩形入口面402和矩形出口面404。由于过滤介质206的入口高度304大于出口高度306，过滤介质包400的入口宽度412大于出口宽度414。在一些布置中，每十层过滤介质206的入口宽度412和出口宽度414之间的差是3mm。在这样的布置中，十层过滤介质包400可具有28mm的入口宽度412和25mm的出口宽度414。在一些布置中，过滤介质包400具有整体多面体形状。

参见图5，曲线图500表示过滤元件的增加表面面积对过滤元件的限制的影响。曲线图500将过滤器元件的每个面的面积的流量(以CFM/in²为单位)与限制(以H₂0的英寸为单位)进行比较。如曲线图所示，入口面积增加10％可能导致限制几乎减少8％。

上述过滤器元件200和过滤介质包400具有比出口流动面面积更大的入口流动面面积。入口流动面面积和出口流动面面积之间的差是由过滤介质206的变化的通道高度引起的。较大的入口流动面面积减小了过滤器元件200和过滤介质包400的限制，并通过产生类似于过滤介质扇形褶皱的效果来改善灰尘负载特性。另外，过滤器元件200和过滤介质包400最大化了由过滤器壳体壁形成的过滤室的使用，所述过滤器壳体壁具有由注射成型工艺引起的拔模角度。

参见图6A，根据示例的实施例，示出了由过滤介质606组成的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包600的透视图。如图6A所示，过滤介质包600具有矩形入口面602、矩形出口面604、密封的侧壁608和过滤介质606。过滤介质606类似于过滤介质206。不同之处在于过滤介质606的出口通道是“w”形而不是“v”形。在一些布置中，过滤介质包的过滤介质606是过滤介质206。如图6A所示，过滤介质包600包括过滤介质606，过滤介质606以在矩形入口面602和矩形出口面604处形成大致平坦的平面表面的方式层叠。由于过滤介质606的入口高度大于出口高度，因此入口面602的入口宽度大于出口面604的出口宽度。在一些布置中，每十层过滤介质606的入口面602的入口宽度和出口面604的出口宽度之间的差是3mm。在这样的布置中，十层过滤介质包600可具有28mm的入口面602的入口宽度和25mm的出口面604的出口宽度。在一些布置中，过滤器元件600具有整体多面体形状。在一些布置中，过滤介质606的流体通道在入口面602和出口面604处交替地密封。

过滤介质包600包括密封的侧壁608(例如，两个矩形壁)，每个密封的侧壁608具有拔模角度610(即，侧壁相对于入口面602和出口面604以基本非垂直角度成角度，导致过滤介质包600的锥形形状)。如图6B中更详细地所示，过滤介质包600的侧壁608可以基本上彼此平行或者可以相对于入口面602和出口面604以非垂直角度略微倾斜。在一些布置中，拔模角度610与过滤器壳体100的拔模角度110相同，以便提供优化地装配至具有锥形侧壁的过滤器壳体100中。过滤介质包600的顶部和底部可以彼此基本上为平行，或者可以相对于入口面602和出口面604以非垂直角度略微渐缩。

参见图6C，示出表示图6A过滤介质包600的成角度横截面。每个过滤介质606的流体通道具有入口的入口高度以及出口的出口高度，所述入口接收待过滤的空气。在这种情况下，各自的入口高度指从在流体通道(在各自的入口)横截面中的“v”的最低点到同一个“v”中的最高点，在过滤介质606的折线的大致方向上，沿着基本垂直于过滤介质606的纵向长度的轴。各自的出口高度指从在流体通道(在各自的出口)横截面中的“w”的最低点到同一个“w”中的最高点的距离，在过滤介质606的折线的大致方向上，沿着基本垂直于过滤介质606的纵向长度的轴的距离。

参见图6D，示出图6A过滤介质包600的出口面604的后视图。在一些布置中，层叠的过滤介质606以形成同轴拱形或圆柱形流动面。在这些布置中，当过滤介质包600安装在某些壳体主体中时，减少了流动的限制。

参见图7，根据示例的实施例，示出了由过滤介质706组成的平坦平面流动面的层叠的过滤介质包700的透视图。如图7示，过滤介质包700具有矩形入口面702、矩形出口面704、密封的侧壁708和过滤介质706。过滤介质包700包括过滤介质706，过滤介质706包括四面体流体通道，不对称形成四面体流体通道以在入口通道712和出口通道(未示出)之间产生高度差。层叠的过滤介质606以在矩形入口面702和矩形出口面704处形成大致平坦的平面表面的方式层叠。由于过滤介质706的入口通道712的入口宽度大于过滤介质706的出口通道的出口高度，过滤介质包700的入口面702的入口宽度702大于出口面704的出口宽度。在一些布置中，每十层过滤介质706的入口面702的入口宽度和出口面704的出口宽度之间的差是3mm。在这样的布置中，十层过滤介质包700可以具有28mm的入口面702的入口宽度和25mm的出口面704的出口宽度。在一些布置中，过滤介质706的流体通道在入口面702和出口面704处交替地密封。

过滤介质包700包括密封的侧壁708(例如，两个矩形壁)，每个密封的侧壁708具有拔模角度710(即，侧壁相对于入口面702和出口面704以基本非垂直角度成角度导致过滤介质包700的锥形形状)。过滤介质包700的密封的侧壁708可以基本上彼此平行或者可以相对于入口面702和出口面704以非垂直角度略微倾斜。在一些布置中，拔模角度710与过滤器壳体100的拔模角度110相同，以便提供与具有锥形侧壁的过滤器壳体100的优化配合。过滤介质包700的顶部和底部可以彼此基本平行，或者可以相对于入口面702和出口面704以非垂直角度略微倾斜。

参见图8A，根据示例的实施例，示出了由过滤介质806组成同轴的圆柱形的流动面的过滤介质包800的透视图。过滤介质包800和过滤介质包600之间的区别在于，基本上矩形的入口面802和基本上矩形的出口面804彼此不平行，而是基本上彼此同轴。过滤介质806基本类似于过滤介质606。由于同轴的、圆柱形流动面，其不同之处在于“w”形出口面804的出口高度比过滤介质606中的出口高度短。如图8A所示，过滤介质包800具有基本矩形入口面802、基本矩形出口面804、密封的侧壁808和过滤介质806。由于过滤介质806的入口高度大于出口高度，因此入口面802的入口宽度大于出口面804的出口宽度。如图8A所示，基本上矩形的入口面802和基本上矩形的出口面804具有面曲率角815。虽然基本上矩形的入口面802和基本上矩形的出口面804彼此不平行，但是入口通道812和出口通道814中的各个开口(未示出)可以彼此平行(或基本平行)并且代表通常为圆柱形的流动表面的表面。在一些布置中，过滤介质806的流体通道在入口面802和出口面804处交替地密封。

过滤介质包800包括密封的侧壁808(例如，两个基本矩形壁)，每个密封的侧壁808具有拔模角度810(即，侧壁相对于入口面802和出口面804以基本非垂直角度成角度导致过滤介质包800的锥形形状)。过滤介质包800的密封的侧壁808可以基本上彼此平行或者可以相对于入口面802和出口面804以非垂直角度略微倾斜。在一些布置中，拔模角度810与过滤器壳体100的拔模角度110相同，以便提供与具有锥形侧壁的过滤器壳体100的优化配合。过滤介质包800的顶部和底部可以彼此基本平行，或者可以相对于入口面802和出口面804以非垂直角度略微倾斜。

参见图8B示出图8A过滤介质包800的成角度横截面的图示。每个过滤介质806的流体通道具有入口的入口高度以及出口的出口高度，入口接收待过滤的空气。在这种情况下，各自的入口高度指从在流体通道(在各自的入口)横截面中的“v”的最低点到同一个“v”中的最高点，在过滤介质806的折线的大致方向上，沿着基本垂直于过滤介质806的纵向长度的轴的距离。各自的出口高度指从流体通道(在各自的出口)横截面中的“w”的最低点到同一个“w”中的最高点的距离，在过滤介质806的折线的大致方向上，沿着基本垂直于过滤介质806的纵向长度的轴的距离。虽然基本上矩形的入口面802和基本上矩形的出口面804彼此不平行，但是入口通道812和出口通道中(未示出)的各个开口可以彼此平行(或基本平行)并且代表通常为圆柱形的流动表面的表面。

参见图8C，示出了具有图8A的层叠的过滤介质包800的同轴圆柱形流动面的入口面802的前视图。参考图8D，示出了具有图8A的层叠的过滤介质包800的同轴圆柱形流动面的出口面804的后视图。虽然基本上矩形的入口面802(未示出)和基本上矩形的出口面804彼此不平行，但是入口通道812(未示出)和出口通道814中的各个开口可以彼此平行(或基本平行)并且代表通常为圆柱形的流动表面的表面。

参见图9A，根据示例的实施例，示出了由过滤介质806组成同轴的圆柱形的流动面的过滤介质包900的透视图。过滤介质包900类似于过滤介质包800。过滤介质包900和过滤介质包800之间的区别在于过滤介质包900上没有侧壁。因此，使用类似的编号表示过滤介质包900和过滤介质包800之间的相同部件。如图9A所示，过滤介质包900具有基本矩形入口面802、基本矩形出口面804和过滤介质806。基本上矩形的入口面802和基本上矩形的出口面804具有面曲率角815。虽然基本上矩形的入口面802和基本上矩形的出口面804彼此不平行，但是入口通道812和出口通道814中的各个开口(未示出)可以彼此平行(或基本平行)并且代表通常为圆柱形的流动表面的表面。在一些布置中，过滤介质806的流体通道在入口面802和出口面804处交替地密封。

过滤介质包900不包括侧壁。然而，流体通道的端部基本上是平面的并且形成拔模角810(即，流体通道的端部相对于入口面802和出口面804以基本上非垂直的角度成角度，从而形成过滤介质包900的锥形形状)。过滤介质包900的边可以彼此基本平行，或者可以相对于入口面802和出口面804以非垂直角度略微倾斜。在一些布置中，拔模角度810与过滤器壳体100的拔模角度110相同，以便提供与具有锥形侧壁的过滤器壳体100的优化配合。过滤介质包900的顶部和底部可以彼此基本平行，或者可以相对于入口面802和出口面804以非垂直角度略微倾斜。

参见图9B，示出了具有图9A的层叠的过滤介质包900的同轴圆柱形流动面的入口面802的前视图。参考图9C，示出了具有图8A的层叠的过滤介质包900的同轴圆柱形流动面的出口面804的后视图。虽然基本上矩形的入口面802(未示出)和基本上矩形的出口面804彼此不平行，但是入口通道812(未示出)和出口通道814中的各个开口可以彼此平行(或基本平行)并且代表通常为圆柱形的流动表面的表面。参考图9D，示出图9A过滤介质包900的层叠的过滤介质包900的侧视图。

参见图10A，根据示例性实施例示出了由过滤介质1006组成的单层成对的过滤介质片1000的透视图。单层成对的过滤介质片1000包括入口面1002和出口面1004。所得到的单层成对的过滤介质片对1000具有比出口面1004更大的入口面1002。通过朝向过滤介质1006的入口边缘形成比朝向过滤介质1006的出口边缘更深的四面体形状(或介质中更深的波纹)来形成高度差。过滤介质1006包括多个入口四面体流体通道1012和多个出口四面体流体通道1014(未示出)，诸如专利号为8,397,920的美国专利所描述，该专利通过引用整体并入本文并用于所有目的。如图10A所示，过滤介质1006在出口面1004上包括截头四面体形状。以与流动表面基本倾斜的角度切割单层成对的过滤介质片1000。在一些布置中，单层成对的过滤介质片1000基本上是平的。在那些布置中，可使平坦的层凸出。在其他布置中，单层成对的过滤介质片1000对被折叠或弯曲，以在该对过滤介质片1000之间的下边缘处提供改进的流动。

参见图10B，示出表示沿着图10A的单层成对的过滤介质片1000的横截面的流动。实线箭头表示通过四面体折叠片材的流动路径，虚线箭头表示在通过片材到侧面四面体通道(未示出)之后的流动。待过滤的空气流入入口面1002，并且流经入口四面体流体通道1012。入口四面体流体通道1012合并在过滤材料的中心部分中，从而在空气通过过滤介质1006之前允许空气在入口四面体流体通道1012之间轴向横向流动。这种布置在介质的上游侧提供额外的灰尘负载，这增加了过滤器容量。然后空气流过出口四面体流体通道1014并流出出口面1004。入口四面体流体通道高度1012大于出口四面体流体通道高度1014，这导致入口面1002的入口直径大于出口面1004的出口直径。可以理解，单层成对的过滤介质片1000的下层1008的弯曲允许单层对的边缘之间的流动限制较少。在一些布置中，流动可以以相反的方向，使得空气流入出口面1004并流出入口面1002。在一些布置中，过滤介质1006的流体通道在入口面1002和出口面1004处交替地密封。

参见图10C，示出沿着图10A的单层成对的过滤介质片1000的入口面1002的前视图。参考图10D，示出沿着图10A的单层成对的过滤介质片1000的入口面1004的后视图。过滤介质1006包括在出口四面体流体通道1014的出口面1004上的截头四面体形状。

图10E示出了表示沿着单层成对的过滤介质片1050的流动的俯视图。单层成对的过滤介质片1050对与单层成对的过滤介质片1000类似。单层成对的过滤介质片1050和单层成对的过滤介质片1000之间的差是单层成对的过滤介质片1050相对于入口面1002和出口面1004以非垂直角度在两侧被削减或锥化。单层成对的过滤介质片1050的这种锥化有利于与在所有四个侧面上构成有拔模角度1010(图10E中仅示出两个侧面)的模制壳体的一致性。可以理解，这使得能够将更多的过滤介质1006区域装配到壳体中，并因此能够更大地捕获污染物。在一些布置中，过滤介质1006的流体通道在入口面1002和出口面1004处交替地密封。

如图10E所示，实线箭头表示通过四面体折叠片材的流动路径，虚线箭头表示在通过片材到侧面四面体通道(未示出)之后的流动。待过滤的空气流入入口面1002，并且流经入口四面体流体通道1012。入口四面体流体通道1012在过滤材料的中心部分中合并，从而在空气通过过滤介质1006之前允许空气在入口四面体流体通道1012之间轴向横向流动。这种布置在介质的上游侧提供额外的灰尘负载，这增加了过滤器容量。然后空气流过出口四面体流体通道1014并流出出口面1004。入口四面体流体通道高度1012大于出口四面体流体通道高度1014，这导致入口面1002的入口直径大于出口面1004的出口直径。在一些布置中，可反向流动。在其他布置中，可以使用矩形四面体，使得使用更密集(例如，更小)的折叠间距形成单层成对的过滤介质片1050的折叠边缘之一。在那些布置中，单层成对的过滤介质片1050的弯曲类似于手风琴的弯曲。所得的单层成对的过滤介质片1050仍具有比出口面1004更大的入口面1002并且在所有侧面上锥化。

应该注意的是，在此使用术语“示例”来描述各种实施例旨在表示这样的实施例是可能的实施例的可能示例、表示和/或说明(并且这样的术语不旨在暗示这样的实施方式必须是特殊的或最高级的例子)。

如本文所使用的，术语“基本上”和类似的术语旨在具有广泛的含义，与本公开的主题所属领域的普通技术人员的普通和公认的用法相一致。阅读本公开的本领域技术人员应该理解，这些术语旨在允许描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应该被解释为表明对所描述和要求保护的主题的非实质性或无关紧要的修改或变更被认为是在所附权利要求书所述的本发明的范围内(例如，在给定角度或其他值的±5％内)。当用于数值相关时，术语“大约”表示相关值的正负百分之五。

此处对元件位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述图中各种元件的方向。应该注意的是，根据其他示例性实施例，各种元件的取向可以不同，并且这样的变化旨在由本公开所涵盖。

如本文所使用的术语“联接”等意味着两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连接可以通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构部件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件相互连接来实现。

需要特别注意的是，各种示例实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例，但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易地认识到实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。例如，示出为整体形成的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且离散元件或位置的性质或数量可以改变或变化。任何步骤或方法过程的顺序或序列可以根据替代实施例改变或重新排序。另外，如本领域普通技术人员将理解的，来自特定实施例的特征可以与来自其他实施例的特征组合。各种示例实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的范围的情况下进行其他替换、修改、变化和省略。

Claims (17)

1.一种过滤器元件，其特征在于，所述过滤器元件包括：

过滤介质，所述的过滤介质具有多个不对称形成地四面体流体通道，所述多个不对称形成地四面体流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口，所述的入口高度大于所述的出口高度，所述的过滤介质限定具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面，所述的入口面构造为接受待过滤的空气，所述的出口面构造为排出过滤后的空气，所述的入口面面积大于所述的出口面面积。

2.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，由包含朝入口面边缘比出口面边缘更深的不对称形成地四面体形状形成入口高度大于出口高度。

3.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，还包括芯体，其中所述的过滤介质围绕缠绕在所述芯体上。

4.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，层叠所述的过滤介质以形成多面体形状。

5.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，还包括由过滤介质形成的侧壁，所述侧壁以非垂直角度相对于入口面成角度。

6.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的多个不对称形成地四面体流体通道在所述入口和所述出口处交替密封。

7.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的入口为V形入口，所述的入口高度为从V形入口的底端至V形入口的顶端，沿着垂直于过滤介质的纵向长度的轴的距离。

8.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的出口为w形出口，所述的出口高度为从w形出口的底端至w形入口的顶端沿着垂直于过滤介质的纵向长度的轴的距离。

9.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的入口面面积为矩形，并且所述的出口面面积为矩形。

10.根据权利要求9所述的过滤器元件，其特征在于，所述的矩形的入口面面积与矩形的出口面面积同轴。

11.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的过滤介质是在出口面具有截头四面体形状的单层对。

12.根据权利要求11所述的过滤器元件，其特征在于，所述的过滤介质相对于入口面以倾斜的角度切割。

13.根据权利要求1所述的过滤器元件，其特征在于，所述的过滤介质为平的。

14.一种过滤系统，其特征在于，所述过滤系统包括：

壳体主体，所述的壳体主体包括：

壳体出口、壳体入口、壳体侧壁，所述的壳体侧壁相对于壳体入口面和壳体出口面以非垂直的壳体拔模角度锥化，其中，所述的壳体侧壁的壳体拔模角度形成过滤室；以及

安装在过滤室内的过滤器元件包括：

过滤介质，所述的过滤介质具有多个不对称形成地四面体流体通道，多个不对称形成地四面体流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口，所述的入口高度大于所述的出口高度，

所述的过滤介质限定具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面，所述的入口面构造为接收待过滤的空气，所述的出口面构造为排出过滤后的空气，所述的入口面面积大于所述的出口面面积。

15.根据权利要求14所述的过滤系统，其特征在于，所述的过滤器元件还包括由过滤介质形成的过滤器元件侧壁，所述的过滤器元件侧壁以非垂直的过滤器元件的拔模角度相对于入口面和出口面锥化，所述的过滤器元件的拔模角度以非垂直的角度相对于入口面成角度并且与壳体拔模角度相似。

16.根据权利要求14所述的过滤系统，其特征在于，所述的过滤介质是在出口面具有截头四面体形状的单层对。

17.一种过滤器元件，其特征在于，包括：

过滤介质，所述过滤介质包括多个流体通道，所述多个流体通道的每一个包括具有入口高度的入口和具有出口高度的出口，所述的入口高度大于所述出口高度，所述过滤介质限定具有入口面面积的入口面和具有出口面面积的出口面，所述的入口面构造为接收待过滤的空气，所述的出口面构造为排出过滤后的空气，所述的入口面面积大于所述的出口面面积，

其中，所述的入口高度大于所述的出口高度是由于过滤通道形成，所述过滤通道包括朝入口面边缘比出口面边缘更深的四面体形状。

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