DE112017002360T5

DE112017002360T5 - Filterelement mit konischem Umfang

Info

Publication number: DE112017002360T5
Application number: DE112017002360.2T
Authority: DE
Inventors: Christopher E. Holm; Scott W. Schwartz
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2019-02-14
Also published as: US20200108342A1; CN109414640B; CN109414640A; WO2018013577A1; US11400405B2

Abstract

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen Filterelemente. Ein solches Filterelement beinhaltet Filtermedien mit mehreren Strömungskanälen. Jeder der mehreren Strömungskanäle umfasst einen Einlass mit einer Einlasshöhe und einen Auslass mit einer Auslasshöhe. Die Einlasshöhe ist größer als die Auslasshöhe. Das Filtermedium definiert eine Einlassfläche mit einem Einlassflächenbereich und eine Auslassfläche mit einem Auslassflächenbereich. Die Einlassfläche ist zur Aufnahme von zu filternder Luft gestaltet. Die Auslassfläche ist zum Ausbringen von gefilterter Luft gestaltet. Der Einlassflächenbereich ist größer als der Auslassflächenbereich.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/361.922 , eingereicht am 13. Juli 2016, deren Inhalt hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Filterelemente zur Verwendung mit Filtrationssystemen.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen im Allgemeinen eine Mischung aus Kraftstoff (z. B. Benzin, Diesel, Erdgas usw.) und Luft. Bevor Ansaugluft in den Motor gelangt, wird sie üblicherweise durch ein Filterelement geleitet, um Verunreinigungen (z. B. Feinstaub, Staub, Wasser usw.) aus der Ansaugluft zu entfernen, bevor diese zum Motor geleitet wird. Das Filterelement erfordert regelmäßigen Austausch des Filtermediums, da das Filterelement Partikel, die durch das Filtermedium strömen, aus der Ansaugluft erfasst und entfernt. Dementsprechend ist das Filterelement typischerweise entfernbar in dem Gehäuse aufgenommen, um einen einfachen Austausch zu erleichtern.
Luftfiltergehäuse werden oft unter Berücksichtigung beträchtlicher Platzbeschränkungen entwickelt. Einige Luftfiltergehäuse werden durch ein Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt. Dementsprechend weisen die Gehäuseteile einen leichten Entformungswinkel (z. B. etwa 1-3° pro Seite) auf, um das Entfernen des Formteils aus der Form während der Herstellung zu erleichtern. Zusätzlich weisen Lufteinlasssysteme von Lastkraftwagen in der Regel einen sehr großen effektiven Einlassdurchmesser an der Anschlussverbindung der Haube auf und verjüngen oder verkleinern sich stufenweise bis zu einem kleineren Auslass an dem Lufteinlass des Verbrennungsmotors (z. B. der Turboverbindung). Die resultierende sich verjüngende Form von Filtergehäusen führt zu schwierigen Konstruktionsüberlegungen für Filterelemente, die in den Gehäusen aufgenommen sind.
KURZDARS TELLUNG
Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen Filterelemente. Ein solches Filterelement beinhaltet Filtermedien mit einer Mehrzahl von Strömungskanälen. Jeder der mehreren Strömungskanäle umfasst einen Einlass mit einer Einlasshöhe und einen Auslass mit einer Auslasshöhe. Die Einlasshöhe ist größer als die Auslasshöhe. Das Filtermedium definiert eine Einlassfläche mit einem Einlassflächenbereich und eine Auslassfläche mit einem Auslassflächenbereich. Die Einlassfläche ist zur Aufnahme von zu filternder Luft gestaltet. Die Auslassfläche ist zum Ausbringen von gefilterter Luft gestaltet. Der Einlassflächenbereich ist größer als der Auslassflächenbereich.
Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1 zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine Querschnittsansicht eines Filtergehäuses.
2 zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines gewickelten Filterelements.
3A zeigt eine Darstellung der Filtermedien des Filterelements aus 2 in einem ungewickelten und ungeschichteten Zustand, und 3B zeigt eine Darstellung des Querschnitts eines einzelnen Strömungskanals an dessen Einlass.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets, das aus den Filtermedien aus 2 besteht.
5 zeigt eine Grafik, die die Wirkung eines vergrößerten Flächenbereichs eines Filterelements auf die Drosselung des Filterelements zeigt.
6A zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets mit einer flachen planaren Strömungsfläche, die aus einem Filtermedium besteht.
6B zeigt eine Draufsicht des geschichteten Filtermedienpakets mit einer flachen planaren Strömungsfläche aus 6A.
6C zeigt eine Darstellung eines abgewinkelten Querschnitts des geschichteten Filtermedienpakets mit einer flachen planaren Strömungsfläche von 6A.
6D zeigt eine hintere Ansicht einer Auslassfläche eines geschichteten Filtermedienpakets mit einer flachen planaren Strömungsfläche aus 6A.
7 zeigt, gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets mit einer flachen planaren Strömungsfläche, die aus einem Filtermedium besteht.
8A zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen, die aus einem Filtermedium bestehen.
8B zeigt eine Darstellung eines abgewinkelten Querschnitts des geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen aus 8A.
8C zeigt eine Vorderansicht einer Einlassfläche des geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen aus 8A.
8D zeigt eine hintere Ansicht einer Auslassfläche des geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen aus 8A.
9A zeigt, gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen, die aus einem Filtermedium bestehen.
9B zeigt eine Vorderansicht einer Einlassfläche des geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen aus 9A.
9C zeigt eine hintere Ansicht einer Auslassfläche des geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen aus 9A.
9D zeigt eine Seitenansicht des geschichteten Filtermedienpakets mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen aus 9A.
10A zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen, die aus einem tetraedrischen Filtermedium bestehen.
10B zeigt eine Darstellung der Strömung entlang eines Querschnitts des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen aus 10A.
10C zeigt eine Vorderansicht einer Einlassfläche des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen aus 10A.
10D zeigt eine hintere Ansicht einer Auslassfläche des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen aus 10A.
10E zeigt, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine Draufsicht einer Darstellung einer Strömung entlang eines einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen, die aus tetraedrischen Filtermedien bestehen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen im Allgemeinen wird ein Filtrationssystem mit einem Filterelement beschrieben, das entfernbar in einem Gehäuse aufgenommen ist. Das Gehäuse beinhaltet einen Gehäusekörper mit Gehäuseseitenwänden, die um einen Entformungswinkel abgewinkelt sind. Das Filterelement besteht aus Filtermedien mit einer Mehrzahl von Strömungskanälen. Die Strömungskanäle weisen größere Eintrittsöffnungen als Austrittsöffnungen auf. Dementsprechend weist das Filterelement eine Einlass-Strömungsfläche auf, die eine größere Fläche als die Auslass-Strömungsfläche aufweist. Das resultierende Filterelement weist abgewinkelte Seitenwände auf. Die abgewinkelten Seitenwände des Filterelements können mit dem Entformungswinkel des Gehäusekörpers übereinstimmen, wodurch die Menge an Filtermedien, die in dem Gehäuse aufgenommen sind, maximiert wird.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Querschnittsansicht eines Filtergehäuses 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Das Filtergehäuse 100 weist einen Gehäusekörper 102 auf, der einen Auslass 104 definiert, und eine Abdeckung 106, die einen Einlass 108 definiert. In einigen Anordnungen werden der Gehäusekörper 102 und die Abdeckung 106 mit Spritzgusskunststoff hergestellt. Dementsprechend sind die Seitenwände des Gehäusekörpers 102 leicht abgewinkelt oder durch einen Entformungswinkel 110 sich verjüngend / konisch geformt, um das Entfernen des Gehäusekörpers 102 aus der Form zu ermöglichen. In einigen Anordnungen beträgt der Entformungswinkel 110 mindestens einen Grad. In anderen Anordnungen liegt der Entformungswinkel 110 zwischen zwei und vier Grad. In weiteren Anordnungen beträgt der Entformungswinkel 110 bis zu zwanzig Grad. Der Entformungswinkel 110 für jede Seitenwand kann unterschiedlich oder derselbe sein. In einigen Anordnungen bilden die Seitenwände eine im Wesentlichen zylindrische Form (d. h. eine zylindrische Form mit einer Umfangswand, die um den Entformungswinkel 110 in Bezug auf die Einlassfläche oder Auslassfläche senkrecht abgewinkelt ist). Der Entformungswinkel 110 der Seitenwände des Gehäusekörpers 102 führt zu einem Filterfach 112, das an einem ersten Ende breiter ist (dem Ende, das dem Einlass 108 am nächsten liegt) und an einem zweiten Ende schmaler ist (dem Ende, das dem Auslass 104 am nächsten liegt). Wie unten beschrieben, beinhaltet ein Filterelement, das in dem Filterfach 112 eingebaut ist, eine passende Verjüngung (d. h. die Seitenwände des Filterelements sind abgewinkelt, um mit dem Entformungswinkel 110 übereinzustimmen), um die Filtrationsleistung des Filtrationssystems zu maximieren.
Unter Bezugnahme auf 2 wird eine perspektivische Ansicht eines Filtrationssystems 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Das Filterelement 200 ist ein gewickeltes zylindrisches Filterelement mit einer Einlassfläche 202 und einer Auslassfläche 204. Das Filterelement 200 enthält eine Einlassfläche 202, die über einen größeren Durchmesser als die Auslassfläche 204 verfügt. Das Filterelement 200 umfasst ein Filtermedium 206, das um einen zentralen Kern 208 gewickelt ist. Das Filtermedium 206 beinhaltet eine Mehrzahl von Strömungskanälen. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle der Filtermedien abwechselnd an der Einlassfläche 202 und der Auslassfläche 204 versiegelt. Luft, die gefiltert werden soll, strömt in die Einlassfläche 202, und gefilterte Luft tritt aus der Auslassfläche 204 aus. Wie weiter unten im Detail beschrieben, ist die Höhe des Einlass-Strömungskanals größer als die Höhe des Auslass-Strömungskanals, was dazu führt, dass die Einlassfläche 202 einen größeren Einlassdurchmesser aufweist als der Auslassdurchmesser der Auslassfläche 204. Demgemäß weist das Filterelement 200 eine Seitenwand (z. B. die Umfangswand) auf, die einen Entformungswinkel 210 aufweist (d. h. die Seitenwand ist in Bezug auf die Einlassfläche 202 und die Auslassfläche 204 in nicht-senkrechten Winkeln abgewinkelt, was zu einer sich verjüngenden / konischen Form des Filterelements führt). In einigen Anordnungen ist der Entformungswinkel 210 derselbe wie der Entformungswinkel 110 des Filtergehäuses 100. In einigen Anordnungen beträgt der Durchmesser der Einlassfläche 202 254 mm und der Durchmesser der Auslassfläche 204 227 mm.
Unter Bezugnahme auf 3A ist eine Ansicht des Filtermediums 206 in einem ungewickelten und ungeschichteten Zustand gezeigt. Wie oben erörtert, enthält das Filtermedium 206 eine Mehrzahl von Strömungskanälen 302. Jeder der Strömungskanäle ist auf gegenüberliegenden Seiten des Filtermediums 206 als unmittelbar benachbarte Strömungskanäle geöffnet und geschlossen. Jeder der Strömungskanäle 302 weist eine Einlasshöhe 304 eines Einlasses, der zu filternde Luft aufnimmt, und eine Auslasshöhe 306 eines Auslasses auf. In diesem Zusammenhang beziehen sich die jeweiligen Höhen auf einen Abstand von dem untersten Punkt des „v“ im Querschnitt des Strömungskanals (an dem jeweiligen Einlass oder Auslass) zu dem obersten Punkt des gleichen „v“ entlang einer Achse, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums 206 in der allgemeinen Richtung der Biegelinien des Filtermediums 206 verläuft. Dies ist (in Bezug auf die Einlasshöhe 304) in 3 dargestellt.
Die Einlasshöhe 304 ist größer als die Auslasshöhe 306. Dementsprechend weist der resultierende Filtermedienblock eine größere Einlassfläche als die Auslassfläche auf, wenn das Filtermedium 206 gewickelt ist (wie z. B. in 2 gezeigt) oder geschichtet ist (wie z. B. in 4 gezeigt). Die Höhendifferenz wird gebildet, indem eine tiefere tetraedrische Form (oder tiefere Riffelungen in dem Medium) in Richtung des Einlassrandes des Filtermediums 206 gebildet wird als in Richtung der Auslassrandes des Filtermediums 206. In einigen Anordnungen beträgt die Einlasshöhe 304 2,80 mm und die Auslasshöhe 2,50 mm. Die größere Einlasshöhe 304 dient dazu, die Drosselung zu verringern und die Staubbelastungseigenschaften (d. h. die Filterleistung) auf ähnliche Weise zu verbessern, wie eine aufgefächerte Falte in einem zylindrischen Filterelement eine erhöhte Leistung zeigt als die gleichen Filtermedien, die in einem Block oder einer Platte angeordnet sind.
In einigen Anordnungen umfassen die Strömungskanäle 302 tetraedrische Strömungskanäle, wie jene, die im US-Patent Nr. 8.397.920 beschrieben sind, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen ist. In derartigen Anordnungen beinhaltet das Filtermedium 206 eine Mehrzahl von tetraedrischen Einlass-Strömungskanälen und eine Mehrzahl von tetraedrischen Auslass-Strömungskanälen. Die Einlass-Tetraeder werden in einem zentralen Abschnitt des Filtermaterials zusammengeführt, wodurch axiale Querluftströmung zwischen den Einlass-Tetraeder-Kanälen ermöglicht wird, bevor die Luft durch die Filtermedien strömt. Solch eine Anordnung stellt zusätzliche Staubbeladung auf der stromaufwärtigen Seite des Mediums bereit, was die Filterkapazität erhöht. Unter Bezugnahme auf 7 und wie unten ausführlicher beschrieben, können die tetraedrischen Strömungskanäle asymmetrisch ausgebildet sein, um die Höhendifferenz zwischen den Einlass- und Auslasskanälen zu erzeugen. Spezifische Anordnungen solcher tetraedrischen Filtermedien sind in US Patent-Nr. 8,397,920 beschrieben. In einer alternativen Anordnung, weisen die Kanälen 302 Rillen auf, die an den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Enden abwechselnd versiegelt sind.
Wieder Bezug nehmend auf 2 hat, wenn das Filtermedium 206 um den zentralen Kern gewickelt ist, die Einlassfläche 202 einen größeren Oberflächenbereich als die Auslassfläche 204. Die sich verjüngende Seitenwand des Filterelements 200 richtet sich an den sich verjüngenden Seitenwänden des Gehäusekörpers 102 aus, so dass das Filterelement 200 nur in einer Orientierung eingesetzt werden kann. Demgemäß dienen die sich anpassenden Verjüngungen des Filterelements 200 und des Gehäusekörpers 102 als ein Motorintegritätsschutzmerkmal, indem sichergestellt wird, dass das Filterelement 200 in den Gehäusekörper 102 in der richtigen Orientierung eingeführt wird und indem sichergestellt wird, dass nur zugelassene Filterelemente mit der geeigneten Verjüngung in den Gehäusekörper 102 passen können. Die sich verjüngende Seitenwand des Filterelements 200 ermöglicht auch, dass eine radiale Dichtung um den Umfang des Filtermedienpakets ohne ein zusätzliches Verlängerungs- oder Rahmenglied positioniert wird, um die Dichtung zu stützen. In einigen Anordnungen kann eine ausreichend dehnbare flache Lage verwendet werden, um den Prozess des Webens des Filtermediums 206 um den zentralen Kern herum zu unterstützen, um ein Einreißen oder Faltenbildung bei der Einlassfläche 202 oder der Auslassfläche 204 zu verhindern.
Obwohl das Filterelement 200 von 2 ein gewickeltes zylindrisches Filterelement ist, kann das Filtermedium 206 auch verwendet werden, um nicht zylindrische gewickelte Filterelemente (z. B. Rechteck, Oval, Polyeder usw.) zu erzeugen. Bei weiteren Anordnungen ist das Filtermedium 206 geschichtet, um nicht gewickelte (z. B. rechteckige, quadratische, dreieckige usw.) Filterelemente zu bilden, die eine Einlassfläche besitzen, die größer ist als die Auslassfläche. Eine solche Anordnung ist in 4 gezeigt, die ein Filtermedienpaket (z. B. ein Filterelement) 400 zeigt. Das Filtermedienpaket 400 umfasst das geschichtete Filtermedium 206. Wie in 4 gezeigt, weist das Filtermedienpaket 400 eine rechteckige Einlassfläche 402 und eine rechteckige Auslassfläche 404 auf. Da die Einlasshöhe 304 des Filtermediums 206 größer als die Auslasshöhe 306 ist, ist die Einlassbreite 412 des Filtermedienpakets 400 größer als die Auslassbreite 414. In einigen Anordnungen beträgt die Differenz zwischen der Einlassbreite 412 und der Auslassbreite 414 3 mm pro zehn Schichten des Filtermediums 206. Bei solchen Anordnungen kann ein zehnschichtiges Filtermedienpaket 400 eine Einlassbreite 412 von 28 mm und eine Auslassbreite 414 von 25 mm aufweisen. In einigen Anordnungen hat das Filtermedienpaket 400 ein Polyeder als Gesamtform.
Bezugnehmend auf 5 zeigt eine Grafik 500 die Wirkung eines vergrößerten Flächenbereichs eines Filterelements auf die Drosselung des Filterelements. Die Grafik 500 vergleicht den Strom pro Flächenbereich (in CFM/Zoll²) eines Filterelements mit der Drosselung (in Zoll einer H₂O-Säule). Wie in der Grafik gezeigt, kann eine 10 %-ige Zunahme des Einlassflächenbereich zu einer nahezu 8 %-igen Verringerung der Drosselung führen.
Das oben beschriebene Filterelement 200 und das Filtermedienpaket 400 weisen einen größeren Einlass-Strömungsflächenbereich als Auslass-Strömungsflächenbereich auf. Die Unterschiede zwischen dem Einlass-Strömungsflächenbereich und dem Auslass-Strömungsflächenbereich werden durch die variierende Kanalhöhe des Filtermediums 206 verursacht. Der größere Einlass-Strömungsflächenbereich verringert die Drosselung des Filterelements 200 und des Filtermedienpakets 400 und verbessert die Staubbelastungscharakteristik, indem eine ähnliche Wirkung wie das Auffächern der Falten von Filtermedien erzeugt wird. Zusätzlich maximieren das Filterelement 200 und das Filtermedienpaket 400 die Verwendung der Filterkammern, die durch Filtergehäusewände gebildet werden, die durch den Spritzgussprozess hervorgerufene Entformungswinkel aufweisen.
Bezugnehmend auf 6A ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets 600 mit einer flachen planaren Strömungsfläche, die aus einem Filtermedium 606 besteht, gezeigt. Wie in 6A gezeigt, weist das Filtermedienpaket 600 eine rechteckige Einlassfläche 602, eine rechteckige Auslassfläche 604, versiegelte Seitenwände 608 und das Filtermedium 606 auf. Das Filtermedium 606 ist ähnlich dem Filtermedium 206. Ein Unterschied besteht darin, dass die Auslasskanäle des Filtermediums 606 „w“-förmig anstelle von „v“-förmig ausgebildet sind. In einigen Anordnungen ist das Filtermedium 606 des Filtermedienpakets das Filtermedium 206. Wie in 6A gezeigt, umfasst das Filtermedienpaket 600 ein Filtermedium 606, das in einer Weise geschichtet ist, dass eine im Wesentlichen flache planare Oberfläche an sowohl der rechteckigen Einlassfläche 602 als auch der rechteckigen Auslassfläche 604 erzeugt wird. Da die Einlasshöhe des Filtermediums 606 größer als die Auslasshöhe ist, ist die Einlassbreite der Einlassfläche 602 größer als die Auslassbreite der Auslassfläche 604. In einigen Anordnungen beträgt die Differenz zwischen der Einlassbreite der Einlassfläche 602 und der Auslassbreite der Auslassfläche 604 3 mm pro zehn Schichten des Filtermediums 606. Bei solchen Anordnungen kann ein zehnschichtiges Filtermedienpaket 600 eine Einlassbreite der Einlassfläche 602 von 28 mm und eine Auslassbreite der Auslassfläche 604 von 25 mm aufweisen. In einigen Anordnungen weist das Filterelement 600 eine polyedrische Gesamtform auf. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle des Filtermediums 606 abwechselnd an der Einlassfläche 602 und der Auslassfläche 604 versiegelt.
Das Filtermedienpaket 600 umfasst versiegelte Seitenwände 608 (z. B. die zwei rechteckigen Wände), die jeweils einen Entformungswinkel 610 aufweisen (d. h. die Seitenwand ist in Bezug auf die Einlassfläche 602 und die Auslassfläche 604 in im Wesentlichen nicht-senkrechten Winkeln abgewinkelt, was zu einer sich verjüngenden Form des Filtermedienpakets 600 führt). Wie detaillierter in 6B gezeigt, können die Seitenwände 608 des Filtermedienpakets 600 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder können in Bezug auf die Einlassfläche 602 und die Auslassfläche 604 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein. In einigen Anordnungen ist der Entformungswinkel 610 derselbe wie der Entformungswinkel 110 des Filtergehäuses 100, um eine optimierte Passung in das Filtergehäuse 100 mit den sich verjüngenden Seitenwänden bereitzustellen. Die Oberseite und die Unterseite des Filtermedienpakets 600 können im Wesentlichen parallel zueinander sein oder können in Bezug auf die Einlassfläche 602 und die Auslassfläche 604 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein.
Bezugnehmend auf 6C ist eine Darstellung eines abgewinkelten Querschnitts des Filtermedienpakets 600 aus 6A gezeigt. Jeder der Strömungskanäle des Filtermediums 606 hat eine Einlasshöhe eines Einlasses, der zu filternde Luft aufnimmt, und eine Auslasshöhe eines Auslasses. In diesem Zusammenhang beziehen sich die jeweiligen Einlasshöhen auf einen Abstand von dem untersten Punkt des „v“ im Querschnitt des Strömungskanals (an dem jeweiligen Einlass) zu dem obersten Punkt des gleichen „v“ entlang einer Achse, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums 606 in der allgemeinen Richtung der Biegelinien des Filtermediums 606 verläuft. Die jeweiligen Austrittshöhen beziehen sich auf einen Abstand von dem untersten Punkt des „w“ im Querschnitt des Strömungskanals (am jeweiligen Auslass) zu dem obersten Punkt des gleichen „w“ entlang einer Achse, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums 606 in der allgemeinen Richtung der Biegelinien des Filtermediums 606 verläuft.
Bezugnehmend auf 6D wird eine hintere Ansicht der Auslassfläche 604 des Filtermedienpakets 600 aus 6A gezeigt. In einigen Anordnungen kann das Filtermedium 606 geschichtet sein, um koaxiale gewölbte oder zylindrische Strömungsflächen zu bilden. Bei diesen Anordnungen wird die Drosselung der Strömung verringert, wenn das Filtermedienpaket 600 in bestimmten Gehäusekörpern installiert wird.
Unter Bezugnahme auf 7 ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines geschichteten Filtermedienpakets 700 mit einer flachen planaren Strömungsfläche gezeigt, die ein Filtermedium 706 umfasst. Wie in 7 gezeigt, weist das Filtermedienpaket 700 eine rechteckige Einlassfläche 702, eine rechteckige Auslassfläche 704, versiegelte Seitenwände 708 und das Filtermedium 706 auf. Das Filtermedienpaket 700 umfasst das Filtermedium 706, das tetraedrische Strömungskanäle umfasst, die asymmetrisch ausgebildet sind, um die Höhendifferenz zwischen den Einlasskanälen 712 und den Auslasskanälen (nicht gezeigt) zu erzeugen. Das Filtermedium 706 ist in einer Weise geschichtet, die eine im Allgemeinen flache planare Oberfläche sowohl an der rechteckigen Einlassfläche 702 als auch an der rechteckigen Auslassfläche 704 erzeugt. Da die Einlasshöhe der Einlasskanäle 712 des Filtermediums 706 größer als die Auslasshöhe der Auslasskanäle des Filtermediums 706 ist, ist die Einlassbreite der Einlassfläche 702 des Filtermedienpakets 700 größer als die Auslassbreite der Auslassfläche 704. In einigen Anordnungen beträgt die Differenz zwischen der Einlassbreite der Einlassfläche 702 und der Auslassbreite der Auslassfläche 704 3 mm pro zehn Schichten des Filtermediums 706. Bei solchen Anordnungen, kann ein zehnschichtiges Filtermedienpaket 700 eine Einlassbreite der Einlassfläche 702 von 28 mm und eine Auslassbreite der Auslassfläche 704 von 25 mm aufweisen. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle des Filtermediums 706 abwechselnd an der Einlassfläche 702 und der Auslassfläche 704 versiegelt.
Das Filtermedienpaket 700 umfasst versiegelte Seitenwände 708 (z. B. die zwei rechteckigen Wände), die jeweils einen Entformungswinkel 710 aufweisen (d. h. die Seitenwand ist in Bezug auf die Einlassfläche 702 und die Auslassfläche 704 um im Wesentlichen nicht-senkrechte Winkel abgewinkelt, was zu einer sich verjüngenden Form des Filtermedienpakets 700 führt). Die versiegelten Seitenwände 708 des Filtermedienpakets 700 können im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder können in Bezug auf die Einlassfläche 702 und der Auslassfläche 704 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein. In einigen Anordnungen ist der Entformungswinkel 710 derselbe wie der Entformungswinkel 110 des Filtergehäuses 100, um eine optimierte Passung in das Filtergehäuse 100 mit den sich verjüngenden Seitenwänden bereitzustellen. Die Oberseite und die Unterseite des Filtermedienpakets 700 können im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder können in Bezug auf die Einlassfläche 702 und die Auslassfläche 704 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein.
Unter Bezugnahme auf 8A ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines Filtermedienpakets 800 mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen gezeigt, die aus einem Filtermedium 806 bestehen. Ein Unterschied zwischen dem Filtermedienpaket 800 und dem Filtermedienpaket 600 besteht darin, dass die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 nicht parallel zueinander sind, sondern im Wesentlichen koaxial zueinander sind. Das Filtermedium 806 ist im Wesentlichen ähnlich dem Filtermedium 606. Ein Unterschied aufgrund der koaxialen zylindrischen Strömungsfläche besteht darin, dass die Auslasshöhe der „w“-förmigen Auslassfläche 804 niedriger als in dem Filtermedium 606 ist. Wie in 8A gezeigt, weist das Filtermedienpaket 800 eine im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802, eine im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804, versiegelte Seitenwände 808 und das Filtermedium 806 auf. Da die Einlasshöhe des Filtermediums 806 größer als die Auslasshöhe ist, ist die Einlassbreite der Einlassfläche 802 größer als die Auslassbreite der Auslassfläche 804. Wie in 8A gezeigt, weisen die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 einen Flächenkrümmungswinkel 815 auf. Während die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 nicht parallel zueinander sind, können einzelne Öffnungen in den Einlasskanälen 812 und Auslasskanälen 814 (nicht gezeigt) parallel (oder im Wesentlichen parallel) zueinander sein und Oberflächen einer allgemein zylindrischen Strömungsfläche darstellen. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle des Filtermediums 806 abwechselnd an der Einlassfläche 802 und der Auslassfläche 804 versiegelt.
Das Filtermedienpaket 800 umfasst versiegelte Seitenwände 808 (z. B. die beiden im Wesentlichen rechteckigen Wände), die jeweils einen Entformungswinkel 810 aufweisen (d. h. die Seitenwand ist in Bezug auf die Einlassfläche 802 und die Auslassfläche 804 um im Wesentlichen nicht-senkrechte Winkel abgewinkelt, was zu einer sich verjüngenden Form des Filtermedienpakets 800 führt). Die versiegelten Seitenwände 808 des Filtermedienpakets 800 können im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder können in Bezug auf die Einlassfläche 802 und die Auslassfläche 804 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein. In einigen Anordnungen ist der Entformungswinkel 810 derselbe wie der Entformungswinkel 110 des Filtergehäuses 100, um eine optimierte Passung in das Filtergehäuse 100 mit den sich verjüngenden Seitenwänden bereitzustellen. Die Oberseite und die Unterseite des Filtermedienpakets 800 können im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder können in Bezug auf die Einlassfläche 802 und die Auslassfläche 804 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein.
Bezugnehmend auf 8B ist eine Darstellung eines abgewinkelten Querschnitts des Filtermedienpakets 800 aus 8A gezeigt. Jeder der Strömungskanäle des Filtermediums 806 weist eine Einlasshöhe eines Einlasses, der zu filternde Luft aufnimmt, und eine Auslasshöhe eines Auslasses auf. In diesem Zusammenhang beziehen sich die jeweiligen Einlasshöhen auf einen Abstand von dem untersten Punkt des „v“ im Querschnitt des Strömungskanals (an dem jeweiligen Einlass) zu dem obersten Punkt des gleichen „v“ entlang einer Achse, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums 806 in der allgemeinen Richtung der Biegelinien des Filtermediums 806 verläuft. Die jeweiligen Austrittshöhen beziehen sich auf einen Abstand von dem untersten Punkt des „w“ im Querschnitt des Strömungskanals (am jeweiligen Auslass) zu dem obersten Punkt des gleichen „w“ entlang einer Achse, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums 806 in der allgemeinen Richtung der Biegelinien des Filtermediums 806 verläuft. Während die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 nicht parallel zueinander sind, können einzelne Öffnungen in den Einlasskanälen 812 und Auslasskanälen (nicht gezeigt) parallel (oder im Wesentlichen parallel) zueinander sein und Oberflächen einer allgemein zylindrischen Strömungsfläche darstellen.
Bezugnehmend auf 8C ist eine Vorderansicht einer Einlassfläche 802 mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen des geschichteten Filtermedienpakets 800 aus 8A gezeigt. Unter Bezugnahme auf 8D ist eine hintere Ansicht einer Auslassfläche 804 mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen des geschichteten Filtermedienpakets 800 aus 8A gezeigt. Während die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 (nicht gezeigt) und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 nicht parallel zueinander sind, können einzelne Öffnungen in den Einlasskanälen 812 (nicht gezeigt) und Auslasskanälen 814 parallel (oder im Wesentlichen parallel) zueinander sein und Oberflächen einer allgemein zylindrischen Strömungsfläche darstellen.
Unter Bezugnahme auf 9A ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines Filtermedienpakets 900 mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen gezeigt, die aus dem Filtermedium 806 bestehen. Das Filtermedienpaket 900 ist ähnlich dem Filtermedienpaket 800. Ein Unterschied zwischen dem Filtermedienpaket 900 und dem Filtermedienpaket 800 besteht in dem Fehlen von Seitenwänden auf dem Filtermedienpaket. Dementsprechend wird die gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten im Filtersystem 900 und dem Filtersystem 800 zu benennen. Wie in 9A gezeigt, weist das Filtermedienpaket 900 eine im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802, eine im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 und das Filtermedium 806 auf. Die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 weisen einen Flächenkrümmungswinkel 815 auf. Während die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 nicht parallel zueinander sind, können einzelne Öffnungen in den Einlasskanälen 812 und Auslasskanälen 814 (nicht gezeigt) parallel (oder im Wesentlichen parallel) zueinander sein und Oberflächen einer allgemein zylindrischen Strömungsfläche darstellen. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle des Filtermediums 806 abwechselnd an der Einlassfläche 802 und der Auslassfläche 804 versiegelt.
Das Filtermedienpaket 900 enthält keine Seitenwände. Das Ende der Strömungskanäle ist jedoch im Wesentlichen planar und bildet einen Entformungswinkel 810 (d. h. das Ende der Strömungskanäle ist in Bezug auf die Einlassfläche 802 und die Auslassfläche 804 um im Wesentlichen nicht-senkrechte Winkel abgewinkelt, was zu einer sich verjüngenden Form des Filtermedienpakets 900 führt). Die Seiten des Filtermedienpakets 900 können im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder können in Bezug auf die Einlassfläche 802 und die Auslassfläche 804 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein. In einigen Anordnungen ist der Entformungswinkel 810 derselbe wie der Entformungswinkel 110 des Filtergehäuses 100, um eine optimierte Passung in das Filtergehäuse 100 mit den sich verjüngenden Seitenwänden bereitzustellen. Die Oberseite und die Unterseite des Filtermedienpakets 900 können im Wesentlichen parallel zueinander sein oder können in Bezug auf die Einlassfläche 802 und die Auslassfläche 804 um nicht-senkrechte Winkel leicht verjüngt sein.
Unter Bezugnahme auf 9B ist eine Vorderansicht einer Einlassfläche 802 mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen des geschichteten Filtermedienpakets 900 aus 9A gezeigt. Unter Bezugnahme auf 9C ist eine hintere Ansicht einer Auslassfläche 804 mit koaxialen, zylindrischen Strömungsflächen des geschichteten Filtermedienpakets 900 aus 9A gezeigt. Während die im Wesentlichen rechteckige Einlassfläche 802 (nicht gezeigt) und die im Wesentlichen rechteckige Auslassfläche 804 nicht parallel zueinander sind, können einzelne Öffnungen in den Einlasskanälen 812 (nicht gezeigt) und Auslasskanälen 814 parallel (oder im Wesentlichen parallel) zueinander sein und Oberflächen einer allgemein zylindrischen Strömungsfläche darstellen. In 9D ist eine Seitenansicht des geschichteten Filtermedienpakets 900 aus 9A gezeigt.
Bezugnehmend auf 10A ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform, eine perspektivische Ansicht eines einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1000 gezeigt, die aus dem Filtermedium 1006 bestehen. Das einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1000 beinhaltet eine Einlassfläche 1002 und eine Auslassfläche 1004. Das resultierende einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1000 weist eine größere Einlassfläche 1002 als die Auslassfläche 1004 auf. Die Höhendifferenz wird gebildet, indem eine tiefere tetraedrische Form (oder tiefere Riffelungen in dem Medium) in Richtung des Einlassrandes des Filtermediums 1006 gebildet wird als in Richtung der Auslassrandes des Filtermediums 1006. Das Filtermedium 1006 beinhaltet eine Mehrzahl von tetraedrischen Einlass-Strömungskanälen 1012 und eine Mehrzahl von tetraedrischen Auslass-Strömungskanälen 1014 (nicht gezeigt), wie jene, die im US-Patent Nr. 8.397.920 beschrieben sind, das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen ist. Wie in 10A gezeigt, weist das Filtermedium 1006 eine angeschnittene tetraedrische Form auf der Auslassfläche 1004 auf. Das einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1000 ist in einem im Wesentlichen schiefen Winkel zu den Strömungsflächen geschnitten. In einigen Anordnungen ist das einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1000 im Wesentlichen flach. In diesen Anordnungen kann die flache Schicht geprägt sein. In anderen Anordnungen ist das einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1000 gefaltet oder gekrümmt, um eine verbesserte Strömung an den unteren Rändern zwischen dem Paar Filtermedien-Lagen 1000 bereitzustellen.
Bezugnehmend auf 10B ist eine Darstellung der Strömung entlang eines Querschnitts des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1000 aus 10A gezeigt. Durchgezogene Pfeile stellen den Strömungsweg durch die tetraedrische gefaltete Lage dar, und gestrichelte Pfeile zeigen die Strömung nach Durchströmen der Lage zu den tetraedrischen Seitenkanälen (nicht gezeigt) an. Luft, die gefiltert werden soll, strömt in die Einlassfläche 1002 und durch die tetraedrischen Einlass-Strömungskanäle 1012. Die tetraedrischen Einlass-Strömungskanäle 1012 werden in einem zentralen Abschnitt des Filtermaterials zusammengeführt, wodurch axiale Querströmungen von Luft zwischen den tetraedrischen Einlass-Strömungskanälen 1012 ermöglicht werden, bevor die Luft durch das Filtermedium 1006 strömt. Solch eine Anordnung stellt zusätzliche Staubbeladung auf der stromaufwärtigen Seite des Mediums bereit, was die Filterkapazität erhöht. Die Luft strömt dann durch die tetraedrischen Auslass-Strömungskanäle 1014 und aus der Auslassfläche 1004 heraus. Die Höhe des tetraedrischen Einlass-Strömungskanals 1012 ist größer ist als die Höhe des tetraedrischen Auslass-Strömungskanals 1014, was dazu führt, dass die Einlassfläche 1002 einen Einlassdurchmesser hat, der größer ist als der Auslassdurchmesser der Auslassfläche 1004. Es versteht sich, dass die Biegung der unteren Schicht 1008 des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1000 eine geringere Strömungsdrosselung zwischen den Rändern des einschichtigen Paares ermöglicht. In einigen Anordnungen kann die Strömung in entgegengesetzten Richtungen sein, so dass Luft in die Auslassfläche 1004 und aus der Einlassfläche 1002 strömt. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle des Filtermediums 1006 abwechselnd an der Einlassfläche 1002 und der Auslassfläche 1004 versiegelt.
Bezugnehmend auf 10C ist eine Vorderansicht einer Einlassfläche 1002 des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1000 aus 10A gezeigt. Unter Bezugnahme auf 10D ist eine hintere Ansicht einer Auslassfläche 1004 des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1000 aus 10A gezeigt. Das Filtermedium 1006 weist eine angeschnittene tetraedrische Form der Auslassfläche 1004 der tetraedrischen Auslass-Strömungskanäle 1014 auf.
10E zeigt eine Draufsicht einer Darstellung einer Strömung entlang eines einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1050. Das einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1050 ist ähnlich dem einschichtigen Paar Filtermedien-Lagen 1000. Ein Unterschied zwischen dem einschichtigen Paar Filtermedien-Lagen 1050 und dem einschichtigen Paar Filtermedien-Lagen 1000 besteht darin, dass das einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1050 auf beiden Seiten in Bezug auf die Einlassfläche 1002 und die Auslassfläche 1004 um nicht-senkrechte Winkel beschnitten oder verjüngt ist. Diese Verjüngung des einschichtigen Paares Filtermedien-Lagen 1050 erleichtert die Anpassung an ein gegossenes Gehäuse, das mit Entformungswinkeln 1010 (in 10E werden nur zwei Seiten gezeigt) auf allen vier Seiten geformt ist. Es versteht sich, dass dies das Einpassen von mehr Filtermedien 1006 in ein Gehäuse und daher eine größere Kapazität zum Auffangen von Verunreinigungen ermöglicht. In einigen Anordnungen sind die Strömungskanäle des Filtermediums 1006 abwechselnd an der Einlassfläche 1002 und der Auslassfläche 1004 versiegelt.
Wie in 10E gezeigt, stellen die durchgezogenen Pfeile den Strömungsweg durch die tetraedrische gefaltete Lage dar, und gestrichelte Pfeile zeigen die Strömung nach Durchfließen der Lage zu den tetraedrischen Seitenkanälen (nicht gezeigt) an. Luft, die gefiltert werden soll, strömt in die Einlassfläche 1002 und durch die tetraedrischen Einlass-Strömungskanäle 1012. Die tetraedrischen Einlass-Strömungskanäle 1012 werden in einem zentralen Abschnitt des Filtermaterials zusammengeführt, wodurch axiale Querströmungen von Luft zwischen den tetraedrischen Einlass-Strömungskanälen 1012 ermöglicht werden, bevor die Luft durch das Filtermedium 1006 strömt. Solch eine Anordnung stellt zusätzliche Staubbeladung auf der stromaufwärtigen Seite des Mediums bereit, was die Filterkapazität erhöht. Die Luft strömt dann durch die tetraedrischen Auslass-Strömungskanäle 1014 und aus der Auslassfläche 1004 heraus. Die Höhe des tetraedrischen Einlass-Strömungskanals 1012 ist größer ist als die Höhe des tetraedrischen Auslass-Strömungskanals 1014, was dazu führt, dass die Einlassfläche 1002 einen Einlassdurchmesser hat, der größer ist als der Auslassdurchmesser der Auslassfläche 1004. In einigen Anordnungen kann die Strömung umgekehrt sein. In anderen Anordnungen kann ein rechteckiges Tetraeder verwendet werden, so dass einer der gefalteten Ränder des einschichtigen Paares Filtermedien-Lagen 1050 unter Verwendung einer dichteren (z. B. kleineren) Falzneigung gebildet wird. Bei diesen Anordnungen ist die Biegung des einschichtigen Paares von Filtermedien-Lagen 1050 ähnlich der Biegung einer Ziehharmonika. Das resultierende einschichtige Paar Filtermedien-Lagen 1050 hat immer noch eine größere Einlassfläche 1002 als die Auslassfläche 1004 und hat sich auf allen Seiten verjüngt.
Es sollte beachtet werden, dass der hierin verwendete Begriff „beispielhaft“ zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen anzeigen soll, dass derartige Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein derartiger Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass derartige Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Wie hierin verwendet, sollen der Begriff „im Wesentlichen“ und ähnliche Begriffe eine weitreichende Bedeutung haben im Einklang mit der gebräuchlichen und akzeptierten Verwendung durch den Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich der Gegenstand dieser Offenbarung bezieht. Es ist für Fachleute, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich, dass diese Begriffe eine Beschreibung bestimmter beschriebener und beanspruchter Merkmale zulassen sollen, ohne den Umfang dieser Merkmale auf die bereitgestellten, genauen numerischen Bereiche einzuschränken. Demgemäß sollen diese Begriffe so ausgelegt werden, dass sie angeben, dass unwesentliche oder unbedeutende Modifikationen oder Abänderungen an dem beschriebenen und beanspruchten Gegenstand (z. B. innerhalb von plus oder minus fünf Prozent eines angegebenen Winkels oder eines anderen Wertes) als innerhalb des Umfangs der Erfindung liegend betrachtet werden, wie in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Der Begriff „ungefähr“ bedeutet in Bezug auf die Werte plus oder minus fünf Prozent des zugehörigen Wertes.
Bezugnahmen hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „Ober-“, „Unter-“, „oben“, „unten“ usw.) beschreiben lediglich die Ausrichtung der unterschiedlichen Elemente in den Figuren. Es sollte beachtet werden, dass die Ausrichtung verschiedener Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann und die vorliegende Offenbarung derartige Varianten umfasst.
Der hierin verwendete Begriff „verbunden“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Darüber hinaus können Merkmale aus bestimmten Ausführungsformen mit Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden, was dem Fachmann klar sein dürfte. Weitere Ersetzungen, Abwandlungen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls bezüglich der Konstruktion, der Betriebsbedingungen und der Anordnung der diversen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62361922 [0001]
US 8397920 [0012, 0030]

Claims

Filterelement, umfassend: Filtermedien mit mehreren Strömungskanälen, wobei jeder der mehreren Strömungskanäle einen Einlass mit einer Einlasshöhe und einen Auslass mit einer Auslasshöhe umfasst, wobei die Einlasshöhe größer als die Auslasshöhe ist, wobei die Filtermedien eine Einlassfläche mit einem Einlassflächenbereich und eine Auslassfläche mit einem Auslassflächenbereich definieren, wobei die Einlassfläche dazu gestaltet ist, zu filternde Luft aufzunehmen, wobei die Auslassfläche dazu gestaltet ist, gefilterte Luft auszugeben, wobei der Einlassflächenbereich größer ist als der Auslassflächenbereich.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die mehreren Strömungskanäle Rillen umfassen, die abwechselnd an einem stromaufwärtigen Ende und einem stromabwärtigen Ende versiegelt sind.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die mehreren Strömungskanäle tetraedrische Strömungskanäle umfassen.
Filterelement nach Anspruch 3, wobei die mehreren Strömungskanälen, die tetraedrische Strömungskanäle umfassen, asymmetrisch geformt sind.
Filterelement nach Anspruch 3, wobei der Umstand, dass die Einlasshöhe größer als die Auslasshöhe ist, dadurch zustande kommt, dass die tetraedrischen Strömungskanäle eine tiefere Tetraederform in Richtung einer Randes der Einlassfläche als eines Randes der Auslassfläche aufweisen.
Filterelement nach Anspruch 1, das ferner einen Kern umfasst, wobei die Filtermedien um den Kern gewickelt sind.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die Filtermedien geschichtet sind, um eine polyedrische Form zu bilden.
Filterelement nach Anspruch 1, ferner eine Seitenwand umfassend, die durch die Filtermedien gebildet ist, wobei die Seitenwand in Bezug auf die Einlassfläche in einem nicht-senkrechten Winkel abgewinkelt ist.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die mehreren Strömungskanäle abwechselnd an dem Einlass und dem Auslass versiegelt sind.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Einlass ein im Wesentlichen v-förmiger Einlass ist, wobei die Einlasshöhe der Abstand von einem unteren Ende des v-förmigen Einlasses zu einem oberen Ende des v-förmigen Einlasses entlang einer Achse ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums verläuft.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Auslass ein im Wesentlichen w-förmiger Auslass ist, wobei die Auslasshöhe der Abstand von einem unteren Ende des w-förmigen Auslasses zu einem oberen Ende des w-förmigen Einlasses entlang einer Achse ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer longitudinalen Länge des Filtermediums verläuft.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei der Einlassflächenbereich im Wesentlichen rechteckig ist und der Auslassflächenbereich im Wesentlichen rechteckig ist.
Filterelement nach Anspruch 11, wobei der im Wesentlichen rechteckige Einlassflächenbereich im Wesentlichen koaxial zu dem im Wesentlichen rechteckigen Auslassflächenbereich ist.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei das Filtermedium ein einschichtiges Paar mit einer abgeschnittenen tetraedrischen Form an der Auslassfläche ist.
Filterelement nach Anspruch 14, wobei das Filtermedium in einem im Wesentlichen schiefen Winkel relativ zu der Einlassfläche geschnitten ist.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei das Filtermedium im Wesentlichen flach ist.
Filtersystem, umfassend: einen Gehäusekörper, wobei der Gehäusekörper aufweist: einen Gehäuseauslass, einen Gehäuseeinlass und eine Gehäuseseitenwand, wobei sich die Gehäuseseitenwand in Bezug auf die Gehäuse-Einlassfläche und den Gehäuseauslass um einen nicht-senkrechten Gehäuse-Entformungswinkel verjüngt, wobei der Gehäuse-Entformungswinkel von der Gehäuseseitenwand eine Filterkammer bildet; und ein Filterelement, das in der Filterkammer angeordnet ist, wobei das Filterelement Folgendes umfasst: Filtermedien mit mehreren Strömungskanälen, wobei jeder der mehreren Strömungskanäle einen Einlass mit einer Einlasshöhe und einen Auslass mit einer Auslasshöhe umfasst, wobei die Einlasshöhe größer als die Auslasshöhe ist, wobei die Filtermedien eine Einlassfläche mit einem Einlassflächenbereich und eine Auslassfläche mit einem Auslassflächenbereich definieren, wobei die Einlassfläche dazu gestaltet ist, zu filternde Luft aufzunehmen, und wobei die Auslassfläche dazu gestaltet ist, gefilterte Luft auszugeben, und wobei der Einlassflächenbereich größer als der Auslassflächenbereich ist.
Filtersystem nach Anspruch 17, wobei die mehreren Strömungskanäle tetraedrische Strömungskanäle umfassen.
Filtersystem nach Anspruch 17, wobei das Filterelement ferner eine Filterelement-Seitenwand umfasst, die durch die Filtermedien gebildet wird, wobei sich die Filterelement-Seitenwand mit Bezug auf die Eintrittsfläche und die Austrittsfläche um einen nicht-senkrechten Filterelement-Entformungswinkel verjüngt, wobei der Filterelement-Entformungswinkel mit Bezug auf die Einlassfläche um einen nicht-senkrechten Winkel und im Wesentlichen ähnlich dem Gehäuse-Entformungswinkel abgewinkelt ist.
Filtersystem nach Anspruch 17, wobei die Filtermedien ein einschichtiges Paar mit einer angeschnittenen tetraedrischen Form an der Auslassfläche sind.