KR100630425B1 - 핸들을 구비한 필터부재 - Google Patents

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요셉 씨. 토카
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도날드슨 캄파니 인코포레이티드
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Abstract

필터장치는 직렬 통과 흐름으로 구성된 필터부재와, 이 필터부재에 고정된 핸들부재를 포함한다. 통상적인 필터부재는 복수 개의 플루트로 구성되며, 플루트 중 선택된 하나는 상류부분이 개방되고 하류부분은 밀폐되며, 플루트 중 선택된 하나는 상류부분이 밀폐되고 하류부분은 개방되어 있다. 일 실시예에 있어서, 핸들부재는 중앙 코어 부재에 고정되어 있다. 일부 실시예에 있어서, 핸들부재와 중앙 코어 부재는 단일 모울드 구조이다. 핸들부재는 길다란 슬롯과 같은 단일 개구, 또는 복수 개의 개구로 구성될 수 있다. 직렬 통과 흐름 필터부재를 갖는 시스템 보수 방법은 필터부재에 고정된 핸들을 잡고, 시스템에서 필터부재를 제거하기 위해 핸들을 잡아 당긴다.

Description

핸들을 구비한 필터부재{FILTER ELEMENT HAVING A HANDLE}
본 발명은 기체 또는 액체와 같은 유체를 여과하는 필터부재 구조에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 핸들을 구비한 필터부재에 관해 개시한다.
직렬 통과 흐름 필터부재는 이를 통과하는 유체를 정화하는 시스템에 사용되고 있다. 직렬 통과 흐름 필터부재는 통상적으로 입구면과, 이와 대향 배열된 출구면으로 구성되어 있다. 이 방법은, 유체가 필터부재로 유입시 특정의 일 방향으로 흐르고 출구면을 빠져 나갈 때 동일방향의 흐름을 갖는다. 통상적으로, 직렬 통과 흐름 필터부재는 다양한 종류의 덕트나 하우징에 설치된다. 일정 기간 사용후, 필터부재는 청소 또는 완전 교환 같은 보수가 요구된다. 필터부재를 보수하는 것이 어렵거나 불편한 경우, 사용자가 적절한 보수를 지체하여 시스템이 여과되는데 손상을 유발할 수 있다. 직렬 통과 흐름 필터부재에 대해 개선이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예는 필터부재를 개시한다. 특정 실행에 있어서, 필터장치는 필터부재와, 이 필터부재에 고정된 핸들부재를 포함한다. 이 필터부재는 직렬 통과 흐름으로 구성된다. 예컨대, 통상적인 필터부재는 대향하는 제1 및 제2 단부와 복수 개의 플루트(flute)를 갖고 있다. 각각의 플루트는 필터부재 제1 단 부에 인접한 단부 부분과, 필터부재 제2 단부에 인접한 제2 단부 부분을 갖고 있다. 인접한 플루트의 제1 단부 부분과 제2 단부 부분을 교대로 밀폐한다. 핸들부재는 통상적으로 사람 손에 의해 인가되는 파지력을 수용하도록 구성되고 배열되어 있다.
바람직하게는, 필터부재는, 플루트가 중앙 코어부재 둘레에 코일을 형성하도록 중앙 코어부재를 포함하고 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 핸들부재는 중앙 코어 부재에 고정되어 있다.
다른 실시예에 있어서, 시스템의 덕트에 설치된 필터부재를 구비하는 시스템을 개시한다. 필터부재는 직렬 통과 흐름으로 구성될 수 있다. 시스템을 보수하는 방법은 필터부재에 고정된 핸들을 파지하고, 시스템의 덕트로부터 필터부재를 제거하기 위해 핸들을 당기는 것을 포함한다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라, 필터부재의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 원리에 따라, 도 1에 도시한 필터부재에 사용가능한 필터부재 매체의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 원리에 따라, 도 1에 도시한 필터부재의 정면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 원리에 따라, 도 1의 필터부재에 장착된 시일 부재의 변형예를 확대 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 원리에 따라, 필터부재의 제2 실시예의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 원리에 따라, 도 1 및 도 3 내지 도 5의 필터부재를 사용 하는 시스템의 개략도이다.
A. 도 1 내지 도 5
도 1에 주목하면, 도 1은 필터 팩(filter pack) 또는 필터부재(10)의 일 실시예의 사시도이다. 바람직하게는, 필터부재(10)는 필터링 매체(12), 핸들부(14), 및 실링부(16)로 구성되어 있다. 필터링 매체(12)를 통과하는 예컨대, 공기와 같은 유체에서 미립자를 제거하도록 필터링 매체(12)가 구성되어 있다. 핸들부(14)는, 특히 보수 또는 교환시 필터부재(10)의 편리한 조작과 핸들링을 허용하도록 구성되는 것이 바람직하다. 실링부(16)는 필터링 매체(12)와 덕트의 내벽 사이의 밀봉을 형성하도록 구성되어 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 필터부재(10)는 직선 통과 흐름을 허용하도록 구성되어 있다. "직렬 통과 흐름(straight through flow)" 이라 함은, 유체가 필터부재(10)를 직접 통과하여 입구면으로 유입하고 대향 배치된 출구면으로 유출하며, 입구면으로 유입되는 유체 흐름의 방향은 출구면으로 유출되는 유체의 흐름과 동일 방향을 의미한다. 예컨대, 필터부재(10)는 제1 단부(20)와 대향 배치된 제2 단부(22)로 구성되어 있다. 일부 장치에 있어서, 제1 단부(20)는 상류면 또는 상류단부에 대응하는 반면, 제2 단부(22)는 하류면 또는 하류단부에 대응한다. 일부 장치에 있어서, 제1 단부(20)가 하류단부로, 제2 단부(22)가 상류단부가 될 수 있다. 직렬 통과 흐름은 기체가 제1 단부(20)로 유입되고 제2 단부(22)로 유출되어, 제1 단부(20)로의 기류의 방향은 제2 단부(22)를 유출하는 기류의 방향과 동일하 다. 직렬 통과 흐름 패턴은 기체 흐름에서 난류의 양을 감소시킬 수 있다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본원의 필터부재 구조에 사용가능한 바람직한 매체의 작동 원리를 설명하는 개략 사시도이다. 도 2에서, 플루트 구조는 참조번호(122)로 지시되어 있다. 바람직하게는, 플루트 구조(122)는, 복수 개의 플루트(124)와 페이스 시이트(132)를 갖는 주름 층(123)으로 구성되어 있다. 도 2의 실시예는 페이스 시이트(132)의 두 단면, 132A(주름 층(123)의 상부를 도시함)와 132B(주름 층(123)의 하부를 도시함)을 도시한다. 통상적으로, 본원에 기술한 장치에 사용된 바람직한 매체 구조(125)는 바닥 페이스 시이트(132B)에 고정된 주름 층(123)을 포함한다. 롤 구조로 이 매체 구조(125)를 사용할 경우, 바닥 페이스 시이트(132B)가 주름 층(123)의 상부를 덮도록 그 둘레에 감겨진다. 주름 층의 상부를 덮는 페이스 시이트(132)가 132A로 지시되어 있다. 페이스 시이트(132A, 132B)는 페이스 시이트(132)와 동일하다는 것이 이해될 것이다.
이런 형태의 매체 구조(125)를 사용시, 가늘고 긴 챔버(124)는 골(peak, 126)과 마루(trough, 128)를 교대로 형성하는 것이 바람직하다. 마루(128)와 골(126)은 플루트를 상부 행과 하부 행으로 분할한다. 도 2에 도시한 특정 구조에 있어서, 상부 플루트는 하류 단부가 밀폐된 플루트 챔버(136)를 형성하는 반면, 상류 단부가 밀폐된 플루트 챔버(134)는 플루트의 하부 행을 형성하고 있다. 플루트 시이트(130)와 제2 페이싱 시이트(132B) 사이 플루트의 상류 단부의 일부를 채우는 제1 단부 비이드(138)에 의해 플루트 챔버(134)가 밀폐된다. 유사하게, 제2 단부 비이드(140)는 교호하는(alternating) 플루트(132B)의 하류 단부를 밀폐한다. 일부 시스템에 있어서, 제1 단부 비이드(138)와 제2 단부 비이드(140)는 매체 구조(125)의 전체 부분을 따라 직선형으로, 이 직선 경로로부터 결코 벗어나지 않는다. 일부 시스템에 있어서, 제1 단부 비이드(138)는 직선형으로 매체 구조(125)의 일 단부 또는 단부 부근 위치로부터 결코 벗어나지 않는 반면, 제2 단부 비이드(140)는 직선형이고 매체 구조(125)의 일 단부 또는 단부 부근 위치로부터 결코 벗어나지 않는다.
매체 구조(125)의 형태로 구성된 매체를 사용할 때, 사용하는 동안, 공기와 같은 미여과 유체가 음영 화살표(144)로 지시된 바와 같이 플루트 챔버(136)로 유입된다. 플루트 챔버(136)는 그 상류 단부(146)가 개방되어 있다. 하류 단부(148)가 제2 단부 비이드(140)에 의해 밀폐되기 때문에 미여과 유체 흐름은 플루트 챔버(136)의 하류 단부(148)를 통과하지 못한다. 따라서, 유체는 플루트 시이트(130) 또는 페이스 시이트(132)를 통해 진행하게 된다. 미여과 유체가 플루트 시이트(130) 또는 페이스 시이트(132)를 통과할 때, 유체가 정화되거나 여과된다. 정화된 유체는 화살표(150)로 지시되어 있다. 유체가 플루트 챔버(134)(그 상류 단부(151)가 밀폐됨)를 통해 개방 하류 단부를 통과해 플루트 구조(122)로 유출된다. 도시된 구성에서, 미여과 유체는 플루트 시이트(130), 상부 페이스 시이트(132A), 또는 하부 페이스 시이트(132B)를 통과해, 플루트 챔버(134)로 흐르게 된다.
통상적으로, 매체 구조(125)가 준비된 다음 필터 매체의 롤 구조를 형성하도록 감겨진다. 이런 형태의 매체를 사용하기 위해 선택시, 준비된 매체 구조(125)는 단부 비이드(138)에서 하부 페이스 시이트(132B)에 고정된 주름 시이트(123)를 포함하고 있다(도 2에 도시하지만, 상부 페이스 시이트(132A) 없음). 이런 형태의 장치에 있어서, 매체 구조(125)는 일단부에 선단 엣지와 대향단부에 트레일링 엣지를 포함하며, 상부 측면 엣지와 하부 측면 엣지는 선단 엣지와 트레일링 엣지 사이를 연장하고 있다. "선단 엣지" 라 함은, 롤 구조의 센터나 코어 또는 코어 근방에 위치하여, 먼저 선회되거나 회전되는 엣지를 의미한다. "트레일링 엣지" 라 함은, 선회 또는 코일링 과정 완료시, 롤 구조의 외측에 위치하는 엣지가 된다.
선단 엣지와 트레일링 엣지는, 시이트를 코일에 권취하기 이전에, 이런 형태의 매체 구조(125)에서, 주름 시이트(123)와 바닥 페이스 시이트(132B) 사이가 밀봉되어야 한다. 여러 방법이 가능하지만, 특정 방법에 있어서, 선단 엣지의 밀봉은 다음과 같이 형성된다. (a) 주름 시이트(123)와 바닥 페이스 시이트(132B)는 상부 측면 엣지에서 바닥 측면 엣지까지(또는, 바닥 측면 엣지에서 상부 측면 엣지까지) 피이크(126)의 최고점(또는 정점)에서 피이크(126)를 형성하는 플루트(124)를 따라 연장하는 라인 또는 경로를 따라 절단되거나 분할되며, (b) 바닥 페이스 시이트(132B)와 주름 시이트(123) 사이에 절단 라인이나 경로를 따라 밀폐제가 적용된다. 트레일링 엣지에서의 시일은 선단 엣지에서 시일을 형성하는 과정과 유사하게 형성될 수 있다. 여러 형태의 밀폐제가 이러한 시일을 형성하는데 사용될 수 있지만, 사용가능한 물질로는 명칭 HL0842 으로 알려지고, 미국, 미네소타, 세인트 폴 소재의 에이취.비.풀러(H.B.Fuller)로부터 이용가능한 비포말 밀폐제(non-foamed sealant)이다.
매체 구조(125)를 이용하는 경우, 시스템 설계자에 의해 도 1의 필터부재(10)와 같은 필터 매체의 롤 구조로 매체 구조(125)를 권취하는 것이 바람직할 수 있다. 다양한 방법이 매체를 감거나 권취하는데 사용될 수 잇다. 예컨대, 권취용 장착부재를 제공하기 위해 매체 구조(125)는 센터 코어(30) 또는 다른 부재 둘레에 권취될 수 있다.
필터부재(10) 구성에 있어서, 통상적으로, 단일 면 필터 매체, 예컨대 도 2에 도시한 필터 매체(122)는 코일 또는 나선형으로 센터 코어(30) 둘레에 권취되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 코어(30)는 비원형의 긴(non circular, elongated) 부재이다. 다른 실시예에 있어서, 코어(30)는 원형 또는 짧은, 정사각형 또는 다른 형상이어도 좋다. 필터부재(10) 제조시, 코어(30)와 매체(122)의 제1 코일 또는 나선형 층 사이에 기체 흐름을 차단하기 위해 매체(122)의 층은 코어(30)에 견고하게 부착되어 있다.
바람직한 장치에 있어서, 코어(30)는 제1 단부(20)와 제2 단부(22) 사이의 필터부재(10)의 전체 축방향 길이를 연장한다. 이하 상세히 기술하는 바와 같이, 특정의 바람직한 실시예에 있어서, 코어(30)는 핸들부(14)와 협동하기 위해 제1 단부(20) 상부 또는 위로 연장하거나 축방향으로 돌출하는 부분을 포함하고 있다.
필터부재(10)와 같은 롤 구조를 사용시, 시스템 설계자는 필터부재(10)가 풀어지는 것을 방지하기 위해 필터부재(10) 외주의 적소에 밀폐되거나 고정되기를 소망한다. 이를 수행하기 위한 다양한 방법이 가능하다. 일부 장치에 있어서, 외주는 원주층에 감싸진다. 원주층은 일면에 접착제가 마련된 플라스틱과 같은 비다공성, 접착제가 될 수 있다. 이런 형태의 층을 사용할 때, 원주 층은 필터 부재(10) 가 풀어지는 것을 방지하고 유체가 필터 부재(10)의 외주를 통과하는 것을 방지하여, 필터 구조(10)를 통과하는 직렬 통과 흐름을 유지한다.
일부 장치에 있어서, 필터부재(10)의 외면에 트레일링 엣지를 고정하기 위해 라인(160)(도 1 참조)을 따라 접착제 또는 밀폐제로 매체 구조(125)의 트레일링 엣지를 밀봉함으로써 필터부재(10)는 롤 구조로 고정된다. 예컨대, 핫 멜트(hot-melt)의 비이드가 라인(160)을 따라 인가되어도 좋다.
다시 도 1을 참조하면, 필터부재(10)의 단면 형상이 비원형임에 주의하라, 단면이 원형일 수 있는 반면, 필터부재(10)가 내부에 설치되는 부피의 기하학적 구조 때문에, 특정 장치에 있어서 비원형 단면을 갖는 것이 편리하다. 이 단면은 비교적 큰 양의 매체를 작은 부피에 경제적으로 점유하도록 한다. 일부 바람직한 구조에 있어서, 필터부재(10)의 단면 구성은 타원형(ob-round)이 된다. 도 1에 도시한 특정 실시예에 있어서, 필터부재(10)는 경마장 형상의 단면으로 형성되어 있다. "경마장 형상(racetrack shaped)" 이라 함은, 필터부재(10)가 반원단부(40)와, 이와 대향하는 반원단부(42)로 형성되는 것을 의미한다. 반원단부(40, 42)는 한 쌍의 직렬 세그먼트(44, 46)에 의해 결합된다.
바람직한 구조에 있어서, 필터부재(10)는 필터부재(10)에 고정된 핸들부(14)를 포함하고 있다. 핸들부(14)는 사람 손에 의해 인가된 파지력을 수용하도록 구성 및 배열되는 것이 바람직하다. 이는 특히 보수 또는 교환시, 필터부재(10)의 편리한 조작과 취급을 허용한다.
바람직한 시스템에 있어서, 핸들부(14)에 인가되는 견인력이 필터부재(10)에 인가된 견인력으로 변환되도록 핸들부(14)는 필터부재(10)에 고정되어 있다. 대부분의 바람직한 시스템에 있어서, 핸들부(14)는 코어(30)에 고정된다. 이와 같이, 필터링 매체(12)의 부분은 핸들부(14)를 수용하도록 차단물 또는 다른 중계수단을 구비할 필요가 없게 된다.
핸들부(14)는 다양한 방법으로 코어(30)에 고정될 수 있다. 예컨대, 핸들부(14)는 접착되거나, 나사와 같은 기계적 패스너로 부착하거나, 밧줄로 결합되어도 좋다. 또, 핸들부(14)는 힌지 또는 기계적 패스너를 통해 코어(30)에 피봇이동가능하게 부착된 길다란 로드를 포함할 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 도시된 특정 실시예의 핸들부(14)는 코어(30)와 일체로 형성되어 있다. 또, 도 1에 도시한 바람직한 실시예에 있어서, 핸들부(14)는 코어(30)와 단일편으로 성형되어 있다. 이 단일편 모울딩은 편리하고, 제조와 조립이 용이하다.
바람직하게는, 핸들부(14)는 코어(30)에 의해 형성되며 코어(30)를 완전히 관통하는 개구(50)를 포함하고 있다. 특정한 바람직한 실시예에 있어서, 개구(50)는 코어(30)를 관통하는 단일 개구를 포함하고 있다. 도 1에 도시한 실시예에 있어서, 개구(50)는 단일의 길다란 슬롯(58)을 포함한다. 바람직하게는, 슬롯(58)은 사용자의 손 부분, 예컨대 평균 성인 손의 세 손가락 또는 네 손가락을 수용하는 크기로 형성되어 있다. 사용자의 손가락을 슬롯(58)에 삽입하고, 핸들부(14)의 손잡이 부분(62)을 잡고, 필터부재(10)를 조작할 수 있다.
도 5를 참조하면, 특정 실시예에 있어서, 핸들부(14)는 하나 이상의 개구를 포함하는 복수 또는 다수의 개구(70)가 형성되어 있다. 도 5에 도시한 실시예에는, 3 개의 개구(72, 74, 76)가 형성되어 있다. 각각의 개구(72, 74, 76)은 원형 형상이다. 바람직하게는, 각각의 개구(72, 74, 76)는 보통의 사람 손과 장갑에 의해 보호되는 사람 손을 수용할 수 있는 충분한 직경을 갖고 있다.
도 3을 참조하면, 도 3에는, 실링부(16)의 측면이 도시되어 있다. 실링부(16)는 통상적으로 필터부재(10)의 외주에 고정된 시일부재 또는 개스킷(90)을 포함하고 있다. 일부 실시예에 있어서, 시일부재(90)는 원형 단면을 형성하는 시일을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예에 있어서, 시일부재(90)는 L자형 단면을 형성하고 있다. 특히, 밴드(92)는 필터부재(10)를 외접하고 필터부재(10)의 측벽과 거의 평행한 표면을 포함하고 있다. 밴드(92)에서 연장하거나 돌출하는 돌출 플랜지(94)가 존재한다. 덕트에 삽입시, 립 시일(lip seal) 또는 축방향 형태 시일을 형성하기 위해 플랜지(94)는 통상적으로 밴드(92)를 향해 편향되거나 기울어져 있다.
도 4는 시일부재(90)의 변형 실시예를 도시한다. 도 4에서, 밴드(96)는 돌출 플랜지(98) 아래를 향하고 있다. 본 실시예에 있어서, 필터부재(10)가 덕트에 설치될 때, 플랜지(98)는 밴드(96)에서 필터부재(10)의 제1 단부(20)를 향해 절곡되거나 편향되어 있다.
필터부재(10)의 추가 도면은, 본원에 참고로 인용되고, 동일자로 출원된 "핸들을 구비한 필터부재" 명칭의 미국 특허 출원 번호 제29/101,304 호에 도시되어 있다.

B. 실시예 시스템. 도 6
도 6을 참조하면, 도 6은 필터부재(10)를 사용하는 시스템(10)을 도시한다. 이 시스템(100)은 흡입장치(104), 예컨대 진공청소장치와 같은 진공청소기를 포함하고 있다. 이 흡입장치(104)는 통상적으로 진공을 유도하기 위해 팬을 회전시키는 모터(106)를 구비하고 있다. 필터부재(10)가 필터부재(10)와 덕트(110) 사이에 시일(112)을 유발하는 시일부재(90)로 덕트(101)에 설치될 수 있다. 통상적인 시스템의 일 실시예로서, 본원에 참고로 인용되고 동일자로 출원된 "공기 필터 장치 및 방법" 명칭의 미국 특허 출원 제09/251,022호에 개시되어 있다.
동작시, 미립자가 적재된 공기와 같은 기체는 화살표(114)로 도시한 바와 같이 흡입장치(104)로 흡입된다. 기체가 필터부재(10)를 통과해 유입되어 미립자 물질을 정화한다. 정화된 공기나 기체는 흡입장치(104)로부터 화살표(116)로 지시한 바와 같이 출구를 통해 배출된다. 일부 시스템에 있어서, 필터부재(10)의 상류에 조리(sieve) 또는 스크린과 같은 선택적인 예비필터(118)를 포함하여 유입하는 기체(114)로부터 큰 오염물 또는 부스러기를 제거하는 것이 바람직할 수 있다.
사용후, 필터부재(10)는 보수가 필요하게 된다. 예컨대, 필터부재(10)가 막히거나 시스템(100)을 크게 제한될 때, 필터부재(10)를 교환하여야 한다. 이는 흡입장치(104)의 내측으로 접근함으로써 이루어진다. 핸들부(14)는 사용자의 손으로 파지될 수 있다. 예컨대, 사용자의 손가락은 코어(30)에 형성된 개구(50)를 관통한다. 사용자는 핸들부(14)에 견인력을 작용하여 이 견인력이 필터부재(10)에 전달된다. 필터부재(10)를 당길 때, 덕트(110)와 필터부재(10) 사이의 시일(112)이 파손된다. 필터부재(10)가 흡입장치(104)로부터 제거된다. 이와 같이 필터 부재(10)를 청소하고 교체할 수 있고, 또는 필터부재(10)를 버리거나 새로운 다른 필터부재로 교환될 수 있다. 필터부재(10)를 청소하기 위해, 개방된 상류 단부를 구비한 플루트가 하방으로 지향되도록 필터부재를 지향할 수 있다. 사용자가 필터부재의 하류 단부를 가볍게 두들겨서 수집된 오염물, 먼지, 또는 이들 플루트 내에 수집된 부스러기를 떨어 버릴 수 있다. 시일(112)를 파손하고 덕트(110)에서 필터부재(10)를 제거하기 위해 필요한 견인력은 손으로 행할 수 있을 만큼 작다. 예컨대, 50 lbs. 이하, 통상적으로 30 lbs. 이하, 일부 장치에 있어서 15 lbs. 이하의 인장력이 요구된다.
필터부재(10)를 흡입장치(104)에 재설치할 수 있다. 핸들부(14)를 파지하고 필터부재(10)를 덕트(110)에 삽입함으로써 이루어질 수 있다. 덕트(110)와 필터부재(10) 사이에 시일(112)이 생성될 때까지 필터부재(10)를 삽입한다. 사용자는 핸들부(14)를 해제하고 흡입장치(104)의 액세스 포트를 밀폐할 수 있다.
C. 실시 재료
이하에는 본원에 개시한 장치와 구조에 이용가능한 재료를 제공한다. 다른 재료가 사용될 수 있다.
필터 매체(12)는 다음 특성을 갖는 셀룰로오스 매체가 될 수 있다. 평량(basis weight)이 약 52 lbs./3000 ft2(84.7 g/m2), 두께가 약 0.010 in(0.25 mm), 프레이지어 투과성(frazier permeability)이 약 22 ft/min(6.7 m/min), 공극 크기가 약 62 미크론, 습윤 인장강도(wet tensile strength)가 약 8.5 lbs./in(3.9 kg/in), 기계의 파열강도가 약 23 psi(159 kPa)이다. 셀룰로오스 매체는 미세 섬유, 예컨대 5 미크론 이하, 일부 예에서, 미크론 이하(submicron)의 크기(직경)를 갖는 섬유로 처리될 수 있다. 다양한 방법이 미세 섬유를 매체에 적용하는데 사용될 수 있다. 이러한 일부 접근법은, 예컨대 미국 특허 제5,423,892호 공보, 32 칼럼, 48-60 라인에 특징되어 있다. 보다 상세하게는, 이러한 방법은 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제3,878,014호, 제3,676,242호, 제3,841,953호 및 제3,849,241호에 개시되어 있다. 다른 변형예는 상표명 ULTRAWEBR 으로 도날드슨 컴파니에 의한 영업 비밀로 실시되고, 종래 매체 위에 위치하는 미세 중합 섬유 웹을 구비하는 영업 비밀 접근 방법이다. 필터부재의 구성과 핸들의 조작에 관해서, 미세 섬유 제조 방법, 미세 섬유 적용에 사용하는 특별한 방법 등에 대한 별다른 선호도는 없다. 최종 매체 구조가 다음 특성을 갖는 한, 충분히 미세한 섬유가 적용될 수 있다; SAE 미세 먼지를 이용하여, SAE J726C에 따라 시험된 90% 이하의 별개 테스트 없이 초기 평균 효율이 99.5%, 및 SAE J726C 에 따른 전체 평균 효율이 99.98%.
코어(30)는 구조적 짜임새(structural integrity)를 제공하고 크리프(creep)에 영향을 받지 않는 물질로 구성되어도 좋다. 바람직한 장치에 있어서, 코어(30) 는, 환경 친화적이고 재활용가능하고 용이하게 소각할 수 있는 비금속성 물질로 구성될 수 있다. 핸들부(14)를 포함하는 코어(30)는, 일반적인 플라스틱, 예컨대 폴리프로필렌, ABS, 또는 나일론으로 구성될 수 있다. 또한, 코어(30)는 골판지로 구성되어도 좋다.
시일부재(90)는 부드러운 압축성 물질로 구성될 수 있다. 예컨대, 시일부재(90)는 약 2-10 lbs/ft3 의 밀도를 갖는 폴리우레탄으로 구성될 수 있다.
D. 실시예 치수
이하에서는 실시예 구조와 치수를 기술한다. 특정 장치에 따라, 다른 구조 및 치수가 사용가능하다.
필터부재(10)는 달걀형 또는 경마장 단면 형상을 갖는다. 대향하는 직렬 세그먼트(44, 46) 사이의 폭은 2-10 인치 사이이며, 일 실시예에서 약 5 인치이다. 대향 반원 단부(40, 42) 사이의 길이는 5-30 인치 사이, 예컨대 15-25 인치, 일 실시예에서 약 18 인치이다. 제1 단부(20)와 제2 단부(22) 사이의 높이는 2-30 인치 사이이고, 예컨대 5-15 인치이고, 일 실시예에서 약 8-12 인치이다. 필터부재는 매체 표면적의 적어도 30 sq. ft, 통상적으로 50-150 sq. ft, 예컨대 70-100 sq. ft를 제공한다.
핸들부(14)는 0.5-5 인치 사이, 예컨대 0.75-2 인치, 일 실시예에서 약 1 인치의 거리로 제1 단부(20) 둘레에 돌출한다.
슬롯(58)은 2-20 in2 , 예컨대 3-8 in2 , 일 실시예에 있어서 약 4 in2 의 개방 영역을 형성한다.
각각의 개구(74, 76, 78)는 0.75-3 인치 사이, 예컨대 약 1 인치의 직경을 갖는다.
상기 상세한 설명, 실시예 및 데이터는 본 발명의 제조 및 사용의 완전한 설명을 제공한다. 또한 본 발명의 다양한 실시예가 가능하다.

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  22. 필터장치에 있어서,
    (a) 대향하는 제1 및 제2 단부(20, 22)를 갖고, 주름진 필터매체(123)의 적어도 하나의 시이트와, 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트에 인접한 비주름진 필터매체(132)의 적어도 하나의 시이트를 구비하는 필터부재(10)와,
    (i) 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트 및 상기 비주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트는 서로 부착되고 감긴 구조(rolled construction)를 갖고,
    (ⅱ) 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트는 복수의 플루트(flute)(124)를 형성하는 골(peak, 126)과 마루(trough, 128)를 교대로 구비하고,
    (A) 각각의 상기 플루트는 상기 필터부재 제1 단부에 인접한 제1 단부부분과, 상기 필터부재 제2 단부에 인접한 제2 단부부분을 갖고,
    (B) 선택된 상기 플루트 중 하나는 상기 제1 단부부분에서 개방되고 상기 제2 단부 부분에서 밀폐되며,
    (C) 선택된 상기 플루트 중 하나는 상기 제1 단부부분에서 밀폐되고 상기 제2 단부부분에서 개방되고,
    (b) 상기 필터부재의 조작을 허용하기 위해 상기 필터부재(10)에 고정된 핸들부재(14)를 구비하는 필터장치.
  23. 제22항에 있어서,
    (a) 상기 핸들부재(14)는 상기 핸들부재의 일부와 상기 필터부재 사이에 삽입된 사람 손의 일부를 수용하는 크기를 갖는 필터장치.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재는 중앙 코어부재(30)를 포함하고, 상기 감긴 구조는 상기 중앙 코어부재 둘레에 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트와 비주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트의 권취부(winding)를 구비하고,
    (i) 상기 중앙 코어부재는 길다란, 비원형 구조를 구비하는 필터장치.
  25. 제24항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재(10)는 한 쌍의 세그먼트(44, 46)에 의해 결합된 한 쌍의 반원 단부(40, 42)를 구비하는 단면을 갖고, 상기 필터부재 단면은 상기 길다란 비원형 중앙 코어부재 둘레에 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트와 상기 비주름진 매체의 적어도 하나의 시이트를 감아서 형성되는 필터장치.
  26. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재(30)는 비원형 단면을 갖는 필터장치.
  27. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    (a) 상기 비주름진 매체의 적어도 하나의 시이트를 상기 주름진 매체의 적어도 하나의 시이트에 고정하는 적어도 하나의 제1 밀폐 비이드(138)를 또한 포함하는 필터장치.
  28. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재는 상기 필터부재의 외주에 고정된 시일부재(90)를 포함하는 필터장치.
  29. 제28항에 있어서,
    (a) 상기 시일부재는 필터부재를 에워싸는 밴드(92)와 이 밴드에서 연장하는 돌출하는 플랜지(94)를 포함하는 필터장치.
  30. 제29항에 있어서,
    (a) 상기 핸들부재는 상기 필터부재(10)의 상기 제1 단부(20)에서 축방향으로 돌출하는 필터장치.
  31. 제30항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재는 중앙 코어부재(30)를 포함하며,
    (b) 상기 핸들부재 및 상기 중앙 코어부재는 단일의 일체 성형되는 필터장치.
  32. 제31항에 있어서,
    (a) 상기 핸들부재는 상기 중앙 코어부재(30)에 의해 형성된 단일 개구(50)를 구비하는 필터장치.
  33. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    (a) 상기 핸들부재(14)는 상기 필터부재(10)의 상기 제1 단부(20)에서 축방향으로 돌출하는 필터장치.
  34. 제33항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재는 중앙 코어부재(30)를 포함하고, 상기 감긴 구조는 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트와 상기 비주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트의 권취부를 구비하고,
    (i) 상기 중앙 코어부재는 길다란, 비원형 구조이며,
    (ⅱ) 상기 핸들부재 및 상기 중앙 코어부재는 단일의 일체형 구조인 필터장치.
  35. 필터장치에 있어서,
    (a) 대향하는 제1 및 제2 단부(20, 22)를 갖고, 주름진 필터매체(123)의 적어도 하나의 시이트와, 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트에 인접하게 배향된 적어도 하나의 페이스 시이트(132)를 구비하는 매체구조(125)를 포함하는 필터부재(10)와,
    (i) 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트 및 상기 적어도 하나의 시이트는 서로 부착되고 감긴 구조를 갖고,
    (ⅱ) 상기 주름진 필터매체의 적어도 하나의 시이트는 복수의 플루트(124)를 형성하는 골(126)과 마루(128)를 교대로 구비하고,
    (A) 각각의 상기 플루트는 상기 필터부재 제1 단부에 인접한 제1 단부부분과, 상기 필터부재 제2 단부에 인접한 제2 단부부분을 갖고,
    (B) 선택된 상기 플루트 중 하나는 상기 제1 단부부분에서 개방되고 상기 제2 단부 부분에서 밀폐되며,
    (C) 선택된 상기 플루트 중 하나는 상기 제1 단부부분에서 밀폐되고 상기 제2 단부부분에서 개방되고,
    (b) 상기 감긴 구조가 상기 코어부재 둘레에 상기 매체 구조의 권취부를 구비하고, 매체 구조는 코어부재에 고정 부착되는 중앙 코어부재(30)와,
    (i) 상기 코어부재는 길다란, 비원형 구조를 구비하고,
    (c) 상기 필터부재의 외주에 고정된 시일부재(90)와,
    (i) 상기 시일부재는,
    (A) 상기 필터부재를 에워싸는 밴드와,
    (B) 상기 밴드를 연장하는 부분을 갖고,
    (d) 상기 필터부재의 단면 구성이 비원형인 필터장치.
  36. 제35항에 있어서,
    (a) 필터부재의 단면 구성이 대향 세그먼트에 의해 연결된 한 쌍의 반원 단부를 구비하는 필터장치.
  37. 제36항에 있어서,
    (a) 필터부재의 단면 구성이 타원형(obround)인 필터장치.
  38. 제36항에 있어서,
    (a) 필터부재의 단면 구성이 경마장 트랙(racetrack) 형상인 필터장치.
  39. 제35항에 있어서,
    (a) 필터부재의 단면 구성이 대향하는 직렬 세그먼트에 의해 연결된 한 쌍의 반원 단부를 구비하는 필터장치.
  40. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 코어부재는 플라스틱인 필터장치.
  41. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 상기 적어도 하나의 페이스 시이트를 상기 주름진 매체의 적어도 하나의 시이트에 고정하는 적어도 밀폐 비이드(138)를 또한 포함하는 필터장치.
  42. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 페이스 시이트는 비주름진 필터장치.
  43. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 필터부재는 매체 구조(125)의 트레일링 엣지를 필터부재의 외측면에 밀봉하여 감긴 구조에 고정되는 필터장치.
  44. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 상기 코어부재는 필터부재의 제1 단부(20)와 제2 단부(22) 사이의 전체 축방향길이를 연장하는 필터장치.
  45. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 시일부재는 L자형 단면을 형성하는 필터장치.
  46. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서,
    (a) 상기 필터부재의 조작을 허용하기 위해서 상기 필터부재(10)에 고정된 핸들부재(14)를 또한 포함하는 필터장치.
  47. 제46항에 있어서,
    (a) 상기 핸들부재와 상기 중앙 코어부재는 단일의 일체형 성형 구조인 필터장치.
  48. 제22항 또는 제35항에 기재된 필터장치를 보수하는 방법에 있어서,
    (a) 덕트(110)에 설치된 필터부재(10)를 갖는 시스템(100)을 제공하는 단계로서, 상기 필터부재는 대향하는 상류와 하류 단부를 포함하고, 상기 필터부재는 복수의 플루트를 갖고, 각각의 플루트는 필터부재 상류 단부에 인접한 제1 단부와, 필터부재 하류 단부에 인접한 제2 단부를 갖고, 선택된 플루트 중 하나는 제1 단부부분에서 개방되고 제2 단부부분에서 밀폐되고, 선택된 플루트 중 하나는 제1 단부부분에서 밀폐되고 제2 단부부분에서 개방되어 있는 단계와,
    (b) 상기 필터부재에 고정된 핸들(14)을 파지하는 단계와,
    (c) 시스템의 덕트에서 필터부재를 제거하기 위해 핸들을 당기는 단계로 이루어지는 보수 방법.
  49. 제22항 또는 제35항에 기재된 필터장치를 설치하는 방법에 있어서,
    (a) 시스템(100)에 덕트(110)를 설치하는 단계와,
    (b) 대향하는 상류 및 하류 단부와 복수의 플루트를 포함하는 필터부재(10)를 설치하는 단계로서, 복수의 플루트 각각은 필터부재 상류단부에 인접한 제1 단부부분과, 필터부재 하류단부에 인접한 제2 단부부분을 포함하고, 선택된 플루트 중 하나는 제1 단부부분에서 개방되고 제2 단부부분에서 밀폐되고, 선택된 플루트 중 하나는 제1 단부부분에서 밀폐되고 제2 단부부분에서 개방되어 있는 단계와,
    (b) 상기 필터부재에 고정된 핸들(14)을 파지하는 단계와,
    (c) 시스템의 덕트에 필터부재를 배향하기 위해 핸들을 이용하는 단계로 이루어지는 방법.
  50. 제48항에 있어서,
    (a) 상기 파지하는 단계는 필터부재(10)의 중앙에 고정된 코어(30)에 핸들을 파지하는 방법.
  51. 제50항에 있어서,
    (a) 상기 파지하는 단계는 코어에 형성된 개구(50)에 적어도 하나의 손가락을 삽입하는 방법.
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