KR100884856B1 - 상호 연결된 필터 프레임과 필터를 프레이밍하는 방법 - Google Patents

상호 연결된 필터 프레임과 필터를 프레이밍하는 방법 Download PDF

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Abstract

여과 매체를 그의 가장자리와 인접하는 곳에서 필요한 배향으로 효과적으로 지지하는 다중-부품과 이와 조합되는 여과 매체를 포함하는 필터 제품으로, 조립체를 해제가능한 로킹 연결부에 의해 선택적으로 분해하여 여과 매체를 이용할 수 있다. 양호하게는, 해제가능한 스냅 끼움 로킹 시스템이 프레임 설계에 구체화된다. 본 발명은 특히 주름진 여과 매체를 포함하는 여과 매체에 적용가능하다. 그러한 지지 형상부는 래크 타입의 매체 결합 요소를 포함하며, 요소들은 양호하게는, 여과 매체의 측부 가장자리와 단부 가장자리의 인접하는 곳에서 위와 아래로 압착하여 효과적인 밀봉을 보증하고, 프레임과 여과 매체의 사이의 연결 지지하도록 유익하게 제공된다. 그러한 구조는 미립자 물질의 층 또는 다른 로딩을 포함하는 여과 매체를 지지하는 데에 더욱 유익하다. 매체 결합 요소는 지지 프레임과 설치 프레임의 측부를 따라 이격되며, 측벽과 조합되여 측부 프레임 요소에 포함된다. 측벽은 매체 결합 요소로부터 이격되어 여과 매체의 측부 가장자리와 단부 가장자리로부터 여과 매체를 내측으로 지지하고 양호하게는 압착하여, 여과 수단과 어느 특정 재료를 그곳에 지지하고 효과적으로 내장한다.
여과 제품, 주름진 필터, 지지 프레임, 설치 프레임, 가스켓 벽, 결합 요소

Description

상호 연결된 필터 프레임과 필터를 프레이밍하는 방법 {INTERCONNECTED FILTER FRAME AND FILTER FRAMING METHOD}
본 발명은 여과 매체의 주위에 프레임을 만들어 특정 용도를 위해 성형될 수 있는 프레임식 필터 제품을 생성하기 위한 다중 요소 프레임 구조체에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 여과 매체를 정 위치에 위치 및 유지시키도록 다중 프레임 부품들이 함께 조립되는 그러한 프레임 구조체와 조립 방법에 관한 것이다.
필터 제품들에는 일반적으로 단지 여과 매체를 부분적으로 수용하거나 지지하도록 크기 설정되거나 형상화되는 것 뿐만 아니라, 필터 제품이 특정 장치(application)에 기초하여 정 위치에 삽입되고 지지될 수 있도록 또한 크기 설정되고 형상화되는 다수의 여과 매체와 프레임이 포함된다. 통상, 필터 프레임은 상호 결합되거나 그것의 주연의 둘레로 연결되는 것과 같이 여과 매체에 연결되는 다중 요소로 구성되어, 지지부와 주문형(application-specific) 필터 프레임을 구비한다. 그러한 프레임 요소들은 금속, 플라스틱 및 판지를 포함하는 다양한 재료들로 제조되는 것으로 알려져 있다. 장방형 필터 제품의 경우에, 예컨대, 장방형 여과 매체는 여과 매체의 코너에서 연결되고 그리고/또는 연결되거나 4 개의 측부 가장자리에서 연결될 수 있는 프레임부로 4개의 측면이 둘러싸인다. 대다수의 여과 매체는 따라서, 필터 기능으로 사용될 수 있다.
더욱이, 이들 일반적인 프레임 요소들은 여과 매체의 가장자리에서 그것을 부분적으로 수용하도록 크기 설정되고 형상화되는 3차원 요소를 포함한다. 프레임은 접착제, 용접, 밀착 끼움(friction fit), 스냅 끼움, 기계식 고정(mechanical fastener) 등의 사용에 의해 조립되는 다중부를 포함할 수 있다. 다르게는, 전체의 프레임 또는 그것의 어느 선택적인 부분은 일체형으로 만들어질 수 있다. 즉, 합체된 다중 요소를 포함하는 프레임부는, 예컨대, 사출성형에 의해 제공될 수 있다. 어느 경우라도, 하나 이상의 프레임 요소는 선택한 조립 과정에 의해 여과 매체와 조립되고 연결되어야 한다. 그러한 선택적인 조립 공정은 요소들의 조립을 위한 조종을 요한다.
필터 제품의 많은 형태들은 많은 상이한 형태의 용도를 위해 또한 개발되었다. 용도는 종종 여과기 및 운반 유체의 특성과, 특정 용도의 시스템의 지지 요건에 상당 부분 기초되었다. 필터 요건은 모든 운반 유체와 여과물이 필터 제품을 반드시 통과하도록 보증하는 구조의 사양으로 필터 제품을 구성하도록 될 수 있다. 이는 프레임과 그의 시스템 지지부 사이에 예컨대, 하나 이상의 가스켓에 의한, 프레임과 여과 매체의 사이에 예컨대, 접착 밀봉제에 의한, 적합한 밀봉 기구를 요구할 수 있다. 그러한 접착 밀봉제는 프레임과 여과 매체 사이의 경계부에서 전체 프레임을 따라 연장되는 비드로써 구비될 수 있다. 예컨대, 일반적인 고성능 미립자 공기(high-efficiency particulate air, HEPA) 필터에는 주연 전체의 둘레로 구 비되는 프레임과 그의 가장자리가 밀봉되는 주름진 여과 매체가 사용된다. 따라서, 여과 매체와 프레임은 여과되지 않은 운반 유체의 우회를 방지하는 유체 기밀(밀봉, tight) 조립체를 제공한다.
몇몇의 필터 제품들은 여과 매체를 정 위치에 유지하고 지지하는 프레임을 필요로 한다. 예컨대, 여과 물질은 특정 용도로 크기 설정되고 형상화되는 주름진 여과 매체로 지지될 수 있다. 그러한 프레임 요소는 플릿을 지지하고 여과 매체를 정 위치에 지지하는 (예컨대, 여과 매체의 플릿을 이격시키고 적절히 배향시키는) 원인이 될 수 있다. 이 지지 기능은 주름진 여과 매체의 하나 이상의 가장자리를 따라서, 그리고/또는 중간 지점에서 여과 매체와 접촉하도록 구비되는 주름진 형상의 지지부를 가지는 프레임 요소에 의해 수행될 수 있다. 즉, 주름진 지지 요소는 측부 가장자리 프레임 요소들과 분리될 수 있다. 가장자리 프레임과 연결되는 요소의 그러한 일 예는 돌링거에게 허여된 미국특허 제2,058,669호에 기술되어 있다.
다른 프레임 구조부는 실질적으로 모든 운반 유체와 여과물이 필터 제품의 여과 매체부를 통과하는 것이 보장되도록 여과 매체의 가장자리가 프레임 요소와 또한 연결되는 측부 가장자리 지지 형상부의 위치로부터 그러한 주름진 여과 매체를 지지한다. 크루즈 등에게 허여된 미국특허 제4,617,122호, 일본특허공개 평9-276637호 공보와, 프랑스특허 제2795656호 공보에 기술되는 예에서, 평행하게 이격된 주름진 여과 매체의 측부 가장자리를 지지하기 위한 주름진 형상의 지지 형상부와, 여과 매체를 정 위치에 유지시키기 위해 프레임과 맞물리는 협동 형상부를 가지는 설치(hold down) 프레임을 가지는 장방형 가장자리 프레임을 기술된다. 크루 즈 등과 일본의 참조자료는 특히, 각각 유사하게 형성되는 가장자리를 갖는 다른 프레임 부품들이 있는 지지 프레임 또는 설치 프레임에 인접하고 이를 따라 연장되는 주름진 형상면을 포함하는 주름진 지지 형상부를 개시한다. 프랑스의 참조자료는 그의 프레임 부품의 상부 가장자리와 설치 프레임의 하부 가장자리를 포함하는 주름진 형상면을 개시한다.
이들 종래 기술의 필터 프레임의 협동 측부 가장자리 지지 형상부는 한 쌍의 이격된 측부 가장자리를 따라서 주름진 여과 매체를 효과적으로 지지하고, 이들 지지 형상부는 여과 매체의 이격된 가장자리를 더욱 핀칭(pinch) 또는 크림핑(crimp) 한다. 그러나, 그러한 핀칭 또는 크림핑 구조로 인해 매체는 여과 매체의 가장자리를 따라 좌굴되기 쉬우며, 그러한 좌굴은 매체를 분쇄시키거나 매체에 함유되는 미립자 재료를 (탄소와 같은 여과 매체용 과립(granules)으로부터) 떨어뜨려 여과 매체로부터 유실시킬 수 있다. 또한, 그러한 핀칭 또는 크림핑 작용으로 여과 매체는 핀칭되거나 크림핑된 가장자리로부터 내측으로 이동되기 쉬우며, 그러한 이동으로 여과 매체가 가장자리부에서 풀어지거나 효과적으로 지지되지 않게 될 수 있다.
또한, 주름진 형상부를 지지하기 위한 여과 매체를 포함하는 몇몇의 필터 제품들은 교환 가능한 여과 매체를 구비하도록 설계된다. 일반적으로, 여과 매체는 하나 이상의 다중 프레임부를 서로 분리함으로써 이용할 수 있다. 즉, 주름진 지지 형상부를 포함할 수 있는 일 프레임 요소가 분리됨으로써 여과 매체가 분리되도록 할 수 있다. 그리고 나서, 새로운 다수의 여과 매체는 새로운 여과 매체가 있 는 필터 제품을 생성하기 위한 프레임 요소의 재조립의 결과로써 정 위치에 지지될 수 있다. 상술한 크루즈 등의 미국 특허, 일본특허공개공보와, 프랑스 공개공보는 여과 매체의 분리 및 교환 가능성을 개시한다.
본 발명은 여과 매체를 그의 가장자리의 인접하는 곳에서 필요한 배향에 따라 정 위치에 효과적으로 지지할 수 있는 다중-부품 프레임 조립체와 결합되는 여과 매체를 가지는 필터 제품을 제공함으로써 선행 기술의 결함과 결점을 극복하며, 조립체는 해제가능한 로킹 연결(releasable lock connection)로 여과물을 이용하기 위해 선택적으로 분해될 수 있다. 양호하게는, 스냅 끼움 해제식 로킹 시스템이 프레임 설계와 합체된다.
더욱이 본 발명은, 여과 매체의 가장자리와 인접하는 곳을 지지하고, 양호하게는 여과 매체의 가장자리와 인접하는 곳을 적어도 약간 압착하여 여과 매체를 프레임 부품에 효과적으로 밀봉시키도록 제공한다. 구체적으로, 지지 형상부는, 양호하게는 복수의 협동 부품을 구비하여, 지지 형상부들이 여과 매체를 지지 및 양호하게 압착하고, 프레임을 여과 매체에 밀봉식으로 연결시키도록 맞물림 관계로 협동한다.
본 발명은 주름진 여과 매체를 포함하는 여과 매체에 특히 적용될 수 있다. 그러한 지지 형상부는 래크 타입의 매체 결합 요소를 포함하고, 바람직하게는, 요소들은 프레임과 여과 매체 사이의 밀봉을 효과적으로 압착하고 보증하도록, 그리고 연결을 지지하도록 양호하게는 여과 매체의 측부 가장자리와 단부 가장자리의 인접하는 곳에서 위와 아래에서 결합하도록 구비된다. 그러한 구조는 그곳에 미립자 재료의 층 또는 다른 로딩을 포함하는 여과 매체를 지지하는 데에 더욱 이롭다. 협동 매체 결합 요소는 여과 매체를 그 가장자리에 인접한 곳에 효과적으로 밀봉함으로써 매체 내에 미립자 재료를 유지한다. 비주름 매체에는, 다른 지지 형상부가 본 발명에 따라서 사용될 수 있다.
더욱 양호하게는, 매체 결합 요소는 지지 프레임과 설치 프레임을 포함하는 프레임 부품의 측부 프레임 요소를 따라 이격되고, 측부 프레임 요소는 측벽과의 결합체를 포함한다. 측벽들은 여과 매체와 그곳의 어느 미립자 재료가 지지되고 효과적으로 함유되도록 여과 매체를 측부 가장자리와 단부 가장자리로부터 내측으로 지지하고, 양호하게는 압착하기 위해 매체 결합 요소들과 이격된다. 더욱이, 매체 결합 요소가 측벽으로부터 이격됨으로써, 여과 매체의 가장자리에 인접하는 프레임을 따라 연장되는 채널이 구비될 수 있다. 양호하게는, 프레임을 따라 연속적인 채널이 생성된다. 보다 양호하게는, 여과 매체의 위와 아래에 연속적인 채널이 구비된다. 지지 프레임과 설치 프레임은 양호하게는 서로 조립되고 해제가능하도록 로킹되고, 조립체가 로킹된 상태에서는 여과 매체를 프레임 조립체에 정확하고 효과적으로 지지하고, 바람직하게는 압착하고, 밀봉하도록 적절하게 위치 설정한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상기의 이점들은 여과 매체와, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 제공되는 프레임 조립체를 포함하고, 운반 유체는 통과시키는 반면 여과물은 제거하기 위한 여과 매체의 입력면과 출력면을 구비한 필터 제품에 의해 달성되며, 프레임 조립체는 길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 벽부와, 벽부로부터 이격되고 여과 매체의 제1 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과, 길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 벽부와, 벽부로부터 이격되고 여과 매체의 제2 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 설치 프레임을 포함하고, 제1 및 제2 측면에 여과 매체를 접촉시킴으로써 사이에 여과 매체를 지지하기 위해 지지 프레임의 매체 결합 요소가 설치 프레임의 매체 결합 요소와 상호작용하는 상태로, 지지 프레임과 설치 프레임이 여과 매체의 가장자리의 적어도 일 부분에 인접하게 프레임 조립체를 제공하도록 함께 상호작용식으로 조립되고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 하나의 프레임의 벽부는 매체 결합 요소와 다른 프레임의 벽부의 사이에 위치설정된다.
본 발명의 또다른 태양에 따르면, 상기의 이점들은 운반 유체를 통과시켜 여과물의 부품을 제거하기 위한 입력면과 출력면을 구비하는 여과 매체와, 여과 매체의 가장자리의 적어도 일 부분을 따라 구비되는 프레임 조립체를 포함하는 필터 제품에 의해 달성되며, 상기 프레임 조립체는 길이부를 가지고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 벽부와, 여과 매체의 제1 측면의 여과 매체의 가장자리와 인접하는 곳에서 그 접촉을 지지하도록 배열되는 벽부로부터 이격되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과, 길이부를 가지고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 벽부와, 여과 매체의 제2 측면의 여과 매체의 가 장자리와 인접하는 곳에서 그 접촉을 지지하도록 배열되는 벽부로부터 이격되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 설치 프레임을 포함하고, 지지 프레임과 설치 프레임은 상호 조립되어, 여과 매체의 제1 측면 및 제2 측면과 접촉하여 그 사이의 여과 매체를 지지하기 위해 상호작용하는 지지 프레임의 매체 결합 요소와 설치 프레임의 매체 결합 요소를 가지고 여과 매체의 가장자리의 적어도 일 부분에 인접하는 프레임 조립체를 구비하고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 하나의 벽부는 매체 결합 요소와 다른 벽부의 사이에 위치설정된다.
본 발명의 또다른 태양에 따르면, 상기의 이점들은 여과 매체와, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 제공되는 프레임 조립체를 포함하고, 운반 유체는 통과시키는 반면 여과물은 제거하기 위한 여과 매체의 입력면과 출력면을 구비한 필터 제품에 의해 달성되며, 프레임 조립체는 길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제1 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과, 길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제2 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포하하는 설치 프레임을 포함하고, 제1 및 제2 측면에 여과 매체를 접촉시킴으로써 사이에 여과 매체를 지지하기 위해 지지 프레임의 매체 결합 요소가 설치 프레임의 매체 결합 요소와 상호작용하는 상태로, 지지 프레임과 설치 프레임이 여과 매체의 가장자리의 적어도 일 부분에 인접하게 프레임 조립체를 제공하도록 함께 상호작용식으로 조립되고, 지지 프레임과 설치 프 레임 중 적어도 하나의 프레임은, 매체 결합 요소가 측벽으로부터 떨어져 각도를 이룬 상태로 매체 결합 요소로부터 이격되는 벽부를 더 포함한다.
도1은 다수의 여과 매체와 조합되는 다중 프레임 부품을 구비한 본 발명에 따르는 필터 제품의 사시도로서, 프레임은 공기와 같은 운반 매체로부터 여과물을 여과하는데 사용되는 입력면과 축력면을 필터 제품에 제공하기 위해 여과 매체를 지지하고 양호하게는 적어도 약간 압착하는 협동하는 지지 프레임과 설치 프레임을 포함한다.
도2는 주름진 여과 매체로부터 분리된 설치 프레임을 도시하는 도1의 필터 제품의 분해 사시도로서, 이들 양자는 지지 프레임으로부터도 분리되어 있고, 지지 프레임과 설치 프레임은 각각 여과 매체의 측부 가장자리를 따라 그리고 그에 인접하여 각각 여과 매체와 결합함으로써, 여과 매체를 정 위치에 위치설정하도록 협동하는 여과 매체 지지 형상부를 포함한다.
도3은 장방형의 다수의 주름진 여과 매체의 주연을 둘러싸고 그의 둘레로 부분적으로 연장되는 설치 프레임을 도시하는 도1의 필터 제품의 평면도이다.
도4는 지지 프레임 및 설치 프레임의 협동 단부벽과, 그 협동 필터 매체 지지 형상부에 의해 형성되는 주름진 형상물을 도시하는 도3의 선4--4를 따라 취해진 단면도이다.
도5는 지지 프레임의 측벽의 상부를 덮는 설치 프레임의 가스켓 벽을 도시하는 도1 및 도3에 도시된 필터 제품의 측면도이다.
도6은 여과 매체를 정 위치에 지지하고 미립자 채널을 형성하도록 스냅 형상부에 의해 상호연결되는 상호 관련된 지지 프레임의 측벽과, 설치 프레임의 가스켓 벽과, 지지 프레임 및 설치 프레임의 여과 매체 지지 형상부 각각의 도5의 선6--6을 따라 취해진 단면도이다.
도7은 사이에 있는 여과 매체의 단부가 사이에 있는 상태로 설치 프레임의 단부벽 장착 형상부와 지지 프레임의 단부벽 지지 형상부를 보다 상세하게 도시하는 도4에 도시된 우측 단부벽의 상호연결부의 부분 확대도이다.
도8은 도2와 유사하나, 도시된 여과 매체 없이 서로 분리된 설치 프레임과 지지 프레임을 도시하는 사시도이다.
도9는 하부 지지 프레임과 분리되는 상부 설치 프레임을 측면에서 본 도8의 선9--9를 따라 취해진 확대 단면도이다.
도10은 매체 결합 요소의 측면도와 지지 프레임의 측벽의 단면도를 도시하는 도9의 선10--10을 따라 취해진 확대된 단면도이다.
도11은 프레임의 매체 결합 요소와 그 가스켓 벽의 단면도를 도시하는 도9의 선11--11을 따라 취해진 확대 단면도이다.
도12는 예시를 목적으로 여과 매체가 개재되지 않은 상태에서 함께 맞물리는 매체 결합 요소로 조립되는 지지 프레임과 설치 프레임의 도면이다.
도13은 지지 프레임의 측면으로부터 이격되는 측부 매체 결합 요소 사이를 통과하여 연장하고 바람직하게는 압착되는 여과 매체를 도시하기 위해, 지지 프레임의 측부 매체 결합 요소의 마루부(peak)와 골부(trough) 사이에 위치되는 설치 프레임의 측부 매체 결합 요소의 마루부를 통과하여 취해진 단면도가 있는 도4의 선13--13을 따라 취해진 확대도이다.
도14는 여과 매체와 부가의 여과 매체 층을 지지하는 설치 프레임의 측면의 확대 부분 단면도이다.
몇몇 도면들 전반에 걸쳐 유사한 구성 부품에 유사한 도면 부호가 부여된 첨부 도면들 중 먼저 도1 및 도2를 참조하면, 본 발명에 따라 다중 프레임 부품을 갖는 프레임(14)과 조합되는 다수의 형상화된 여과 매체(12)를 포함하는 필터 제품(10)이 제공된다. 도시된 바와 같이, 여과 매체(12)는 대체로 장방형으로 형성되는 주름진 여과 매체를 포함한다. 본 발명은 여과 매체(12)가 주름진 매체 또는 다른 매체를 포함하는지 여부에 상관없이 임의의 형상의 여과 매체(12)에 또한 적용할 수 있다는 것을 알 수 있다. 본 발명은, 한편, 하나 이상의 다중의 프레임 부품이 여과 매체(12)에 지지 태양을 제공하는 경우에 특히 적용가능하며, 이는 하기에 기초하여 보다 이해될 것이다.
프레임(14)은 주연 가장자리를 따라 실질적으로 여과 매체(12)를 둘러싸는 것이 바람직하다. 그러나, 그와 같은 프레임은 여과 매체(12)를 단지 부분적으로 둘러쌀 수 있음이 예상된다. 더욱이, 여과 매체(12)에 의해 형성되는 주연의 형상에 따라, 프레임은 여과 매체(12)의 주연의 가장자리의 하나 이상의 부분과 접촉하거나 또는 접촉하지 않을 수 있다. 상기와 같이, 본 발명은 주름진 여과 매체가 사용되는 특정 장치를 제시하므로, 프레임이 주름진 여과 매체의 적어도 하나의 측 부 가장자리에 인접하는 주름의 간격과 배향을 유지하도록 지지하는 것이 바람직하다.
프레임(14)은 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)을 포함하는 다중 부품을 포함한다. 양호하게는, 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18) 모두는 여과 매체(12)를 둘러싸고, 상호 끼워져 여과 매체(12)의 둘레에 주연 프레임(14)을 생성한다. 그 결과, 필터 제품(10)은 여과 매체(12)의 전체 양의 대체적인 평면의 주요 면으로서 입력 필터면(20)과 출력 필터면(22)을 나타낸다. 따라서, 특정 장치에 의해 정 위치에 지지되는 필터 제품(10)에 의해, 운반 유체와 여과물의 유체 흐름은 입력면(20)을 향하고, 운반 유체는 여과물이 분리된 채로 출력면(22)을 통과할 수 있다. 도시된 바와 같이, 필터 제품(10)은 어느 장치를 위해 설계될 수 있는 하우징(도시되지 않음)에 끼워지도록 설계될 수 있으며, 하우징은 통상적으로 설치 프레임(18)의 외부 가장자리와 대향하여 결합되는 표면(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 그와 같이, 각각의 입력면(20)과 출력면(22)을 고정시켜, 주어진 장치에 의한 어느 유체 역학에 의해서도 필터 제품(10)이 적합한 위치에 유지되는 것이 바람직하다.
양호한 일 실시예에 따라, 주연의 가스켓(19)은 양호하게는 설치 프레임(18)의 주연을 따라 연장되며, 그 구조는 하기에서 보다 상세하게 기재된다. 도시된 바와 같이, 가스켓(19)이 특정 기계의 하우징 면에 대해 외향으로 확개되어 입력면(20)으로부터 출력면(22)으로 필터 제품(10)을 통과하는 유체 흐름에 의해 가스켓(19)의 밀봉이 하우징(도시되지 않음)에 대해 강화되도록 한다. 더욱이, 프 레임(14)은 어느 특정 장치에 기초하는 지점에 필터 제품(10)의 장착 및 지지를 수용하도록 (여과 매체(12)의 주연의 가장자리 형상과 같든지 상이하든지 간에)어느 형상부를 포함하거나 어느 형상을 취할 수 있음이 예상된다. 가스켓(19)은 설치 프레임(18)으로부터 확개되므로 또한 확개된 가스켓이 프레임들을 한 곳에 모으도록 작용하는 동안 지지 프레임(16)에 설치 프레임(18)을 정렬시키는 것뿐만 아니라 지지 프레임(16)으로부터 (후술되는 해제식 스냅 로킹을 포함하여) 설치 프레임(18)을 분리하는 데에 설치 프레임(19)이 용이하게 파지되도록 제공된다.
다음의 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 추가적인 부품에 대한 상세한 설명은 구체적인 도면에 기초되며, 여과 매체(12)는 주름진 여과 매체를 포함한다. 여과 매체(12)는 총체적인 주요 기술(service)에 의해 형성되는 상이한 형상부 또는 형상부를 취하는 경우, 유사한 개념과 형상이 후술되는 유사한 방식으로 적용 가능함을 알 수 있다. 예컨대, 여과 매체(12)를 지지하는 지지 형상부는 본 발명에 따라, 여과 매체가 완전히 평활하더라도 어느 여과 매체의 형상부 또는 그것의 부분의 형상을 취할 수 있다. 본 발명은 또한 여과 매체가 미립자 재료를 성분, 부층(sublayer) 또는 첨가물로써 포함하는 경우의 특정 적용 가능성을 제시한다. 미립자 재료를 포함하는 여과 매체의 문제점은 여과 매체로부터 미립자 재료가 탈피되는 것이며, 탈피된 미립자 재료는 잠재적으로 깨끗한 운반 유체 흐름을 오염시킬 수 있다. 여과 매체와 종종 합체되는 통상의 물질은 탄소 미립자이다. 통상적으로, 탄소 미립자를 포함하는 여과 매체는 탄소를 여과하여 보유하는 중합체 여과 매체의 층 사이에 구비되는 탄소 미립자의 층을 포함하는 탄소 주름 팩으로 구비되 는 것으로 알려져 있다. 그러한 중합체 여과 매체 재료는 널리 공지되어 있으며, 미세섬유, 연속 필라멘트 등에 의해 부직포로 만들어지거나, 어느 섬유나 짜임 구조로 직포로 만들어질 수 있다. 이와 달리, 그러한 탄소 미립자는 미립자 담지 웨브로써 직포의 또는 부직포의 웨브의 두께부 내에 산재되어 있을 수 있고, 또는 오픈셀(open cell) 재료의 구조 등 내에 유지될 수 있다. 주름지어질 수 있는 적합한 탄소 미립자 매체의 구체적인 예는 미국특허 제3,971,373호에 기술되며, 본 명세서에 합체되어 전체로서 참조된다.
본 발명에 따르면, 여과 매체(12)가 필요한 형상의 간격과 배향에 따라 지지되도록 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 지지 형상부를 구비하는 것이 바람직하다. 여과 매체(12)의 가장자리를 프레임(14)에 효과적으로 밀봉하여, 제공되는 여과물이 있는 모든 운반 유체가 여과 매체(12)의 가장자리의 주위로 현저하게 누설되지 않고 여과 매체(12)를 통과하도록 여과 매체(12)가 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 사이에 꼭 맞게 유지되어 여과 매체(12)가 적절하게 정 위치에 유지되는 것이 또한 바람직하다. 즉, 하기에서 후술될 이점을 위해 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 지지 형상부 사이로 여과 매체(12)를 적어도 약간 압착하는 것이 더욱 바람직하다. 따라서, 여과 매체의 가장자리와 프레임의 사이의 경계부에서 접착제 등과 같은 밀봉제를 사용하지 않고, 바람직하게는, 여과 매체를 그의 가장자리의 인접하는 곳에서 효과적으로 핀칭하는 형상부를 포함한다. 그 방법으로, 현저한 누설이 효과적으로 방지된다. 여과 매체(12)는 후술되는 미립자 재료를 포함하는 경우에, 매체의 인접하는 곳에서 가장자리의 형상부에 의해 여과 매체를 핀 칭하고 따라서 압착하는 것은 또한 여과 매체(12)로부터 미립자 재료의 소실을 효과적으로 최소화한다.
이러한 목표를 달성하기 위해, 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)은 양호하게는, 여과 매체 선단부가 적어도 그(지지형상부)의 가장자리 중 하나의 일부분과 그리고 이를 따라, 양호하게는 여과 매체의 주연의 둘레로 완전히, 결합하고, 더욱 양호하게는 핀칭되고 압착되는 협동 여과 매체 지지 형상부를 구비한다. 구체적으로, 설치 프레임(18)은 양호하게는 측부 매체 결합 요소(24)와 단부 매체 결합 요소(26)를 포함한다. 지지 프레임(16)은 양호하게는 측부 매체 결합 요소(28)와 단부 매체 결합 요소(30)를 포함한다. 함께, 이들 형상부는 양호하게는 실질적으로 여과 매체(12)의 둘레로 완전히 연장된다.
구체적으로, 지지 프레임(16)은 양호하게는 도시되는 실시예와 같이 주름진 여과 매체(12)의 주연에 의해 형성되는 형상과 유사한 형상의 장방형 지지 프레임(16)을 생성하는, 단부벽(34)들에 의해 상호 연결되는 한 쌍의 이격되는 측벽(32)들을 포함한다. 설치 프레임(18)은 양호하게는, 유사한 방식으로, 또 도시되는 실시예와 같이 주름진 여과 매체(12)의 주연에 의해 형성되는 형상과 유사한 형상의 장방형 설치 프레임(16)을 생성하는, 단부 가스켓벽(34)들에 의해 상호 연결되는 한 쌍의 이격되는 측부 가스켓벽(32)들을 포함한다. 상술한 바와 같이, 가스켓(19)은 따라서 양호하게는, 장치 하우징(도시되지 않음)과 접합되어 설치 프레임(18)의 일체화된 형상부로 가스켓(19)의 주연부를 공동으로 유익하게 제공하는 각각의 측부 가스켓벽(36)과 단부 가스켓 벽(38)의 확개부로써 형성된다. 복수의 부분들로 만들어지는 가스켓(19)은, 부분들 자체 또는 측부 가스켓벽과 단부 가스켓벽(36 및 38)의 전체가 보다 유연하게 만들어지는 경우라도(예컨대, 보다 가늘거나 유연한 재료) 확개되는 구조의 덕분으로 설치 프레임(18)에 일체화된 구조부를 또한 부가한다. 가스켓(19)부는 양호하게는 그러한 장치 하우징(도시되지 않음)과 효과적으로 용이하게 밀봉되도록 충분히 유연하도록하고 크기 설정된다.
도8 및 도9는 여과 매체(12)가 도시되지 않은 서로로부터 분리되는 지지 프레임(16)고 설치 프레임(18)을 도시한다. 도10 및 도11은 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 측벽(32)과 측부 가스켓벽(36) 각각의 형상부를 도시한다. 도6은 주름진 여과 매체(12)와 함께 측벽(32)과 측부 가스켓벽(36)의 상호관계를 도시한다. 지지 프레임(16)의 단부벽(34)과 설치 프레임(18)의 단부 가스켓벽(38)의 형상부와 상호관계는 주름진 여과 매체(12)와 함께 도7에 가장 잘 도시된다.
지지 프레임(16)은 복수의 측부 매체 결합 요소(28)를 포함하며, 양호하게는 측부 매체 결합 요소(28)는 측벽(32)의 길이부를 따라서 완전히 실질적으로 연장되도록 크기 설정되고 개수 설정된다. 즉, 측부 매체 결합 요소(28)에 의해 덮이는 전체 길이는 양호하게는 측벽(32)의 길이와 실질적으로 동일하다. 주름진 여과 매체(12)에 지지를 제공하는 경우, 간격과 배향을 포함하는 측부 매체 결합 요소(28) 각각은 양호하게는 여과매체(12)의 가장자리면에 인접하여 따라가도록 삼각형이거나 치 형상(tooth-like)일 수 있다. 측부 매체 결합 요소(28)의 조합은 그 가장자리에 인접하는 주름진 여과 매체(12)의 형상과 유사한 치 형상의 래크를 형상화한다.
측부 매체 결합 요소(28)는 양호하게는 상호 일체화되며, 더욱 바람직하게는 측벽(32)과 일체화하도록 형성된다. 일 측부 결합 요소(28)를 다른 것(예컨대, 요소(28)들에 의해 형성되는 마루부 사이의 골부(trough)에서)과 상호연결시키기 위해, 양호하게는 상호연결부(39)가 또한 구비된다. 하부 벽부(40)는 복수의 측부 매체 결합 요소(28)와 상호 연결부(39)를 측벽(32)과 상호연결하도록 구비된다. 하부 벽부(40)는 양호하게는 각각의 측부 매체 결합 요소(28)와 상호 연결하도록 측벽(32)을 따라 완전하게 실질적으로 연장된다. 도10에 도시되는 바와 같이, 채널(42)은 측벽(32)과 일련의 측부 결합 요소(28)들 사이에 형성되며, 채널은(42)은 하부 벽부(40)에 의해 하부에서 닫힌다. 채널(42)의 폭은 일련의 측부 매체 결합 요소(28)와 측벽(32) 사이의 간격에 의해 결정되고, 그의 깊이는 상호연결부(39)가 하부 벽부(40)로부터 연장되는 범위에 의해 최소로 형성된다. 이 채널(42)은, 필터 제품(10)의 조립 또는 사용 중에 미립자를 함유하는 여과 매체로부터 탈피할 수 있는 미립자 재료를 유지할 수 있는 수납 용적을 유익하게 지공한다. 지지 프레임(16)과의 상호작용부, 설치 프레임(18)과, 여과 매체(12)를 포함하는 필터 제품(10)의 조립된 상태에서, 이 용적은 양호하게는 탈피된 어느 미립자 재료를 함유하기 위해 채널(42)을 통하여 구비되는 여과 매체(12)에 의해 실질적으로 닫힌다. 양호하게는 각각의 지지 프레임(16)의 측벽(32)은 측부 매체 결합 요소(28)를 가지는 여과 매체(12)의 설계에 기초하여 유사하게 구성되며, 각각의 측벽(32)은 서로 대향하고, 양호하게는 서로 일치한다.
각각의 단부벽(34)은 도7 및 도9에 도시되듯이 양호하게는, 단부 매체 결합 요소(30)를 포함한다. 단부 매체 결합 요소(30)는 양호하게는 단부벽(34)에 비해 내측으로 배향되고 경사각을 이루어, 수평선에 대해 각도 α로, 양호하게는 30°와 80°의 사이로 형성된다. 단부 매체 결합 요소(30)는 또한 바람직하게는 단부벽(34)의 폭의 횡방향으로 전체가 실질적으로 연장되며, 하부 벽부(44)에 의해 그것과 상호연결된다. 측벽(32)과 같이, 각각의 단부벽(34)은 바람직하게는 단부 매체 결합 요소(30)와 서로 대향하도록 유사하게 구성된다. 그러나, 측부 매체 결합 요소(29)와는 다르게, 그의 목적이 여과 매체(12)를 그의 단부 가장자리에 인접하는 곳에서 결합시키는 것이므로 하나의 단부 매체 결합 요소(30)는 각각의 단부벽(34)에 구비될 수 있다. 단부 매체 결합 요소(30)는, 그러나, 다중부로 형성되는 것과 같은 다른 방식으로 구비될 수 있다. 또한, 채널(46)은 각각의 단부 매체 결합 요소(30)와 그에 대응하는 단부벽(34)의 사이로 생성되며, 채널(40)과 유사하게, 채널(46)의 폭은 하부 벽부(44)가 단부 매체 결합 요소(30)와 그것이 연결되는 측벽(34) 사이로 연장되는 거리에 기초한다. 채널(46)은 또한 여과 매체(12)의 단부 길이를 용이하게 변형할 수 있게 한다. 더욱 바람직하게는, 각각의 측벽(32)과 단부벽(34)의 하부 벽부(40 및 44)는 내부에 형성되는 나머지 면적으로 필터 제품(10)을 통해 유체가 흐를 수 있도록 개방되는 지지 프레임(16)의 주연의 가장자리의 둘레로 연장되는 연속적인 하부벽을 형성한다. 마찬가지로, 부분(39)들에 의해 상호 연결되는 측부 매체 결합 요소(28)는 각각 일련의 채널부(42)와 채널부(46)를 포함하는 실질적으로 연속적인 채널을 생성하도록 단부 매체 결합 요소(30)와 연속적인 방법으로 연장되는 것이 바람직하다. 도7 및 도9에 도시되는 바와 같이, 단부 매체 결합 요소(30)의 측부 가장자리는 각각의 단부벽(3)으로부터 가장 가까이 있는 마지막 측부 매체 결합 요소(29)의 경사진 가장자리를 따라 연결될 수 있다.
설치 프레임(18)은 양호하게는 도9에 도시된 바와 같이 측부 매체 결합 요소(24)가 측부 가스켓벽(36)의 길이부를 따라서 실질적으로 완전하게 연장되도록 크기 설정되고 개수 설정되는 측부 매체 결합 요소(24)를 또한 포함할 수 있다. 즉, 측부 매체 결합 요소(24)에 의해 덮이는 총 길이는 양호하게는 측벽(36)의 길이와 실질적으로 동일하다. 주름진 여과 매체(12)에 지지 및 압착을 제공하는 경우, 간격과 배향을 포함하는 측부 매체 결합 요소(24) 각각은 양호하게는 여과 매체(12)의 가장자리면에 인접하여 따라가도록 삼각형이거나 치 형상일 수 있다. 측부 매체 결합 요소(24)의 조합은 그 가장자리에 인접하는 주름진 여과 매체(12)의 형상과 유사한 치 형상의 래크를 형상한다.
측부 매체 결합 요소(24)는 양호하게는 상호 일체화되며, 더욱 바람직하게는 측벽(36)과 일체화하도록 형성된다. 일 측부 결합 요소(24)를 다른 것(예컨대, 요소(28)들에 의해 형성되는 마루부 사이의 골부(trough)에서)과 상호연결시키기 위해, 양호하게는 상호연결부(48)가 또한 구비된다. 상부 벽부(50)는 복수의 측부 매체 결합 요소(24)와 상호 연결부(48)를 측벽(36)과 상호연결하도록 구비된다. 상부 벽부(50)는 양호하게는 각각의 측부 매체 결합 요소(24)와 상호 연결하도록 측벽(36)을 따라 완전하게 실질적으로 연장된다. 도11에 도시되는 바와 같이, 채널(52)은 측벽(36)과 일련의 측부 결합 요소(24)들 사이에 형성되며, 채널은(52)은 상부 벽부(50)에 의해 하부에서 닫힌다. 채널(52)의 폭은 일련의 측부 매체 결합 요소(24)와 측벽(36) 사이의 간격에 의해 결정되고, 그의 깊이는 상호연결부(48)가 상부 벽부(50)로부터 연장되는 범위에 의해 최소로 형성된다. 이 채널(52)은, 필터 제품(10)의 배향에 따라 필터 제품(10)의 조립 또는 사용 중에 미립자를 함유하는 여과 매체로부터 우연히 제거되거나 탈피할 수 있는 미립자 재료를 유지할 수 있는 수납 용적을 유익하게 제공할 수 있다. 상기와 같이, 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)이 여과 매체(12)와 정 위치에 조립되는 경우, 양호하게는 여과 매체(12)에 의해 측부 매체 결합 요소(24)를 따라 여과 매체(12)와 채널(52)의 사이의 용적이 실질적으로 닫힌다. 양호하게는 각각의 설치 프레임(18)의 측부 가스켓벽(36)은 측부 매체 결합 요소(24)를 가지는 여과 매체(12)의 설계에 기초하여 유사하게 구성되며, 각각의 측부 가스켓벽(36)은 서로로부터 대향하고, 양호하게는 서로 일치한다.
각각의 단부 가스켓벽(38)는 도7 및 도9에 도시된 바와 같이 양호하게는, 단부 매체 결합 요소(26)를 포함한다. 단부 매체 결합 요소(26)는 양호하게는 단부 가스켓벽(38)에 비해 수평선에 대해 각도 α로 형성되더라도 (도7 및 도9에 도시되는 바와 같이)단부 가스켓벽(38)에 실질적으로 평행하도록 배향되고 지향된다. 단부 매체 결합 요소(26)는 또한 바람직하게는 단부 가스켓벽(38)의 폭의 횡방향으로 전체가 실질적으로 연장되며, 상부 벽부(54)에 의해 그것과 상호연결된다. 측부 가스켓벽(36)과 같이, 각각의 단부 가스켓벽(38)은 바람직하게는 단부 매체 결합 요소(26)와 서로 대향하도록 유사하게 구성된다. 그러나, 측부 매체 결합 요소(24)와는 다르게, 그의 목적이 여과 매체(12)를 그의 단부 가장자리에 인접하는 곳에서 결합시키는 것이므로 하나의 단부 매체 결합 요소(26)는 각각의 단부 가스켓벽(38)에 구비될 수 있다. 단부 매체 결합 요소(26)는, 그러나, 다중부로 형성되는 것과 같은 다른 방식으로 구비될 수 있다. 또한, 채널(56)은 각각의 단부 매체 결합 요소(26)와 그에 대응하는 단부 가스켓벽(38)의 사이로 생성되며, 채널(52)과 유사하게, 채널(56)의 폭은 상부 벽부(54)가 단부 매체 결합 요소(26)와 그것이 연결되는 측부 가스켓벽(38) 사이로 연장되는 거리에 기초한다. 채널(56)은 또한 여과 매체(12)의 단부 길이를 용이하게 변형할 수 있게 한다. 더욱 바람직하게는, 각각의 측부 가스켓벽(36)과 단부 가스켓벽(38)의 상부 벽부(50 및 54)는 내부에 형성되는 나머지 면적으로 필터 제품(10)을 통해 유체가 흐를 수 있도록 개방되는 설치 프레임(18)의 주연의 가장자리의 둘레로 연속적으로 연장되는 상부벽을 형성한다. 마찬가지로, 부분(48)들에 의해 상호 연결되는 측부 매체 결합 요소(24)는 각각 일련의 채널부(52)와 채널부(56)를 포함하는 실질적으로 연속적인 채널을 생성하도록 단부 매체 결합 요소(26)와 연속적인 방법으로 연장되는 것이 바람직하다. 도7 및 도9에 도시되는 바와 같이, 단부 매체 결합 요소(26)의 측부 가장자리는 각각의 측부 가스켓벽(36)의 단부에서 마지막 측부 매체 결합 요소(24)와 연결될 수 있다. 도7에 도시되는 바와 같이, 연결 지점은 여과 매체(12)의 단부에 대한 단부 매체 결합 요소(26)의 필요한 위치에 의존한다. 도7에 또한 도시된 바와 같이, 양호하게는 단부 매체 결합 요소(26)는 여과 매체(12)가 연장될 수 있는 그의 단부와 지지 프레임(18)의 단부 매체 결합 요소(30)의 표면 사이에 핀칭 대를 생성한다. 더욱 양호하게는, 여과 매체(12)의 단부 가장자리는 핀칭 구역을 지나, 채널(46)을 향해 단부 매체 결합 요소(30)를 따라 연장된다.
또한, 설치 프레임(18)을 따라 연장되는 채널의 주연부는, 일련의 채널부(52 및 56)에 의해 텔레스코핑 형태(telescoping type)의 배열을 수납하고, 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 사이에 끼워진다. 구체적으로, 지지 프레임(16)의 측벽(32)과 단부벽(34)의 상부는 각각 설치 프레임(18)의 채널부(52 및 56) 내에 끼워져 일련의 측부 매체 결합 요소(24), 단부 매체 결합 요소(26)와 설치 프레임(18)의 측부 가스켓벽(36), 단부 가스켓벽(38)의 조합의 사이에 위치설정된다. 따라서 지지 프레임(16)을 설치 프레임(18)에 겹치게 위치설정 하는 것이 가능하므로, 측부 매체 결합 요소(28 및 24) 각각과 단부 매체 결합 요소(30 및 26) 각각은 여과 매체(12)의 주름진 구조에 따라 효과적으로 상호 맞물릴 수 있다. 본 발명에 따라, 그러한 협동 형상부 또는 맞물림 형상부는 사용될 여과 매체에 기초하여 평활한 협동 형상부를 가지는 평활한 매체의 가능성까지도 포함하는 수 개의 상이한 형태로 제공될 수 있음이 예상된다. 양호하게는, 그러한 형상부는 여과 매체와 여과 매체의 가장자리를 따라 실질적으로 연속적으로 접촉한다.
지지 프레임(16)의 측벽(32)과 단부벽(34)이 설치 프레임(18)의 상부 채널(52 및 56) 각각에 끼워지는 구조에 의해, 상부 벽부(50 및 54)의 내측면은 각각 측벽(32)과 단부벽(34)의 상부 가장자리와 접합하여, 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)의 포개어지는 효과를 제한한다. 중요하게는, 이 제한은 단부 매체 결합 요소(30)와 단부 매체 결합 요소(26) 사이의 간격 뿐만 아니라, 측부 매체 결합 요소(28)와 측부 매체 결합 요소(24) 사이의 간격을 또한 설정한다. 양호하게는, 간격은 여과 매체(12)를 수납하도록 실질적으로 시종일관 일정하며 일정한 경사각을 이룬다. 더욱 바람직하게는, 간격은 다양한 결합 요소와 그의 가장자리에 인접하는 여과 매체(12)의 사이가 실질적으로 연속적으로 접촉되게 할뿐만 아니라, 그의 전체 주연의 가장자리에 인접하는 여과 매체(12)를 또한 핀칭하고 따라서 압착된다. 알려진 특정 여과 매체(12)의 두께와 상기의 부품들의 치수에 기초하여 결정되는, 어느 필요한 레벨의 압착을 수용하는 간격이 효과적으로 형성될 수 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 측부 매체 결합 요소(24 및 28)는 그들 사이에 일련의 측부 매체 결합 요소(24 및 28)와 상호연결부(48 및 39) 각각을 지나 연장되는 간극(gap)을 형성하여, 지지 프레임(16)의 마루부는 바람직하게는 설치 프레임(18)의 골부 내로 끼워 맞춰지고, 그 역 또한 성립한다. 간극은 여과 매체(12)를 일정하게 유지하기 위해 전체의 갭 길이를 따라 양호하게는 실질적으로 시종일관 일정하나, 후술되는 바와 같이 특히 하나 이상의 측부 매체 결합 요소(24 및/또는 28)를 경사각을 이루게 하는 변경이 본 발명에 유익하게 수용될 수 있다. 어느 경우에도, 일련의 측부 매체 결합 요소(24 및 28)의 사이에 형성되는 간극 내에 그 측부 가장자리에 인접하는 여과 매체(12)를 적절하게 유지하는 것이 양호하다.
더욱이, 본 발명의 유리한 일 태양으로, 상호 배열되는 측부 매체 결합 요소(24 및 28)는 여과 매체(12)의 가장자리로부터 내측으로 이격되는 지점에서 실질적인 선 접촉으로 여과 매체(12)를 따라 여과 매체를 지지하고 바람직하게는 압 착한다. 간극을 따라 임시적인(occasional) 압착 지점이 대신 사용될 수 있음이 예상된다.
도13에 도시된 바와 같이, 여과 매체(12)는 양호하게는 채널(42)에 의해 형성되는 용적 내로 연장되며, 여과 매체(12)의 연장부(13)는 상술한 바와 같이 그 용적을 닫도록 작용한다. 양호하게는, 연장부(13)는 여과매체(12)의 압착 구역(15)을 여과 매체(12)의 측부 가장자리로부터 이격시키도록 여과 매체(12)의 두께의 적어도 두 배이다. 유리하게는, 이 배열은 여과 매체(12)의 치수의 더 큰 변경을 수용하고, 여과 매체(12)의 측면에서 잘 지지되는 것을 보증한다. 본 명세서의 다른 부분에서 기술되는 바와 같이, 여과 매체(12)의 단부 가장자리가 그들의 압착 지점을 지나 연장되는 경우에 있어서도 마찬가지이다. 또한, 압착 구역(15)을 여과 매체(12)의 측부 가장자리로부터 내측으로 이격시킴으로써, 여과 매체(12) 내에 내장될 수 있는 압착 구역에 의해 유발되는 것과 같은 굴대받이(pillowing) 효과가 발생할 수 있다. 따라서, 여과 매체(12) 자체에 다소의 좌굴 및 변위가 생겨도, 또는 특히, 탄소와 같은 어느 미립자 재료가 여과 매체(12) 내로 산재되거나 여과 매체의 층으로 구비되더라도, 내측으로의 압착 구역(15)의 간격은 여과 매체(12)의 가장자리로부터 미립자 재료의 탈피를 최소화 할 것이다. 대조적으로, 매체의 가장자리에서의 그리핑(gripping)은 측부 가장자리로부터 어느 미립자 재료를 좌굴시키거나 이동시키고 탈피하게 한다. 더욱이, 가장자리로부터의 탈피는 또한 그의 가장자리에서 매체의 두께를 줄임으로써 프레임 시스템의 유지력(보유력, holding power)을 또한 포함할 수 있으므로, 측부 가장자리는 보다 느슨하게 지지 되도록 한다. 본 발명에 의해, 여과 매체(12)의 측부 가장자리로부터 이격된 그러나 인접하는 지점에서 여과 매체(12)이 압착되고, 가능하게는 다소 좌굴되더라도 양호한 압착 지지가 달성된다.
또한, 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)은 상술한 제한 위치로 형성되는 조립된 상태에 있는 경우 상호 해제 가능하게 로킹된다. 그러나, 지지 프레임(16)은 설치 프레임(18)과 영구적으로 조립될 수도 있다. 그러한 영구적인 조립은 초음파 접합, 지짐 접착(heat staking), 접착제와, 기계 체결과 같은 제한이 없는 예(non-limiting)를 포함하는 어느 종래의 또는 개발된 접합 또는 연결 기술로 사용될 수 있다. 해제가능한 로킹 기술은 해제가능한 접착제(releasable adhesive), 상호 자기 작용 요소(magnetically interactive element) 등 뿐만 아니라, 스냅 요소, 후크와 루프 연결자 등과 같은 기계적 간섭 형식(mechanical interference-type)의 로킹을 포함할 수 있다.
지지 프레임(16)을 설치 프레임(18)으로 유지시키는 양호한 방법으로 해제가능한 스냅 로킹 시스템이 포함된다. 구체적으로 지지 프레임(16)은, 양호하게는 주연 로킹 플랜지(58)를 더 포함한다. 로킹 플랜지(58)는 지지 프레임(16)의 상부 주연의 전체 둘레로 연장되거나 해제가능한 스냅 로킹 시스템에서 기능하도록 되는 하나 이상의 세그먼트를 구비할 수 있다. 로킹 플랜지(58) 또는 그것의 어느 세그먼트는, 유익하게는 지지 프레임(16)에 구조적 강도를 더하여 더 가느다란 재료의 사용으로 그와 같은 보강의 지지 프레임(16)을 만들 수 있게 된다.
설치 프레임(18)의 하나 또는 양 채널(52 및/또는 56) 내에, 도11에 도시되 는 바와 같이 채널(52) 내에서 측부 가스켓 벽(36)의 내측면으로부터 연장되는 어느 수의 로킹 돌출부(60)가 구비될 수 있다. 양호하게는, 그러한 로킹 돌출부(60)는 양 채널부(52) 내부에 일정한 간격으로 위치된다. 각각의 로킹 돌출부(60)는 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)이 충분히 조립되는 경우 로킹 플랜지(58)가 그곳에 끼워질 수 있도록 크기 설정되고 형상화되는 수용 공간(receiving space)(62)을 형성한다. 각각의 돌출부(60)는 또한 양호하게는, 로킹 플랜지(58)의 주연을 로킹 돌출부(60)를 지나 상기의 각각의 로킹 공간(62) 내에 끼우도록 용이하게 통과시키는 캠면(cam surface)(64)을 구비한다.
설치 프레임(18)을 지지 프레임(16)으로부터 용이하게 스냅 끼움하거나 용이하게 해제시키기 위해서, 캠면(64)과 로킹 플랜지(58)의 상호작용부에 보다 큰 가요성을 부가시키는 것이 필요하다. 도8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이를 수행하는 일 방식은, 단부 가스켓 벽(38)과 측부 가스켓 벽(36)을 실질적으로 나누는 가요성 슬릿(66)을 설치 프레임(18)의 모서리(corner)에 절삭하거나 형성하는 것이다. 슬릿(66)은 보다 큰 가요성을 부가하여, 로킹 돌출부가 측부 매체 결합 요소(24)로부터 보다 용이하게 변위될 수 있게 되므로, 따라서 로킹 플랜지(58)의 주연부가 로킹 돌출부(60)를 보다 용이하게 통과할 수 있게 된다. 로킹 플랜지(58)의 주연부가 채널(52) 내로 삽입됨에 따라, 로킹 플랜지(58)의 주연부 각각이 캠면(64)과 접촉하여 로킹 돌출부(60) 및 그에 따라 측부 가스켓 벽(36)을 외향으로 가압하여 추가적인 간극(clearance)을 제공한다. 그에 따라, 로킹 플랜지(58)의 주연부가 공간(62) 내에 충분히 위치설정되는 경우, 측부 가스켓 벽(36) 의 탄성의 성질에 의해 로킹 돌출부(60)는 측부 매체 결합 요소(24)를 향해 후방으로 압박되어, 로킹 플랜지(58)의 주연부의 밑에서 로킹되도록 된다. 더욱이, 더욱 바람직하게는 로킹 돌출부(60)의 로킹면(68)은 측부 가스켓 벽(36)의 내면으로부터 약간 하향으로 경사져서 로킹과 해제를 용이하게 한다. 경사진 표면(68)은 유리하게는, 여과매체(12)의 두께를 변경할 수 있는 보정 형상부가 된다. 즉, 여과 매체(12)이 공간에 충분히 포개어지는 삽입(telescoping insertion)을 형성하기 때문에 로킹 플랜지(58)의 주연부가 공간(62) 내에 충분히 끼워지지 않아도 경사에 의해 그곳에 로킹될 수 있다. 예컨대, 여과 매체가 계획보다 약간 더 두꺼운 경우라도, 표면(68)의 경사는 공간(62)의 개구를 효과적으로 증가시키기 때문에 로킹 플랜지(58)의 주연부에 로킹될 수 있다.
양호한 실시예에 따르면, 설치 프레임(18)의 측부 매체 결합 요소(24)와 지지 프레임(16)의 측부 매체 결합 요소(28)는 측벽(36 및 32) 각각에 대해 약간 경사각을 이룬다. 구체적으로, 도10에 도시되는 바와 같이, 측부 매체 결합 요소(28)는 도시되는 바와 같이 수평면에 대해 90°보다 작은 β의 각도로 경사각을 이룰 수 있다. 마찬가지로, 도11에 도시되는 바와 같이, 측부 매체 결합 요소(24)는 수평면에 대해 90°보다 작은 θ의 각도로 경사각을 이룰 수 있다.
도12에 도시된 바와 같이, 측부 매체 결합 요소(24 및 28)는 모두 측벽(32)과 측부 가스켓 벽(36)의 조합으로부터 내측으로 경사를 이룰 수 있다. 도12는 도면의 목적상, 여과 매체(12)가 없이 조립된 지지 프레임(16)과 설치 프레임(18)을 도시하고 있음을 알 수 있다. 측벽(36 및 32)으로부터 측부 매체 결합 요소(24 및 28)를 평행하게 적어도 5°로 경사각을 이루게 함으로써, 여과 매체(12)를 그의 지지되는 위치에서 보다 효과적으로 핀칭하고 압착하게 하는 보다 큰 가요성이 제공됨을 알 수 있다. 즉, 설치 프레임(18)의 채널(52 및 56) 내에 지지 프레임(16)의 이동의 결과로 가요성이 제공되어 각각의 매체 결합 요소(24)와 각각의 매체 결합 요소(28)는 내측으로 독립적으로 굽어질 수 있다(약간의 경사각에 의해 내측 이동이 용이하게 되는). 따라서, 하나 이상의 여과 매체(12)의 부분이 그의 가장자리에서 어느 이유로 보다 밀집되고, 두껍고 또는 적게 압착된다면, 영향을 받은 매체 결합 요소(24 및 28)는 굽어짐으로써 다른 쌍의 매체 결합 요소(24 및 28)가 서로 계속 접근하도록 한다. 효과적으로는, 여과 매체를 여과 매체(12)의 가장자리에 인접하는 곳에서 보다 잘 연속적으로 핀칭하고 밀봉할 수 있다. 또한, 상호 맞물리는 한 쌍의 결합 매체요소간의 굽어짐은, 다르게는 좌굴시키는 힘에 초래될 수 있는 여과 매체(12) 자체의 어느 손상을 최소화할 수 있다. 더욱이, 경사각을 이루는 단부 매체 결합 요소(30)들은 단부 매체 결합 요소(26)들이 여과 매체(12)를 사이에 두고 서로를 향해 이동함에 따라 이와 유사하게 작용한다. 가요성을 더욱 촉진시키거나 증대시키는 형상부가 단부 매체 결합 요소(26 또는 30)의 어느 하나로 구체화될 수 있음이 더욱 예상된다.
본 발명의 프레임 조립체는 상기에서 기술되고 제시되는 다른 매체의 조합을 지지하도록 또한 사용될 수 있음이 더욱 예상된다. 예컨대, 본 발명에 따른 프레임 조립체는 특정 장치에 따라 나란히(side-by-side) 또는 다른 관련된 패턴으로 상호 조합되거나 적층될 수 있다. 더욱이, 하나의 또는 개조된 프레임 조립체에 의해 서로 동일하거나 상이한 복수의 여과 매체가 수 있음이 예상된다. 즉, 여과 매체의 다중 층은 프레임 지지 구조 내에 함께 적층될 수 있으며, 매체는 유사하게 지지되거나(주름진 재료의 층과 같이) 비유사한 형상부 또는 구조를 포함할 수 있다.
추가적인 예로, 도14는 다른 매체 층(112)과 결합하는 상술한 주름진 여과 매체(12)를 도시한다. 매체의 층(112)은 여과 매체(12)의 주름의 마루부와 설치 프레임 연장 플랜지(114)의 사이에서 지지될 수 있다. 그러한 연장 플랜지(114)는 설치 프레임(18)의 상부면(50) 및/또는 상부면(54)으로부터, 또는 오직 하나 이상의 선택된 지점으로부터 주연부 플랜지(예컨대, 전체의 둘레로)로 연장될 수 있다. 하나 이상의 연장 플랜지(114)는 양호하게는 매체(112)의 내측으로 매체를 지나 연장되어 여과 매체(12)와 함께 정 위치에 유지된다. 그러한 연장 플랜지(들)는 상부면(50 및/또는 54)과 다른 그러한 요소들이 여과 매체(12)의 지지 없이 매체의 층을 지지하는데 사용되도록 더 낮은 레벨로 구비됨이 예상된다. 또한, 경사각을 이루는 치(angled teeth)(115)와 같은 그립의 향상된 형상부는 하향으로, 가능하게는 내측으로 연장되어 매체(112)를 적절한 위치에 유지시키는 것을 향상시킨다. 그러한 매체를 추가함으로써,상이한 크기의 미립자를 선별하는 매체는 필터 제품(10)의 여과 작동을 보충하여 예컨대, 매체(112)가 보다 용이하게 교체될 수 있게 하거나, 예컨대, 미립자 재료에 대한 냄새를 제거하는 다른 여과 구상을 추가하여 여과를 보충할 수 있다.

Claims (23)

  1. 필터 제품이며,
    여과 매체와, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 제공되는 프레임 조립체를 포함하고, 운반 유체는 통과시키는 반면 여과물은 제거하기 위한 여과 매체의 입력면과 출력면을 구비하고,
    프레임 조립체는,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제1 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 복수 개의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제2 측면의 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 복수 개의 매체 결합 요소를 포함하는 설치 프레임을 포함하고,
    제1 및 제2 측면에 여과 매체를 접촉시킴으로써 사이에 여과 매체를 지지하기 위해 지지 프레임의 매체 결합 요소가 설치 프레임의 매체 결합 요소와 상호작용하는 상태로, 지지 프레임과 설치 프레임이 여과 매체의 가장자리의 적어도 일부분에 인접하게 프레임 조립체를 제공하도록 함께 상호작용식으로 조립되고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 적어도 하나의 프레임이 여과 매체의 가장자리의 일부분을 따라 주행하도록 위치 설정되는 채널을 형성하기 위해 매체 결합 요소로부터 이격되는 벽부를 더 포함하고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 적어도 하나의 프레임의 매체 결합 요소는 각각의 벽부로부터 떨어져 각도를 각각 이루고, 독립적으로 내측으로 굽어질 수 있는 필터 제품.
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  21. 필터 제품이며,
    여과 매체와, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 제공되는 프레임 조립체를 포함하고, 운반 유체는 통과시키는 반면 여과물은 제거하기 위한 여과 매체의 입력면과 출력면을 구비하고,
    프레임 조립체는,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 벽부와, 벽부로부터 이격되고 여과 매체의 제1 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 벽부와, 벽부로부터 이격되고 여과 매체의 제2 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 설치 프레임을 포함하고,
    제1 및 제2 측면에 여과 매체를 접촉시킴으로써 사이에 여과 매체를 지지하기 위해 지지 프레임의 매체 결합 요소가 설치 프레임의 매체 결합 요소와 상호작용하는 상태로, 지지 프레임과 설치 프레임이 여과 매체의 가장자리의 적어도 일 부분에 인접하게 프레임 조립체를 제공하도록 함께 상호작용식으로 조립되고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 하나의 프레임의 실질적으로 모든 벽부는 매체 결합 요소와 다른 프레임의 벽부의 사이에 위치설정되는 필터 제품.
  22. 필터 제품이며,
    여과 매체와, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 제공되는 프레임 조립체를 포함하고, 운반 유체는 통과시키는 반면 여과물은 제거하기 위한 여과 매체의 입력면과 출력면을 구비하고,
    프레임 조립체는,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제1 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 한 부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제2 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 적어도 하나의 매체 결합 요소를 포하하는 설치 프레임을 포함하고,
    제1 및 제2 측면에 여과 매체를 접촉시킴으로써 사이에 여과 매체를 지지하기 위해 지지 프레임의 매체 결합 요소가 설치 프레임의 매체 결합 요소와 상호작용하는 상태로, 지지 프레임과 설치 프레임이 여과 매체의 가장자리의 적어도 일 부분에 인접하게 프레임 조립체를 제공하도록 함께 상호작용식으로 조립되고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 적어도 하나의 프레임은 매체 결합 요소로부터 이격된 벽부를 더 포함하고, 적어도 하나의 프레임의 매체 결합 요소는 벽부로부터 떨어져 각도를 이루고, 상기 각도를 이루는 매체 결합 요소들은 각각 독립적으로 내측으로 굽어질 수 있는 필터 제품.
  23. 필터 제품이며,
    여과 매체와, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 제공되는 프레임 조립체를 포함하고, 운반 유체는 통과시키는 반면 여과물은 제거하기 위한 여과 매체의 입력면과 출력면을 구비하고,
    프레임 조립체는,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제1 측면 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 복수 개의 매체 결합 요소를 포함하는 지지 프레임과,
    길이부를 갖고, 여과 매체의 적어도 일부분을 따라 연장되며, 여과 매체의 제2 측면의 상에서 여과 매체의 가장자리와 지지 접촉하고 그에 인접하게 배열되는 복수 개의 매체 결합 요소를 포함하는 설치 프레임을 포함하고,
    제1 및 제2 측면에 여과 매체를 접촉시킴으로써 사이에 여과 매체를 지지하기 위해 지지 프레임의 매체 결합 요소가 설치 프레임의 매체 결합 요소와 상호작용하는 상태로, 지지 프레임과 설치 프레임이 여과 매체의 가장자리의 적어도 일부분에 인접하게 프레임 조립체를 제공하도록 함께 상호작용식으로 조립되고, 지지 프레임과 설치 프레임 중 적어도 하나의 프레임이 여과 매체의 가장자리의 일부분을 따라 주행하도록 위치 설정되는 채널을 형성하기 위해 매체 결합 요소로부터 이격되는 벽부를 더 포함하고, 지지 프레임과 설치 프레임은 각각 적어도 하나의 측부 프레임 부품과 단부 프레임 부품을 포함하고, 각각의 측부 프레임 부품은 측부 프레임 부품을 따라 일렬로 배열되는 복수의 매체 결합 요소를 포함하고, 지지 프레임과 설치 프레임의 단부 프레임 부품은 여과 매체의 단부에 인접한 위치에 여과 매체를 고정하기 위해 서로를 향해 연장되고 그들 사이에 여과 매체 압착 구역을 형성하는 단부 매체 결합 요소를 포함하고, 지지 프레임의 단부 프레임 부품은 그 사이에 채널을 형성하도록 벽부에 의해 그 단부 매체 결합 요소로부터 이격되는 단부벽을 포함하며, 단부 매체 결합 요소는 이격된 단부벽으로부터 멀리 각도를 이루어 연장되고, 설치 프레임의 단부 부품은 그 사이에 채널을 형성하도록 벽부에 의해 그 단부 매체 결합 요소로부터 이격되는 가스켓 단부벽을 포함하며, 지지 프레임의 단부벽은 설치 프레임의 단부벽의 채널 내에 위치설정되는 필터 제품.
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