KR101229613B1 - 필터 장치, 하우징, 조립체 및 방법 - Google Patents

필터 장치, 하우징, 조립체 및 방법 Download PDF

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Abstract

에어클리너와 에어클리너를 위한 바람직한 부품이 제공된다. 하나의 장치에 있어서, 에어클리너는 사용하는 동안에, Z-필터 미디어를 제거가능하게 수용하도록 구성되어 있는 밴드와 카세트 부품을 포함한다. 다른 장치에 있어서, 밴드는 미디어팩에 영구적으로 장착된다. 상기 카세트 부품과 밴드를 사용하도록 구성되어 있는 에어클리너 장치는 주 필터 카트리지와 카세트를 수용하기 위한 중앙 하우징부를 가진 장치를 포함하며 세 개의 측부를 가진 장착 장치를 포함한다. 바람직한 프리클리너 장치 및 출구 튜브 장치는 중앙 하우징부에 고정할 수 있다.

Description

필터 장치, 하우징, 조립체 및 방법{FILTER ARRANGEMENTS, HOUSINGS, ASSEMBLIES, AND METHODS}
본 발명은, 예를 들면 차량이나 다른 설비에서 엔진 연소 공기를 세정하는 데 사용하기 위한 에어클리너에 관한 것이다. 또한 본 발명은 바람직한 부품, 조립체 및 방법에 관한 것이다.
가스류는 종종 그 안에 포함된 입자상 물질을 포함한다. 많은 경우에 있어서, 가스 유동류로부터 많은 또는 모든 입자상 물질을 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 엔진부착 차량 또는 동력 발생 장치용 엔진에 흡입되는 흡입 공기는 종종 그 안에 입자상 물질을 포함한다. 포함되어 있는 기구의 내부 작동부에 도달할 입자상 물질은 실제적인 손상을 야기할 수도 있다. 그러므로, 포함되어 있는 엔진 또는 다른 설비의 상류 가스류로부터 입자상 물질을 제거하는 것이 바람직하다. 입자상 물질을 제거하기 위한 여러 가지의 에어클리너가 개발되어 있다.
미디어팩으로써 Z-필터 미디어 구조를 이용하는 에어클리너 장치의 사용이 일반적인 경향이 되어 왔다. 일반적으로, Z-필터 미디어 구조는 대면 시트에 고정된 플루트 시트를 미디어팩 구조에 형성한 것을 특징으로 한다. Z-필터 장치의 예로는, 1997년 11월 6일 공개된 PCT 국제공개공보 WO 97/40918호와; 미국 특허 제 6,190,432호 및 제6,350,291호; 2004년 3월 17일 출원된 PCT 출원 US04/079927호; 2003년 12월22일 미국임시출원 제60/532,783호; 2003년 11월 20일 공개된 PCT 국제공개공보 WO 03/095068호; 2004년 1월 22일 공개된 PCT 국제공개공보 WO 04/007054호; 2003년 10월 16일 공개된 PCT 국제공개공보 WO 03/084641호; 2004년 2월 11일 출원된 미국임시출원 제60/543,804호에 개시되어 있으며, 이들 각각의 완전한 개시가 본원에 참조로서 인용되었다.
몇몇 장치에 있어서, 하우징의 측면(단부에 대향된 바와 같이)을 통하여 에어클리너 하우징 내에 장착된 Z-필터 미디어를 갖는 구성을 개발하는 것이 요구된다. 이러한 장치는 본원에 참조로 인용된 PCT국제공개공보 WO 03/095068호에 개시되어 있다.
전반적으로, 개선책이 고려되었다.
본 발명에 따라서, 에어클리너 장치에서 또는 에어클리너 장치용 부품으로써 바람직하게 사용하기 위한 여러 가지 특징 및 기술이 제공된다. 몇몇 바람직한 부품은 이들 부품을 사용하는 조립체와 함께 제공된다. 또한, 조립, 수리 및 사용 방법이 제공된다.
본원에 개시된 특정 부품, 기술 및 구조가 실시예에 도시된 바와 같이, 바람직하게 함께 사용될 수도 있다. 그러나, 바람직한 대체적인 장치를 생성하도록 개별적으로 선택되고 사용될 수도 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 장치에 특별한 요구사항은 없으며, 여러 가지 모든 바람직한 특징을 개시한다.
개시된 바람직한 특징 중에서, 에어클리너 조립체에서는 밴드 또는 카세트 부품을 사용할 수 있다. 카세트 부품은 사용하는 동안에 Z-필터 미디어팩을 수용하도록 구성되는 것이 바람직하다. 카세트 부품 및 미디어팩은 손으로 분리 가능 또는 영구적으로 장착할 수 있다. 본문에 사용된 "손으로 분리가능" 이라는 용어및 그 변형어는 부품을 보통의 손의 압력으로 카세트 부품에 손상을 주지 않고 분리하여 카세트 부품을 재사용하게 할 수 있다는 의미이다. 조립시, 카세트 부품 및 필터 카트리지는 종종 필터 카트리지/카세트 조합체로 또는 그 변형어로 불리운다.
다른 바람직한 특징은 장착 장치를 가진 전체 하우징 구조를 포함하도록 구비하는 것이 유리하다. 개시된 하나의 특정 장착 장치는 박스드(boxed) U의 대향하는 두 측부와 베이스에 대응하여 장착하도록 구성된 세 측부를 가진 박스드 U 형상 장치이다. 본문에 있어서, "박스드"라는 용어는 세 개의 직선 장착 측부로 형성된 U-형상, 즉 두 개의 대향하는 병렬 측부와 그 사이에 연장된 중앙 베이스로 형성된 U-형상을 의미한다. 대체물이 가능할지라도, 도시된 전형적인 바람직한 장치에서, 측면 서비스 접근은 박스드 U-형상 장착 장치의 중앙 베이스에 대향한 위치에서 에어클리너 하우징 내에 제공되어 있다.
입구부와; 중앙 또는 주 에어 필터 카트리지 수용부와; 접근 커버와; 출구부에 대응하여 별개로 예비 제조되어 조립가능한 부품을 포함한 모듈러 구조가 제공된다. 이들 부품은 예비 제조되고 에어클리너로 조립된다. 전형적인 에어클리너는 플라스틱으로 주조된 이들 부품을 포함하고, 에어클리너 하우징을 형성하도록 용접 또는 다른 방법으로 고정된다.
본 발명에 따른 바람직한 에어클리너 구조와 함께 사용하기 위한 바람직한 안전 요소 장치가 또한 제공된다. 안전 요소는 용이한 수동 조작을 위한 핸들 장치를 포함하고, 또한 장착을 조력하는 피봇 돌출장치를 포함한다.
다른 특징, 부품 및 기술은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 에어클리너 조립체의 입구 단부의 사시도.
도 2는 도 1의 2-2선을 취한 수평 단면도.
도 3은 도 1의 3-3선을 취한 수직 단면도.
도 4는 도 1의 4-4선을 취한 수직 단면도.
도 5는 도 1의 조립체에서 사용가능한 카세트 부품의 단부도.
도 6은 도 5의 6-6선을 취한 단면도.
도 7은 도 5의 7-7선을 취한 단면도.
도 7a는 도 5에 도시된 카세트 부품의 입구 단부의 사시도.
도 8은 도 1에 도시된 조립체와 유사한 특징을 가진 조립체의 도식적인 사시도.
도 9는 커버를 제거한 초입 부분의 단계 동안을 도시한 도 8의 조립체의 도식적인 도면.
도 10은 도 9에 관한 커버를 제거한 후기 부분 단계 동안을 도시한 도 8 및 도 9의 배치를 나타낸 도면.
도 11은 도 8 내지 도 10 에 도시된 배치를 도시한 것으로서 커버가 제거되 고, 필터 카트리지 부품이 제거된 상태를 도시한 도면.
도 12는 카세트와 커버 부품으로부터 필터 카트리지 부품이 분리되고, 이들 두 부품이 에어클리너 하우징으로부터 제거된 상태를 도시한 도 11의 배치를 도시한 도면.
도 13은 도 12에서 안전 또는 제 2 필터가 부분적으로 제거된 상태를 도시한 도면.
도 14는 도 13에서 안전 필터가 완전히 제거된 상태를 도시한 도면.
도 15는 도 8에서 교체적으로 위치될 수 있음을 이해시키기 위해 출구 부품과 입구 부품이 분리된 상태를 도시한 도면.
도 16 a-x는 도 8에 도시된 바와 같은 어떤 특징을 가진 조립체가 어떻게 여러 방향으로 장착될 수 있는 지를 도식적으로 도시한 도면으로서, 도 16 a-x는 가능한 몇몇 방향만을 도시한 도면.
도 17은 도 1에 도시된 에어클리너의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 18은 에어클리너를 포함하는 시스템의 도식적인 도면.
도 19는 도 3의 주 또는 일차 필터 카트리지의 측면도.
도 20은 도 19의 주 또는 일차 필터 카트리지의 상면도(출구단).
도 21은 도 20의 21-21선을 도시한 도 19의 필터 카트리지의 단면도.
도 22는 도 3 및 도 19 내지 도 21의 필터 카트리지 내에서 사용가능한 Z-필터 미디어의 부분도.
도 23은 도 1 내지 도 3의 조립체에서 사용가능한 안전 요소의 상면도.
도 24는 도 23에 도시된 안전 요소의 입구 단부의 사시도.
도 25는 도 23의 25-25선을 취한 단면도.
도 26은 본 발명에 따른 조립체에서 사용가능한 Z-필터 미디어의 제 2의 부분적이고 도식적인 사시도.
도 27은 도 26에 도시된 미디어의 일부분의 도식적인 단면도.
도 28은 여러 가지 파상형 미디어 형상의 예를 도시한 개략적인 도면.
도 29는 본 발명에 따른 미디어 제조 방법을 도시한 개략적인 도면.
도 30은 본 발명에 따른 장치에서 사용가능한 미디어 플루트의 선택적인 단부 다트의 단면도.
도 31은 본 발명에 따른 원리를 실시하는 제 2 에어클리너의 측단면도.
도 32는 도 31의 에어클리너의 상면도.
도 33은 도 31의 에어클리너의 입구 단부면도.
도 34는 도 31의 에어클리너의 출구 단부면도.
도 35는 도 31의 에어클리너의 측단면도.
도 36은 도 31의 에어클리너의 분해 사시도.
도 37은 도 35의 37-37선을 취한 도 31의 에어클리너의 단면도.
도 38은 도 35의 38-38선을 취한 도 31의 에어클리너의 단면도.
도 39는 도 31의 에어클리너에서 사용가능한 필터 카트리지의 측단면도.
도 40은 도 39의 필터 카트리지의 단면도.
도 41은 도 39의 필터 카트리지의 사시도.
도 42는 도 31의 에어클리너 내에 있는 도 39의 필터 카트리지를 수용하는데 사용가능한 카세트의 입구 단부도.
도 43은 도 42의 43-43선을 취한 도 42의 필터 카트리지의 단면도.
도 44는 도 42의 44-44선을 취한 도 42의 필터 카트리지의 단면도.
도 45는 도 42에 따른 카세트 내에 수용되어 있는 도 39에 따른 필터 요소를 구비하는 서브 조립체의 출구 단부 사시도.
도 46은 도 45의 조립체의 입구 단부의 입구 단부 사시도.
도 47은 제 3 에어클리너의 측단면도.
도 48은 도 47의 에어클리너 조립체의 분해도.
도 49는 제 4 에어클리너의 측단면도.
도 50은 도 49의 에어클리너 조립체의 횡단면도.
도 51은 필터 카트리지의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 52는 도 51에 도시된 필터 카트리지의 다른 사시도.
도 53은 도 51 및 도 52에 도시된 필터 카트리지의 횡단면도.
도 54는 본 발명의 원리에 따른 에어클리너 조립체의 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 55는 도 51 및 도 52의 필터 카트리지에 동작가능하게 설치된 에어클리너 조립체의 횡단면도.
도 56은 도 55의 56-56선을 취한 횡단면으로서, 도 54의 에어클리너 조립체의 횡단면도.
도 57은 출구 단부를 도시한 도 54의 에어클리너의 단부 사시도.
도 58은 입구 단부를 도시한 도 54의 에어클리너의 단부 사시도.
도 59는 도 54의 에어클리너의 상면도.
도 60은 도 54의 에어클리너의 하면도
도 61은 도 54의 에어클리너의 측단면도.
도 62는 도 51 및 도 52에 도시된 필터 카트리지의 하면도.
1. 일반적인 Z-필터 미디어 구성
플루트 필터 미디어는 다양한 방법으로 유체 필터 구조를 제공하도록 사용될 수 있다. 하나의 잘 공지된 방법은 Z-필터 구조이다. 본원에 사용된 "Z-필터 구조"라는 용어는 개별적으로 구불구불하고, 절첩 또는 다르게 형성된 필터 플루트가 미디어를 통하여 유체가 유동하도록 종방향으로 전형적으로 평행한 입구 및 출구 필터 플루트 세트를 형성하도록 사용되고 미디어의 대향하는 입구 및 출구 유동 단부(또는 유동면) 사이에서 플루트의 길이를 따라 유체가 유동하는 필터 구조를 의미한다. 몇몇 Z-필터 미디어의 예가, 미국특허 제5,820,646호, 제5,772,883호, 제5,902,364호, 제5,792,247호, 제5,895,574호, 제6,210,469호, 제6,190,432호, 제6,350,296호, 제6,179,890호, 제6,235,195호, Des. 제399,944호, Des. 제428,128호, Des. 제396,098호, Des. 제398,046호 및 Des. 제437,401호에 제공되어 있으며, 이들 15개의 인용자료가 본원에 참조로서 인용되었다.
미디어 구조를 형성하기 위해 결합되어 있는 두 개의 특정 미디어 부품을 사 용하는 한 형식의 Z-필터 미디어가 있다. 두 개의 부품은: (1) 플루트(통상적으로 구불구불한) 미디어 시트와, (2) 대향 미디어 시트이다. 대향 미디어 시트는 통상적으로 구불구불하지 않은 것이나, 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 2월 11일 출원, 미국임시출원 제60/543, 804호에 개시된 바와 같이, 예를 들면, 플루트 방향에 직각으로 구불구불할 수도 있다.
플루트(통상적으로 구불구불한) 미디어 시트와 대면 미디어 시트는 함께 평행한 입구 및 출구 플루트를 가지는 미디어를 형성하도록 사용된다. 몇몇 경우에 있어서, 플루트 시트 및 대면 시트는 함께 고정되며 Z-필터 미디어 구조를 형성하도록 감겨진다. 이러한 장치는, 예를 들면 본원에 참조로 인용되어 있는 미국 특허 제6,235,195호 및 제6,179,890호에 개시되어 있다. 다른 어떤 장치에 있어서, 대면 시트에 고정되어 있는 몇몇 감겨져 있지 않은 플루트 미디어 부분은 필터 구조를 형성하도록 서로 적층된다. 이러한 예가 본원에 참조로 인용되어 있는 미국특허 제5,820,646호의 도 11에 개시되어 있다.
본원에 개시된 특정 적용예에서는 감겨진 장치가 바람직하다. 통상적으로, 감겨진 미디어팩으로 생성되도록 그 자체 둘레를 플루트 시트/대면 시트 조합체를 권취하는 것은 외측을 향한 대면 시트와 함께 행한다. 권취에 대한 몇몇 기술이 본원에 참조로 인용되어 있는 2003년 5월 2일 출원된 미국임시출원 제60/467,521호, 2004년 3월 17일 출원된 PCT 출원 제US04/07927호에 개시되어 있다. 일반적으로, 결과적으로 형성된 감겨진 장치는 미디어팩의 외표면과 같이, 대면 시트의 일부분을 가진다.
본원에 사용된 미디어의 구조에 대한 "구불구불한"이라는 용어는 두 개의 파상형 로울러 사이, 즉 두 개의 로울러, 이들 각각은 결과적으로 미디어에 구불구불한 형상을 나타내기에 적절한 표면 특징을 가지고 있어서, 이들 사이에서 닙(nip) 또는 바이트(bite)되게 미디어를 통과시켜 결과적으로 나오는 플루트 구조를 의미한다. "파상형"이라는 용어의 의미는 미디어가 파상형 로울러 사이에서 바이트되도록 통과하지 않는 기술에 의해 형성된 플루트를 의미하지는 않는다. 그러나, "구불구불한"이라는 용어의 의미는, 예를 들면 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 1월 22일 공개된 PCT국제공개공보 WO 04/007054호에 개시된 절첩 기술에 의해 미디어가 파상형으로 더 수정 또는 변형된 후 일지라도 적용될 수 있다는 것을 의미한다.
구불구불한 미디어는 플루트 미디어의 특정 형태이다. 플루트 미디어는 그 자체를 가로질러 연장된 개별적인 플루트(예를 들면, 파상 또는 절첩 기술과 같은 기술에 의해 형성된)를 가진다.
Z-필터 미디어를 갖는 교체 가능한 필터 요소 또는 필터 카트리지를 종종 "직선 관통 유동 구조" 또는 그 변종어로 불리운다. 일반적으로, 이 문맥에서, 교체가능한 필터요소는 일반적으로 필터 카트리지에서 동일한 직선 관통 방향으로 흐름이 들어가고 나오는 입구 유동 단부(또는 면)와 대향하는 출구 유통 단부(또는 면)을 가진다. 이 문맥에서 "교체가능한"이라는 용어는 주기적으로 대응하는 유체 클리너로부터 제거하고 교체하는 미디어를 구비하는 필터 카트리지를 의미한다. 몇몇의 경우에 있어서, 각각의 입구 유동 단부와 출구 유동 단부는 서로 두 개가 평행한 상태에서 대체적으로 편평하거나 평면적이다. 그러나, 이와는 다르게, 예를 들 면 편평하지 않은 면도 가능하다.
직선 관통 유동 구조(특히, 감겨진 미디어팩)는 본원 참조로 인용되어 있는 미국특허 제6,039,778호에 도시된 형식의 원통형의 주름 잡힌 필터 카트리지와 같은 교환가능한 필터 카트리지와 대조적이며, 여기에서 유동은 교환가능한 카트리지를 통하여 통과한다. 즉, 상기 미국특허 제6,039,778호의 필터에서 유동은 원통형 측면을 통하여 원통형 필터 카트리지로 들어가고, 그런 다음에 단부면(전방 유동 시스템에서)을 통하여 배출되도록 한다. 통상적인 역유동 시스템에 있어서, 유동은 단부면을 통하여 교환가능한 원통형 카트리지로 들어가고, 그런 다음에 원통형 필터 카트리지의 측면을 통하여 배출된다. 이러한 역유동 시스템의 예가 본원에 참조로 인용되어 있는 미국특허 제5,613,992호에 도시되어 있다.
본원에 사용된 "Z-필터 미디어 구조"와 그 변종어는 입구 플루트와 출구 플루트를 형성하게 하는 적절히 밀봉되어 대면 미디어에 고정되는 구불구불한 플루트 미디어 또는 다른 플루트 미디어의 웹; 또는 입구 플루트 및 출구 플루트의 3차원적 네트워크로 구성 또는 형성되는 감겨진 어떤 또는 모든 미디어를 의미한다.
도 26에 있어서, Z-필터 미디어 내에서 사용할 수 있는 미디어(401)의 예가 도시되어 있다. 상기 미디어(401)은 구불구불한 시트(403) 및 대면 시트(404)로 형성된다.
일반적으로, 도 26의 구불구불한 시트(403)는 본원의 특징적인 형식의 것으로써 규칙적으로 만곡된 파형 패턴의 플루트 또는 파형 형상부(407)를 가진다. 이 문맥에서 "파형 패턴"이라는 용어는 골(407b)과 등성이(407a)가 교호적으로 구불구 불한 패턴 또는 플루트를 의미한다. 이 문맥에서 "규칙적인"이란 용어는 한 쌍의 골과 등성이(407b, 407a)가 교호적으로 반복하는 파형 형상 및 치수를 의미한다.(또한, 통상적으로 규칙적인 구조에서 각각의 골(407b)은 실제적으로 각각의 등성이(407a)의 반대이다). 그러므로 "규칙적인"이라는 용어는 적어도 70%의 플루트 길이를 따라 치수와 형상의 변화가 실제적으로 없이 반복하는 골과 등성이의 짝을 구비하여 파형 형상(또는 플루트) 패턴을 나타내는 것을 의미한다. 이 문맥에서 "실제적으로"라는 용어의 의미는 미디어 시트(403)가 가변적이라는 사실로부터 작은 변화에 대하여, 구불구불한 또는 플루트 시트를 형성하는데 사용되는 과정이나 형상의 변화로부터 나오는 변경을 의미한다. 반복되는 패턴의 특징에 관하여, 모든 주어진 필터 구조에서 동일한 갯수의 골과 등성이가 존재할 필요가 있다는 것을 의미하지는 않는다. 미디어(401)는, 예를 들면 한 쌍의 골과 등성이 사이에서 종단 또는 한 쌍의 골과 등성이를 따라 부분적으로 종단될 수도 있다. (예를 들면, 도 26에서, 부분적으로 도시된 미디어(401)는 8개의 완전한 등성이(407a)와 7개의 완전한 골(407b)을 가진다. 또한, 대향하는 플루트 단부(골과 등성이의 단부)들은 서로 다를 수도 있다). 단부들의 이러한 변화는 특정하지 않는 한 무시할 수도 있다. 즉, 플루트의 변화는 상기 정의에 의해 커버될 수도 있다.
"만곡된" 파상형 파형 패턴의 특징적인 문맥에 있어서, "만곡된"이라는 용어는 미디어에 구비된 절첩 또는 종단된 형상의 결과가 아닌 파상형 패턴을 의미하나, 각 등성이의 정점(407a)과 각 골의 바닥부(407b)는 반경을 가진 커브를 따라 형성되어 있는 것을 의미한다. 대체물이 가능할지라도, 이러한 Z-필터 미디어의 전 형적인 반경은 적어도 0.25mm이며 통상적으로 3mm를 넘지 않는다(미디어가 위의 정의와 같이 만곡되어 있지 않아도 사용할 수 있다).
플루트(407)의 거의 모든 길이를 따라 각 골과 인접한 각 등성이 사이의 대략 중간 지점(430)인, 구불구불한 시트(403)에 대한 도 26에 도시된 특별히 규칙적이고, 만곡된 파형 패턴의 부가적인 특징은 굴곡이 반전되는 곳의 전이부 영역에 위치한다. 예를 들면, 도 26의 후방 측면 또는 면(403a)을 보면, 골(407b)은 오목한 영역이고, 등성이(407a)는 볼록한 영역이다. 물론 전방 측면 또는 면(403b) 쪽에서 볼때, 측면(403a)의 골(407b)은 등성이를 형성하며, 면(403a)의 등성이(407a)는 골을 형성한다(몇몇 경우에 있어서, 영역(430)은 직선 세그먼트(430)의 각 단부에서 반전되는 곡률을 가지고, 점이 아닌 직선 세그먼트일 수도 있다).
도 26에 도시된 구불구불한 시트(403)의 특별히 규칙적이고, 만곡된 파형 패턴의 특징은 대체적으로 직선인 개별적인 파형 형상부이다. 본 문맥에서 "직선"이란 에지(408, 409) 사이의 길이의 적어도 70%(전형적으로는 80%)이고, 등성이(407a)와 골(407b)이 실제적으로 단면이 변하지 않는 것을 의미한다. 도 26에 도시된 파상형 패턴에 관련하여 "직선"이라는 용어는 부분적으로 본원에 참조로서 인용되어 있는 2003년 6월 12일 공개된 PCT국제공개공보 WO 97/40918호의 도 1과 PCT국제공개공보 WO 03/47722호에 개시된 구불구불한 미디어의 테이퍼진 플루트의 패턴과 구별된다. 예를 들면, PCT국제공개공보 WO 97/40918호의 도 1의 테이퍼진 플루트는 만곡된 파형 패턴일 것이나, 본원에 사용된 용어들과 같이 직선 플루트의 "규칙적인" 패턴 또는 어떤 패턴일 수도 있다.
도 26과 상기 설명을 참조해보면, 미디어(401)는 대향하는 제 1 및 제 2 에지(408, 409)를 가진다. 미디어(401)가 감겨져 미디어팩으로 형성될 때, 일반적으로 에지(409)는 대향하는 배향이 가능할지라도 미디어팩과 에지(408)의 입구 단부를 형성한다.
인접 에지(408)는 밀봉제를 구비하는데, 이 경우에서는 밀봉제 비드(410)형태로 구불구불한(플루트) 시트(403)와 대면 시트(404)를 함께 밀봉한다. 비드(410)는 단일 페이서(facer) 또는 미디어 스트립(401)을 형성하도록 구불구불한 시트(403)와 대면 시트(404) 사이에서 비드로서 적용될 때, 종종 "단일 페이서" 비드라 불리운다. 밀봉제 비드(410)는 공기가 통과하도록 에지(410)에 인접한 개별 플루트(411)를 폐쇄한다.
인접 에지(409)는, 이 경우에 있어서, 밀봉 비드(414)의 형태로 밀봉제를 구비한다. 밀봉 비드(414)는, 일반적으로 인접 에지(409)와 걸러지지 않은 유체가 그 안을 통과하도록 플루트(415)를 폐쇄한다. 밀봉비드(414)는 구불구불한 시트(403)가 내측을 향해 있는 상태에서 그 자체에 관하여 감겨 있는 미디어(401)로서 적용될 것이다. 그러므로, 밀봉비드(414)는 대면 시트(404)의 후방측면(417)과 구불구불한 시트(403)의 측부(418) 사이에서 밀봉을 형성할 것이다. 밀봉비드(414)는 감겨진 미디어팩으로 스트립(401)이 감겨질 때, "권취 비드"라고 불려진다. 미디어(401)가 감겨지는 대신에 스트립으로 절단되고 적층된다면, 밀봉비드(414)는 "적층 비드"가 될 것이다.
도 26을 보면, 미디어(401)가, 예를 들면 권취 또는 적층되어 미디어팩에 일 단 병합되면, 이는 다음과 같이 작동할 것이다. 첫째로, 화살표(412) 방향의 공기는 단부(409)와 인접한 개방 플루트(411)로 들어간다. 비드(410)에 의해 인접 단부(408)가 폐쇄되어 있기 때문에, 공기는 화살표(413)로 도시한 바와 같이 미디어를 통하여 통과한다. 미디어팩의 인접 단부(408), 플루트(415)의 개방 단부(415a)를 통하여 통과하여, 물론, 반대 방향으로 공기 유동을 유동시키는 작동이 실행된다. 미디어팩은 통과하는 걸러지지 않은 공기 유동을 차단한다.
본원의 도 26에 도시된 특정 장치에 있어서, 평행한 파형 형상부(407a, 407b)는 에지(408)에서 에지(409)까지 미디어를 완전히 가로질러 대체적으로 직선이다. 직선 플루트 또는 파형 형상부는 선택된 위치, 특히 단부에서 변형 또는 절첩될 수 있다. 플루트 단부를 폐쇄하기 위한 변형은 "규칙적인", "만곡된", "파형 패턴"의 상기 정의를 일반적으로 무시된다.
직선, 규칙적으로 만곡된 파형 패턴 파형 형상부(플루트) 형상을 이용하지 않은 Z-필터 구조가 공지되어 있다. 예를 들면, 야마다 등의 미국특허 제5,562,825호에는 약간 반원형(단면이)인 입구 플루트와 인접한 좁은 V-형상(만곡된 측부를 갖는) 출구 플루트를 이용한 파상 패턴이 도시(특허 제5,562,825호의 도 1 및 도 3 참조)되어 있다. 마츠모토 등의 미국특허 제5,049,326호에는 상기 특허의 도 2에 도시된바와 같이 평행하고, 직선인 결과적인 플루트 사이에 편평한 영역을 가진 해프 튜브를 갖는 다른 시트에 부착된 해프 튜브를 갖는 하나의 시트에 의해 형성된 원형(단면이) 또는 관형 플루트가 개시되어 있다. 이시이 등의 미국특허 제4,925,561호(도 1)에는 사각 단면을 갖는 절첩된 플루트가 개시되어 있으며, 그 플 루트는 길이에 걸쳐 테이퍼져 있다. PCT국제공개공보 WO 97/40918(도 1)에는 만곡된 파형 패턴(인접한 만곡된 볼록부와 오목한 골로부터)을 가지며 그 길이를 따라 테이퍼져 진 플루트 또는 평행한 파형 형상부가 도시되어 있다. 또한, PCT국제공개공보 WO 97/40918호에는 다른 크기의 등성이와 골을 가진 만곡된 파형 패턴을 갖는 플루트가 도시되어 있다.
일반적으로, 필터 미디어는 비교적 유연한 재료로서, 통상적으로 부직 섬유 재료(셀룰로우스 섬유, 합성 섬유 또는 둘다)이며, 종종 수지를 포함하고, 종종 부가적인 재료로 처리된다. 그러므로, 허용할 수 없는 미디어의 손상이 없이 여러가지 파상형 패턴으로 형성 또는 구성할 수도 있다. 또한, 허용할 수 없는 미디어의 손상이 없이 쉽게 감거나 사용하기 위해 다른 구조로 할 수도 있다. 물론, 사용하는 동안에 요구되는 파상형 구조를 유지하는 성질의 것이어야만 한다.
파형 형상 공정에 있어서, 비탄성적인 변형이 미디어에 야기된다. 이는 미디어가 원래의 형상으로 돌아가는 것을 방지한다. 그러나, 일단 텐션이 해제되면, 플루트 또는 파형 형상부는 원래대로 돌아가려고 하며 잡아당김과 구부려짐이 일어난 부분에서만 회복된다. 대면 시트는 구불구불한 시트가 원래대로 되돌아 가도록 플루트 시트에 택트(tact)된다.
또한 전형적으로, 미디어는 수지를 포함한다. 파상형 공정 동안에, 미디어는 수지의 유리 전이온도 이상으로 가열된다. 그러고 난 후에 수지가 냉각될 때, 플루트와 같은 형상을 유지하는데 도움이 된다.
구불구불한 시트(403), 대면 시트(404) 또는 이들 둘의 미디어는 본원에 참 조로서 인용되어 있는 미국특허 제6,673,136호에 따라 한 측면 또는 양 측면 상에 미세한 섬유 재료를 구비할 수도 있다.
Z-필터 구조에 관한 이슈는 개별적인 플루트 단부의 폐쇄에 관한 것이다. 통상적으로, 폐쇄하기 위해 밀봉제 또는 접착제가 제공된다. 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 대향하는 테이퍼진 플루트로서 직선 플루트를 사용하는 통상적인 Z-필터 미디어에 있어서, 상류측 단부와 하류측 단부 모두에 커다란 밀봉 면적(과 용적)이 필요하다. 이들 위치에서의 고급 밀봉제는 미디어 구조의 적절한 작동에 임계적이다. 높은 밀봉제 용적 및 면적은 이에 관련하여 이슈를 생성한다.
도 27을 보면, 규칙적이며 만곡된 파형 패턴의 구불구불한 시트(443)와 구불구불하지 않은 대향 시트(444)를 이용한 Z-필터 미디어 구조(440)가 도시되어 있다. 점(450)과 점(451) 사이의 거리(D1)는 주어진 구불구불한 플루트(453) 아래의 영역(452) 내에서 대면 미디어(444)의 길이를 규정한다. 동일한 거리(D1) 위에 있는 구불구불한 플루트(453)에 대한 정확한 미디어의 길이(D2)는 플루트(453)의 구불구불한 형상 때문에 물론 D1보다 크다. 플루트 필터 적용에 사용된 규칙적으로 형성된 통상적인 미디어에 있어서, 점(450)과 점(451) 사이의 미디어(453)의 직선 거리(D2)는 대체적으로 D1의 적어도 1.2배이다. 통상적으로, D2는 D1의 1.2 배 내지 2.0배 사이의 범위이다. 하나의 바람직한 장치에 있어서, 공기 필터는 D2가 D1의 약 1.25배 내지 1.35배의 구조를 가진다. 예를 들면, 이러한 미디어는 상업적으로 이용될 수 있는 도날드슨 파워코어TM(Donaldson PowercoreTM) Z-필터 장치이다. 본원에서 D2/D1의 비율은 종종 플루트/편평비 또는 구불구불한(플루트) 미디어에 대한 미디어 추출로서 특징 지워진다.
골판지 산업에 있어서, 여러 가지의 표준 플루트가 규정되어 있다. 예를 들면, 표준 E 플루트, 표준 X 플루트, 표준 B 플루트, 표준 C 플루트 및 표준 A 플루트가 있다. 도 28은 표와 함께 이들 플루트의 규정이 부여되어 있다.
본 발명의 양수인인 도날드슨 컴퍼니 인코포레이티드(DCI)는 여러 Z-필터 장치에서 표준 A 및 B 플루트의 변종을 사용했다. 이들 플루트는 도 28 및 표 A에 또한 규정되어 있다.
Figure 112006088963723-pct00001
물론, 다른 표준 플루트가 골판지 상자 산업에서 공지되어 있다.
일반적으로, 골판지 상자 산업의 표준 플루트 구조는 구불구불한 미디어에 대하여 파상 형상 또는 개략적인 파상형 형상을 규정하는데 사용할 수도 있다. DCI A 플루트와 DCI B 플루트 및 골판지 상자 산업의 표준 A 및 표준 B 사이의 비교는 약간의 편리한 변형을 나타낸다.
II . 플루트 미디어를 사용한 감겨진 미디어 구조의 제조
도 29에는, 도 26의 스트립(201)에 대응하는 미디어 스트립을 제조하는 방법의 일례가 도시되어 있다. 일반적으로, 플루트(568)를 갖는 대면 시트(464)와 플루트(구불구불한) 시트(466)는 470에 위치하는 접착제 비드가 사이에 위치한 상태에서 미디어 웹(469)을 형성하도록 접착된다. 접착제 비드(470)는 도 26의 단일 페이서 비드(410)를 형성한다. 선택적인 다팅(darting) 공정은 웹 중간에 위치한 센터 다트된 부분(472)을 형성하도록 스테이션(471)에서 행해진다. Z-필터 미디어 또는 Z-미디어 스트립(474)은 두 편의 Z-필터 미디어(474)가 생성되도록 비드(470)를 따라 475에서 절단 또는 갈라질 수 있으며, 이들의 각각은 구불구불한 시트와 대면 시트 사이에서 연장된 밀봉제(단일 페이서 비드) 스트립을 구비한 웹을 갖는다. 물론, 선택적인 다팅 공정이 사용된다면, 밀봉제 스트립을 갖는 에지는 그 위치에서 다팅된 세트의 플루트를 갖는다.
도 29에 관한 공정을 실행하는 기술은 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 1월 22일 공개된 PCT국제공개공보 WO 04/007054호에 개시되어 있다.
도 29를 보면, Z-필터 미디어(474)가 다팅 스테이션(471)을 통하여 넣어지기 전을 도시하며, 이는 도면부호 475에서 결국 갈라져 형성되어야만 한다. 도 29에 도식적으로 도시된 도면에서, 이는 한 쌍의 파상형 로울러(494, 495)를 통하여 미디어(492) 시트가 통과하여 실행된다. 도 29에 도식적으로 도시된 도면에서, 미디 어(492) 시트는 로울러(496)로 롤링되지 않고, 텐션 로울러(498)에 감기고, 파상형 로울러(494, 495) 사이에서 닙 또는 바이트(502)를 통하여 통과한다. 파상형 로울러(494, 495)는 평탄 시트(492)가 닙(502)을 통하여 통과한 후에 대체적으로 요구하는 파형 형상을 주게 된다. 닙(502)을 통하여 통과한 후에, 시트(492)는 가로 방향을 가로질러 구불구불해지고, 도면 부호 466으로 도시된 바와 같이 구불구불한 시트가 된다. 그런 다음에, 구불구불한 시트(466)는 대면 시트(464)에 부착된다. (몇몇 경우에 있어서, 파형 형상 공정은 미디어를 가열하는 공정을 포함한다).
도 29를 보면, 상기 공정은 또한 대면 시트(464)가 다팅 공정 스테이션(471)으로 도입되는 것을 도시한다. 대면 시트(464)는 로울러(506) 상에 놓여 있는 것으로 도시되어 있고 Z-미디어(474)를 형성하도록 구불구불한 시트(466)를 향해 있다. 구불구불한 시트(466)와 대면 시트(464)는 접착제로 고정 또는 다른 수단(예를 들면, 음파 용접)으로 고정된다.
도 29를 보면, 접착제 선(470)은 밀봉제 비드로서 구불구불한 시트(466)와 대면 시트(464)를 함께 고정하는데 사용되는 것을 도시한다. 교호적으로, 대면 비드를 형성하기 위한 밀봉제 비드는 470a로 도시된 바와 같이 적용할 수도 있다. 밀봉제가 470a에 적용되면, 파상형 로울러(495)에, 가능하게는 양 파상형 로울러(494, 495)에 비드(470a)를 수용하도록 갭을 두는 것이 바람직하다.
구불구불한 미디어에 구비되어 있는 파형 형상부의 형태는 선택의 문제이고, 파상형 로울러(494, 495)의 파형 형상부 또는 파상형 톱니라고 불리워진다. 하나의 바람직한 파형 형상부 패턴은 이상에서 규정된 바와 같이 규칙적이고 만곡된 파형 패턴 파형 형상부일 것이다. 사용된 전형적인 규칙적이고 만곡된 패턴은 이상에서 정의된 바와 같이, 파상형 패턴은 이상에서 정의된 바와 같이 D1의 적어도 1.2배이다. 바람직한 실시예에 있어서, 전형적으로 D2 = 1.25 - 1.35 X D1이다. 몇몇의 경우에 있어서, "규칙적"이지 않은 만곡된 파형 패턴, 즉 직선 플루트를 이용하지 않는 기술을 적용할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 도 29에 도시된 공정은 중심 다트 부분(472)을 생성하도록 사용될 수도 있다. 도 30은 다팅 후 및 분할 후의 하나의 플루트(468)의 단면을 도시한다.
절첩 장치(518)는 4개의 접음부(521a, 521b, 521c, 521d)를 갖는 다트 플루트(520)를 형성한다. 절첩 장치(518)는 대면 시트(464)에 고정되는 편평한 제 1 층 또는 부분(522)을 포함한다. 제 2 층 또는 부분(524)은 제 1 층 또는 부분(522)에 대하여 가압된다. 제 2 층 또는 부분(524)은 제 1 층 또는 부분(522)의 대향하는 외측 단부(526, 527)를 절첩하여 형성하는 것이 바람직하다.
도 30을 보면, 두 개의 절첩부 또는 접음부(521a, 521b)는 "상부 내향" 절첩부 또는 접음부라 한다. 이 문맥에서 "상부"라는 용어는 절첩부(520)를 도 30의 방향으로 볼 때, 접음부가 전체 절첩부(520)의 상부에 놓여 있음을 의미한다. "내향"이라는 용어는 각각의 접음부(521a, 521b)의 절첩선 또는 접음선의 방향을 의미한다.
도 30에 있어서, 접음부(521c, 521d)는 "하부 외향" 접음부를 의미한다. 이 문맥에서 "하부"라는 용어는 도 30의 방향에서 접음부(521a, 521b)와 같이 접음부 (521c, 521d) 상부에 위치하지 않음을 의미한다. "외향"이라는 용어는 접음부(521c, 521d)의 절첩선이 서로 멀리 향해 있음을 의미한다.
이 문맥에서 사용된 "상부" 및 "하부"라는 용어는 도 30 방향에서 볼 때, 접첩부(520)를 의미한다. 즉, 절첩부(520)가 실제 제품에서 사용을 위해 대향될 때, 방향을 다르게 나타내는 것을 의미하지는 않는다.
이들 특징과 도 30의 검토에 의거하여, 본원의 도 30에 따른 바람직한 규칙적인 절첩 장치(518)는 적어도 두 개의 "상부 내향 접음부"를 포함하는 장치이다. 이들 내향 접음부는 독특하며 절첩이 인접한 플루트에 심각한 침입을 야기하지 않는다면 전체 장치에 제공되는 것이 도움이 된다.
제 3 층 또는 부분(528)은 제 2 층 또는 부분(524)에 대하여 가압되는 것을 볼 수 있다. 제 3 층 또는 부분(528)은 제 3 층(528)에 대향하는 내부 단부(530, 531)를 절첩하여 형성된다.
절첩 장치(518)를 나타내는 다른 방법으로써 구불구불한 시트(466)의 교번하는 등성이와 골의 기하를 참조하면 된다. 제 1 층 또는 부분(522)은 반전된 등성이로 형성된다. 제 2 층 또는 부분(524)은 전방으로 절첩된 더블 피크(등성이가 반전된 후)에 대응하며, 바람직한 장치에서 반전된 등성이에 대향하여 절첩되어 있다.
도 30과 관련하여 기술된 선택적인 다트를 제공하기 위한 기술은 본원에 참조로 인용되어 있는 PCT국제공개공보 WO 04/007054호에 바람직한 실시예로 개시되어 있다. 권취 비드가 적용된 상태에서 미디어를 감는 기술은 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 3월 17일자 출원된 PCT 출원 US04/07927호에 개시되어 있다.
본원에 설명된 기술은 구불구불한 시트/대면 시트 조합체를 구비하는 단일 시트, 즉 "단일 페이서 스트립"을 감아서 나온 미디어팩에 사용하기에 특히 적합하다. 특정 기술이 감아서 형성되는 것 대신에 단일 페이서의 복수의 스트립으로 부터 형성되도록 하는 장치에 적용될 수 있다.
미디어팩 권취 장치는 여러 가지의 주변 경계 형상을 구비할 수 있다. 이 문맥에서, 용어 "주변, 경계 형상"과 그 변종어는 미디어팩의 입구 단부 또는 출구 단부의 어느 한쪽에서 볼 때, 형성된 외측 경계 형상을 의미한다. 전형적인 형상은 PCT국제공개공보 WO 04/007054호 및 PCT 출원 US04/07927호에 개시된 바와 같이 원형이다. 다른 사용가능한 형상은 오브라운드(Obround)형이며, 오브라운드형의 예로써는 타원 형상이다. 일반적으로 타원 형상은 한 쌍의 대향하는 측부에 부착되는 대향하는 만곡 단부를 갖는다. 몇몇 타원 형상에 있어서, 대향하는 측부는 또한 만곡되어 있다. 종종 레이스 트랙 형상이라 불리는 다른 타원 형상에 있어서, 대향하는 측부는 대체적으로 직선이다. 레이스 트랙 형상은 PCT국제공개공보 WO 04/007054호 및 PCT출원 US04/07927호의 실시예에 개시되어 있다.
주변 또는 경계 형상을 기술하는 다른 방법은 코일의 권취축에 대각선 방향으로 미디어팩을 통하여 단면을 취한 결과로서 경계를 규정하는 것이다.
미디어팩의 대향하는 유동 단부 또는 유동면은 여러 가지 다른 형상으로 제공될 수 있다. 여러 장치에 있어서, 단부들은 대체적으로 평탄하며 서로 수직이다. 다른 장치에 있어서, 테이퍼지고, 감겨져 있고, 단차부를 포함하는 단부면은 미디어팩의 측벽의 축방향 단부로부터 외향 축방향으로 돌출되거나, 미디어팩의 측벽의 단부로부터 내측 축방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이러한 미디어팩 장치의 예가 본원에 참조로서 인용되어 있는, 2004년 6월 8일자 출원된 미국 임시 출원 제60/578,482호에 개시되어 있다.
플루트 밀봉체(예를 들면, 단일 페이서 비드, 귄취 비드 또는 적층 비드)는 여러 가지 재료로 형성할 수 있다. 인용된 여러 참증들에서, 핫 멜트(hot melt) 또는 폴리우레탄 밀봉제가 여러 적용에 대하여 가능한 것으로 개시되어 있다. 이러한 재료는 본원의 특징을 갖는 장치에 또한 이용할 수 있다.
III . 시스템의 예 및 에어클리너의 개관
본원에 개시된 원리 및 장치는 여러 시스템에서 사용가능하다. 하나의 특정 시스템이 전체적으로 도면부호 1로 도 18에 도식적으로 도시되어 있다. 도 18에 있어서, 예를 들면 50cfm 내지 2000cfm 범위의 정격 공기 유량 요구량을 갖는 엔진(3)을 구비한 차량(2a)과 같은 장비(2)가 도식적으로 도시되어 있다. 장비(2)는, 예를 들면 버스, 오버 더 하이웨이 트럭(Over-the-highway truck), 오프 로드 차량, 트랙터, 소형 또는 중형 트럭, 동력 보트와 같은 해양 차량을 구성한다. 엔진(3)은 연료의 연소에 의해 장비(2)에 동력을 공급한다. 도 18에 있어서, 공기의 유동은 영역(5)에서 공기 흡입구로 엔진(3)으로 들어가는 것으로 도시되어 있다. 엔진(3)에 공기 흡입을 선택적으로 촉진하는 것으로서 선택적인 터보(6)는 가상선으로 도시하였다. 터보(6)는 에어클리너(10)로부터 하류측에 도시되어 있다. 에어클리너(10)는 필터 카트리지(12)를 가지며 엔진(3)에 공기 흡입 스트림 내에 도시되어 있다. 일반적으로, 작동에 있어서, 공기는 필터 카트리지(12)를 통하여 에어클 리너(10) 안으로 화살표 방향으로 배출된다. 에어클리너(10)를 통하여 통과함에 따라 선택된 입자 및 오염물은 공기로부터 제거된다. 그런 다음에, 세정된 공기는 화살표(16) 방향으로 흡입구(5) 내의 하류로 유동한다. 거기로부터, 공기 유동은 엔진(3) 내로 향한다.
통상적으로, 에어클리너(10), 필터 카트리지(12)는 교환가능한 부품이다. 즉, 카트리지(12)는 에어클리너(10)에서 제거하여 교체할 수 있다. 이는, 카트리지(12)가 먼지 또는 다른 오염물로 충분히 채워져서 교환이 필요해질 때, 카트리지(12)를 제거하고 교환하여 서비스할 수 있게 해준다.
도 1을 주목해 보면, 도 18의 에어클리너(10)로서 사용할 수 있는 에어클리너 또는 에어클리너 조립체(20)의 사시도이다. 도 1을 보면, 에어클리너(20)는 : 입구 단부(22)와; 본 예에서 프리클리너부(25)를 구비한 입구부(24)와; 중앙부(본 예에서 주 필터 카트리지 수용부)(27)와; 출구부(28)를 형성하는 하우징(21)을 포함한다. 하기에 더 설명된 바와 같이, 도시된 특정 에어클리너(20)에 있어서, 입구부(24)는 두 다른 방향 중에서 선택된 한 방향으로, 조립하는 동안에, 중앙부(27)에 고정되도록 구성되어 있고, 출구부(28)도 또한 두 방향 중에서 선택된 한 방향으로 중앙부(27)에 고정되도록 구성되어 있다. 또한, 이러한 모듈러 형태의 구조를 사용하여, 다른 입구부를 중앙부(27)에 같은 스타일로 장착할 수도 있다. 이들 특징은 도 16a 내지 16x에 관련하여 개시한 바와 같은 잇점을 가지도록 에어클리너 조립체(20)에 대한 다른 여러 구성도 가능하게 한다.
에어클리너 하우징(21)은 그 외측부에 장착 장치(31)를 더 포함한다. 장착 장치(31)는 장비 프레임 구조에 고정할 수 있는 복수의 장착 패드(32)(또한 도 4 참조)를 포함한다. 도시된 장착 패드(32)는 후술하는 바와 같이 여러 다른 장착 구조를 허용하도록 선택적으로 위치된다. 도시된 특정 장착 장치(31)는 후술하는 바와 같이 "박스드 U자형상" 장착 장치(31a) 또는 3측부 장착 장치(31a)라고 종종 불리운다.
대체가 가능할지라도, 도시된 특정 에어클리너(20)에 있어서, 장착 장치(31)는 중앙부(본 경우에 있어서 주 필터 카트리지 수용부)(27)와 일체인 부분으로써 위치되어 있다. 본 문맥에서 "일체"라는 용어는 일반적으로 부품이 서로 분리되지 않는다는 의미이다. 전형적인 장치는 주 필터 카트리지 수용부(27)의 나머지 부분으로써 장착 장치를 플라스틱으로 제조하는 몰드를 포함한다. 즉, 본원의 특징은 금속 에어클리너로 실행되며, 통상적인 장치에서, 하우징(21)은 플라스틱으로 주조된 여러 가지 부품을 구비한다. 물론 대체 장치에서, 장착부는 입구부(24) 및/또는 출구부(28) 상에 구비될 수 있으나, 도시된 장치(20)는 도 16a 내지도 16x와 관련하여 하기에 기술된 바와 같이, 어떤 적용에 대하여 바람직하다.
도 1을 보면, 에어클리너(20)는 제거가능한 서비스 또는 접근 커버 또는 패널(35)을 포함한다. 제거가능한 접근 커버(35)는 그 내부에 위치하고 있는 부품에 접근하기 위해 에어클리너(20)의 내부(20a)(도 2 및 도 3)로 서비스 접근하는 선택적인 개방을 허용한다. 접근 커버(35)는 본 예의 경우에 4개의 오버 센터 와이어 래치(37)와, 하우징(21)의 대향하는 측면(38, 39)에 각각 장착되어 있는 두 개의 와이어 래치를 구비하는, 도 1의 래치 장치(36)에 의해 제자리에 고정된다. 접근 커버(35)는 하기한 바와 같이, 작동을 위해 주 필터 카트리지 수용부(27) 측(단부(27a, 27b)에 대향하여)에 위치된다.
통상적으로, 접근 커버(35)는 박스드 U 형상 장착 장치(31a)의 중앙 베이스부에 대향하는 위치에 서비스 접근 또는 구멍을 제공하도록 위치한다. 중앙 베이스는 도 4에서 도면부호 31d로 표시되어 있다.
도시된 특정 접근 커버(35)는 하기에 설명된 목적으로 사용가능하게 중앙 돌출부(41)를 포함한다.
도 3을 보면, 에어클리너(20)는 안에 위치되어 있는 주 또는 일차 필터 카트리지(43)와 선택적인 이차 또는 안전 요소(45)를 포함한다. 전형적인 실시예에 있어서, 하나의 각 일차 필터 카트리지(43)와 이차 또는 안전 필터 요소(45)는 접근 커버(35)가 측면 접근 또는 서비스 개방의 결과로서 제거될 때, 하우징(21)으로부터 제거되는 치수와 형상을 가진다. 도시된 특정 실시예에 있어서, 이차 또는 안전 요소(45)는 일차 필터 카트리지(43)가 우선 제거되지 않으면 제거할 수 없다.
도 3을 보면, 일차 필터 카트리지(43)는 하우징 밀봉 장치(51)와 이에 고정되어 있는 그리드(52)를 갖는 Z-필터 미디어팩(50)을 구비하는 것이 바람직하다. 일차 필터 카트리지(43)는 명세서 전체가 본원에 참조로 인용되어 있는 2003년 12월 22일자 미국 임시출원 제60/532,783호의 원리에 부합되게 조립될 수도 있다. 도 19, 20, 21에 도시된 필터 카트리지(43)의 예를 이하에서 설명한다.
일반적으로, 본 문맥에서 "Z-필터 미디어팩"이라는 용어는 도 3의 미디어팩이: (a) 입구면(54)과 대향하는 출구면(55)을 갖는 장치를 구비하고, (b) 미디어팩 (50)이 대면 시트에 고정된 플루트 미디어를 구비하는 Z-필터 미디어에 의해 형성되고, 복수의 입구 플루트와 출구 플루트를 구비하는 것을 의미한다. 일반적으로, 입구 플루트는 입구면(54) 및 그 근처(인접)에서 개방되고, 출구 유동면(55) 및 그 근처(인접)에서 공기의 배출 유동을 폐쇄한다. 또한, 출구 유동 플루트는 입구 유동면(54) 및 그 근처에서 폐쇄 밀봉되고, 그곳으로부터 공기 유동을 위해 출구면(55) 및 그 근처에서 개방된다. 그러므로, 공기가 입구 유동면(54)에서 플루트로 들어간 후에 공기는 출구 유동면(55)에서 출구 유동 플루트를 거쳐 미디어팩(50)에서 배출되기 전에 미디어팩(50)의 미디어를 통하여 통과해야만 한다. 입구 플루트 및 출구 플루트는 미디어팩(50)에서 사용된 미디어의 구불구불한 시트 또는 플루트 시트로 형성된다. 일반적으로, Z-필터 미디어는 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 3월 17일 출원한 PCT 출원 US04/07927호와 PCT국제공개공보 WO 04/007054호에 개시되어 있다. Z-필터 미디어는 도 26 내지 도 30과 관련하여 일반적으로 개시되어 있고, 도 22와 관련하여 간단하게 개시되어 있다.
사용된 Z-필터 미디어는 여러 가지의 방법으로 형성될 수 있으며, 도시된 특정 미디어는 대면 시트에 고정되고 대면 시트가 외측방향을 향한 상태에서 그 자체에 관하여 감겨진 구불구불한 시트를 구비하는 Z-필터 미디어의 단일 스트립으로부터 형성된 감겨진 미디어(50a)를 구비한다. 도시된 미디어 코일은 타원형 코일이며, 특히 두 개의 대향하는 만곡 단부(50b, 50c)와 두 개의 대향하는 측부0d, 50e)를 가진 형상이다. 도시된 특정한 타원 형상은 대향하는 측부(50d, 50e)가 서로 평행하며 직선 중앙부를 갖는 레이스 트랙 형상이다.
미디어팩(50)이 타원 형상 이외의 다른 형상을 가질 수도 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 단면이 원형 형상을 가진 미디어팩이 다른 실시예에서 사용될 수도 있다.
도 54 및 도 55에 도시된 장치에서 면(54, 55)은 대체적으로 평탄 또는 평면이라는 것을 알아야 한다. 이러한 장치가 본 발명에 따른 에어클리너 장치일 수도 있으나 다른 구조를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 면(54) 및/또는 면(55)은 평면으로 구성할 수는 없으나, 오히려 외측(축방향으로) 또는 내측(축방향으로)으로 돌출되어 있다. 본 명세서에 있어서, "축방향" 또는 "축방향으로"라는 용어의 뜻은 연장 방향을 특징지어주는데 사용된다. 본 문맥에서, "축방향" 또는 그 변종어는 주 필터 카트리지(43)의 입구면(54)으로부터 출구면(55)까지 평행하게 연장된 방향 또는 유사하게, 에어클리너(20)의 입구부(24)로부터 출구부(28)까지의 선에 평행한 방향을 의미한다. 용어 "방사방향" 또는 그 변종어는 일반적으로 축방향에 직각방향을 의미한다.
도시된 장치에 있어서, 도 21의 하우징 밀봉 장치(51)는 본 예의 경우에 있어서 프레임부(58)에 의해 외측을 향하여 지지되어 있는 방사방향의 밀봉체(57)를 구비한다. 방사방향 밀봉체(57)는 본원에 참조로서 인용되어 있는 2003년 12월 22일 출원한 미국임시출원 제60/532,783호에 따라 프레임부에 고정되고 프레임부를 미디어팩(50)에 또한 밀봉하는 발포 폴리우레탄과 같은 중합체 재료를 구비한다.
그리드(52)는 프레임부(58)에 일체인 것이 바람직하고 뒤틀림이나 손상에 대하여 출구 유동면(55)을 지지하도록 작용한다. 그리드(52)와 프레임부(58)는 필요 하다면, 주조된 플라스틱 부품 또는 예비 성형품을 구비할 수도 있다.
도 3을 보면, 이차 또는 안전 요소(45)는 장착되어 있는 방사방향 밀봉 부재(66)를 갖는 외측 스커트(65)를 구비한다. 외측 스커트(65)는 대향하는 두 개의 만곡 단부와 두 개의 대향하는 측부를 가진 타원 형상이다. 후술하는 바와 같이 측부들은 직선 중앙부를 가지는 것이 바람직하다. 밀봉 부재(66)의 내측에는 필요하다면 주름을 가진 미디어(67)가 위치한다. 또한 이차 또는 안전 요소(45)는 안전 요소를 용이하게 취급하기 위하여 프레임워크(69)를 갖는다.
도 3을 보면, 안전 요소(45)는 하우징 단부 부분(28)의 수용기(70a)에 수용될 치수를 갖는 단부 돌출부(70)를 포함한다. 돌출부(70)는 핸들(69)의 손결합에 조합하여 레버로서 안전 요소의 작동으로 장착하는 동안에 수용기(70a)에 삽입하여 안전 요소(45)를 위치시키는데 도움이 되도록 사용할 수 있다. 다르게 말하면, 설치하는 동안에 수리공이 핸들(69)로 안전 요소(45)를 파지할 수 있다. 안전 요소(45)는 수용기(70a) 내에 연장되어 있는 돌출부(70)와 함께 위치될 것이다. 안전 요소(45)는 핸들(69)의 수동 조작에 의해 위치로 굴려지거나 밀어(레버로) 질 것이다.
도 3 및 도 4를 보면, 출구부(28)는 수용기(70a, 도 3), 단차(71); 측벽(72); 출구(74, 도 3)를 형성한다. 단차(71)는 중앙 주 필터 카트리지 수용부(27)에 인접한 출구부(28)의 일부분이다. 단차(71)의 내측 방사 방향(환형) 표면(71a)은 하우징 밀봉 장치(51)를 위한 밀봉 표면을 제공하며, 특히 방사방향 밀봉 표면을 제공한다. 단차(71)의 부분(71b)은 하우징 밀봉 장치(51)의 단부를 위한 입구 정지부 표면을 제공한다. 그러므로, 도시된 조립체(20)에 있어서, 주 필터 카트리지(43)가 중앙부(27)에 설치되어 있을지라도 카트리지(43)는 하우징 밀봉 장치(51)와 출구부(28)의 부분(71a) 사이의 결합에 의해 밀봉된다. 이는 밀봉체(51)가 하우징(21)의 하류의 접합부에 결합되어 있기 때문에 하우징(21)의 부분(27, 28) 사이에서 어떠한 누출도 없기 때문에 바람직하다.
측벽(72)의 내표면(72a)은 이차 또는 안전 요소(45)에 대한 밀봉 표면, 즉 방사방향 밀봉 부재(66)에 대한 방사방향 밀봉 결합 표면을 형성한다. 출구부(28)내로의 이차 또는 안전 요소(45)의 삽입 길이는 출구부(28)의 프레임워크(76)에 의해 제한된다. 그러므로, 안전 요소(45)가 중앙부(27)에 삽입에 의해 설치될지라도, 사용에 있어 실제적으로 출구부(28) 내에 장착된다.
도 3의 출구(74)는 필터를 갖는 에어클리너(20)로부터 공기가 유동하는 출구이다. 도시된 특정 강치에 있어서, 출구(74)는 단부벽(73)에 센터링되어 있지 않는 것이 바람직하나, 그 한 측면(74a)에 위치하는 것이 바람직하다. 본원에서, 도 3의 병합된 출구부(28)에 센터링되어 있지 않은 출구(74)는 "편심"되어 위치되는 것이 특징이다. 다르게 말하면, 도 3을 보면, 출구(74)는 출구부(28)에 센터링(수직으로)되어 있지 않으며, 오히려 단부(74b)보다 단부(74a)에 근접하게 위치되어 있다.
상기로부터, 도 1에 도시된 출구부(28)는 한 쌍의 대향하는 측면(28c, 28d)에 의해 결합된 대향하는 만곡된 단부(28a, 28b)를 갖는다. (도 1에서, 측부(28c)가 도시되어 있으며. 측부(28d)는 통상적으로 동일 형상을 가진다). 바람직한 실시예에 있어서, 측부(28c, 28d)의 중앙부는 직선이고, 서로 평행하다.
도 3을 보면, 프리클리너부(25)가 도시되어 있다. 프리클리너부(25)는 외측벽(80)과, 먼지 배출기 포트(81)와, 분리기 튜브 장치(83)를 포함한다. 도 1의 외측벽(80)은 도 1의 대향하는 측벽(80c, 80d)과 대향하는 만곡된 단부(80a, 80b)를 가지는 타원형 주변부를 갖는다. 도시된 특정 실시예에 있어서, 대향하는 측벽(80c, 80d)의 중앙부는 직선이며 서로 평행하다. 도 1에 측벽(80c)이 도시되어 있으며, 측벽(80d)과 통상적으로 동일한 형상을 가진다. 도시된 장치에 있어서, 배출 포트(81)는 교호적으로 하는 것이 가능하지만 하나의 만곡된 단부(80b)에 위치된다. 통상적인 사용에 있어서, 소기 시스템의 튜브는 프리클러너(25)로부터 하우징(21)의 밖으로 배출되는 먼지를 배출하도록 먼지 배출 포트(81)에 부착된다. 몇몇 장치에 있어서, 가요성 배출 밸브는 소기 시스템이 사용되지 않을 때, 구멍(81a) 위에 위치될 것이다. 이러한 밸브는 에어클리너 장치에서 흔한 것이며, PCT국제공개공보 WO 03/084641호의 도 4에 도시되어 있다.
일반적으로 분리기 튜브 장치(83)는 도 1, 2 및 3에서 복수의 분리기 튜브(83)를 구비한다. 이러한 튜브는, 예를 들면 전체 명세서가 본원에 참조로 인용되어 있는 2003년 10월 16일 공개된 PCT국제공개공보 WO 03/084641호와 2004년 3월 24일 출원한 미국임시출원 제60/556,133호에 개시되어 있다.
분리기 튜브 장치(83)는 여러 개의 다른 갯수와 방향으로 사용할 수 있다. 일반적으로, 이들은 사용이 기대되는 특정 경우에 선택될 것이다. 도 2를 보면, 일반적으로 튜브(83)는, (a) 입구 블레이드 또는 핀(83a)의 사용을 통하여 통과하는 공기를 유입하도록 원형 모멘텀을 가하고, (b) 그 결과로, 튜브의 외측부(83b)로 약간의 입자를 구동시키고, 출구(83c)를 통하여 튜브(83) 밖으로 배출하고, (c) 공기가 중앙 배출 튜브(83d)로 통과하게 하고, 주 에어클리너 수용부(27) 내로 보내도록 구성되어 있다.
도 1을 보면, 프리클리너(25)는 측벽(80)에 고정된 단부편(25a)을 포함한다. 프리클리너(25)는 주 필터 카트리지 수용부(27)에 부착되기 전에 예비 조립될 수 있다. 도 2를 보면, 프리클리너(25)는 핀(83a)과 튜브(83b)를 가진 단부편(87)(또는 단부편(25))과; 그 안에 튜브(83d)와 측벽(80)을 갖는 몸체(88)를 구비하는 두 개의 주조된 부품으로 형성할 수 있다. 두 개의 부품(87, 88)은 프리클리너(25)를 형성하도록 같이 고정된다. 이러한 일반적인 형태의 조립체는 본원에 참조로 인용되어 있는 PCT국제공개공보 WO 03/084671호의 실시예에 개시되어 있다.
프리클리너(25)를 구비하는 경우에 입구부(24)는 편심 구조를 갖는다는 것을 주목해야 한다. 편심 구조는 도 1의 하나의 단부(80a, 80b)의 위치에 의해 제공된다. 도시된 특정 프리클리너(25)는 튜브(83)의 설치 패턴에 의해 편심도가 주어진다. 이러한 편심도로부터, 프리클리너(25)는 부분(27)에 대하여 두 개 중의 회전 위치중의 하나의 회전 위치에 장착될 수 있다. 이것의 잇점은 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 3을 보면, 에어클리너(20)는 내부에 수용되어 있는 부하 캠 또는 램프 장치(90)를 포함한다. 일차 필터 카트리지(43)(커버(35)가 제거될 때)가 설치되는 동안에, 캠 또는 램프 장치(90)는 화살표(95) 방향, 즉 밀봉 위치로 카트리지(45)를 편위시켜 삽입공정 동안에 결합한다. 접근 커버(35)가 제자리에 고정될 때, 일차 필터 카트리지(43)의 인접 단부(98)의 커버(35) 내의 돌출부(96)는 필터 카트리지(43)가 밀봉체(51)에서 결합이 분리되는 것을 방지한다. 즉, 돌출부(96)는 적절한 작동을 위하여 카트리지(43)를 제 위치에 로크시키는 데 도움이 된다. 유사한 부하 캠 또는 램프 장치(90)와, 돌출부(96)를 가진 접근 커버 장치가 전체 명세서가 본원의 참조로 인용되어 있는 2003년 11월 20일가 공개된 PCT국제공개공보 WO 03/095068호로 공개된 PCT출원 US 03/14350호에 개시되어 있다.
통상적으로, 램프(90) 부분은 하우징(21)의 각 측면(38, 39)의 하부에 구비되어 있다. 한 측면만이 도 3에 도시되어 있으며, 대향하는 측면은 동일 이미지를 가진다.
본원에서, 캠 또는 램프(90)는 동작 중에 전혀 움직이지 않기 때문에 "고정" 캠 또는 램프(90)라고 종종 불리운다. 부분(27) 내의 제자리에 고정되기 보다는 카트리지(43)는 부분(27) 내에 삽입하는 동안에 편위된다. 고정 캠 또는 램프(90)는 필요하다면, 접근 커버(35)와 상호작용없이 편위되어 작동되도록 위치되어 있다. 몇몇 바람직한 실시예에 있어서, 카트리지(43)를 편위시킨다는 의미는 접근 커버(35)가 제 위치에 있기 전일지라도 발생한다는 뜻이다.
본원에 참조로 인용되어 있는 미국임시출원 제60/532,783호에 개시된 것과 유사한 필터 카트리지는 필터 카트리지(43)로 사용할 수 있다. 이러한 요소는 일반적으로 도 3의 미디어팩(50)의 단부(50f)에 램프(90)와 결합되는 영구히 위치되는 구조적 부품을 갖는다. 그러나, 도 3에 도시된 특정 실시예에서, 미디어팩(50)은 단부(50f)에 위치하는 이러한 구조를 가지지 않는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이 에어클리너(20)는 다음 부분에 기술한 바와 같이, 미디어팩(50)에 영구히 고정되어 있지 않은 선택적인 덮개(sheath), 밴드, 또는 카세트 부품(100)을 포함한다.
IV . 덮개 또는 카세트 부품(100)
도 3을 보면, 덮개 또는 카세트 부품(100)은 미디어팩(50)을 둘러싸서 내포하고 있다. 카세트 부품(100)은 도 5 내지 도 7a에 상세히 도시되어 있다.
통상적으로 카세트 부품(100)과 미디어팩(50)은 서로 분리가능한 것이 바람직하다. 본 문맥에서 "서로 분리가능"이라는 용어는 필터 카트리지(43)를 교체할 때, 카세트 부품(100)의 재사용을 허용하도록 두 개의 부품을 수리공이 손으로 분리할 수 있다는 것을 의미한다. 일반적으로, 바람직한 장치에서 분리하는데 필요한 모든 것은 두 개의 부품을 축방향으로 잡아당기는 것이다. 이는 하기 카세트 부품(100)의 상세한 설명을 읽으면 이해될 것이다.
도 7a를 보면, 카세트 부품(100)은 도 3의 미디어팩(50)을 그 내부에 수용하도록 구성된 내부(104a)를 형성하는 외측벽(104)을 포함한다.
외측벽(104)은 대향하는 단부(107, 108)를 포함한다. 단부(107)는 사용 중에 미디어팩(50)의 인접하는 입구면(54)에 위치되고; 단부(108)는 사용 중에 하우징 밀봉 장치(51)에 인접하게 위치된다. 그러므로, 단부(107)는 통상적인 공기 유동에 대하여 입구 단부이고, 단부(108)는 출구 단부이다.
바람직하게는, 사용하는 동안에 단부(108)는 내부(104a)로 내부를 통하여 삽입되어 미디어팩(50)을 수용하도록 개방된다.
도시된 특정 카세트 부품(100)은 연장된 횡단 단부(107)와, 횡단편(111)을 구비하는 그리드 장치(110)를 포함한다. 사용하는 동안에 횡단편(111)은 미디어팩(50)의 인접한 입구면(54)에서 연장하는 그리드(110)를 형성한다. 그리드(110)는 외측벽(104)에 일체로 형성되는 것이 바람직하며; 본 문맥에서 "일체로"라는 용어및 그 변종어는 분리되지 않는 부품이라는 의미이다. 통상적으로 그리드(110)와 외측벽(104)은, 예를 들면 폴리아미드 또는 폴리올레핀으로 단일 주조 플라스틱편으로 형성된다. 통상적으로 사용할 수 있는 재료는 나일론 6/6 또는 폴리프로필렌이다. 플라스틱은 유리가 충전된 것일 수도 있다.
그리드(110)의 특정 구조는 선택의 문제로서 미적 목적 또는 목적을 나타내는 소스를 위한 설계를 선택할 수 있다. 적절한 기능을 위해, 사용에 있어서, 이 위치에서 도 3의 미디어팩(50)의 단부 지지를 보장하도록 단부(107)를 가로질러 연장되는 것이면 충분하다.
본원에서, 카세트 부품(100)의 단부(107)는 그리드(110)가, 조립하는 동안에 미디어팩(50)의 어떤 부분의 삽입을 방지하도록 이를 가로질러 연장되어 있기 때문에 종종 폐쇄되어 있다고 한다. 양 단부(107, 108)는 공기 흐름에 대해 개방되어 있다는 것을 주목해야 한다.
도 5를 보면, 카세트 부품(100)은 일반적으로 대향하는 만곡 단부(109a, 109b)와 두 개의 대향하는 측부(109c, 109d)를 구비하는 외측 윤곽 형상을 가진다. 도시된 통상적인 바람직한 장치에 있어서, 측부(109c, 109d)의 중앙부는 직선이며 서로 평행하다. 만곡된 단부(109a)는 후술하는 바와 같이, 그 중앙부에 외측으로 돌출된 구조체를 포함한다.
도 7a의 외측벽(104)은 이격된 방사 방향 외측으로 돌출된 리브(115)를 포함한다. 리브(115)는 일반적으로 대향하는 측부(114a, 114b)를 따라 연장되고 바닦(114c)을 가로지른다. 도 2를 보면, 측부(114a, 114b) 상의 리브(115)는 하우징 내부(20a)의 중심에 수용된 미디어팩(50)을 지지하는데 도움이 되도록 갭(117)을 가로질러 연장되도록 치수결정하는 것이 바람직하다. 리브(115)는 필요하다면, 이들 위치에 벽(117)의 내표면(116)을 결합하도록 치수결정된다.
도 7a의 하나의 리브(115a)는 입구단(107)에 위치되어 있다. 이 리브(115a)는 사용을 위해 에어클리너 하우징(21) 내에, 필터 카트리지(45)가 병합된 상태에서 카세트 부품(100)의 삽입 중에, 후술하는 바와 같이, 결합 캠 또는 램프(90)에 위치된다.
도 7을 보면, 바람직한 외측벽(104)은 삽입될 때, 도 3의 미디어팩(50)의 핀치 단부 부분(122)에 치수결정된 좁은 단부 부분(121)으로 테이퍼진 내표면(104b)을 가진다. 이는 미디어팩(50)을 이 위치에 지지하는데 도움이 되며 사용에 있어서, 이 위치에서 미디어팩(50)이 이동되지 않도록 고정된다. 위치(121)에서 단지 끼어있든가 가압되어 있어 카세트 부품(100)과 미디어팩(50) 사이에서 이루어진 결합은 수리하는 동안에 수동 삽입을 양호하게 하며 또한 카세트 부품(100)에서 미디어팩(50)의 수동 제거를 양호하게 하여 미디어팩(50)과 카세트 부품(100) 사이의 결합 및 분리를 양호하게 한다.
도 7을 보면, 좁은 단부(121)는 측벽(104)의 내부(104a)가 제 1 단면 크기의 중앙부(124)와 조금 작은 제 2 단면 크기의 단부(107)와 인접한 단부 부분(125)을 가지도록 전이단(123)을 포함하여 형성된다. 전이단(123)과 부분(125)은 영역(124b)에 관하여 전체적으로 약 0.5mm - 2mm, 통상적으로 약 1mm 내측으로 돌출되는 것이 바람직하다. 영역(125)은 1.5mm 이하의 압축(핀치)을 가지며 미디어팩에 대하여 적절하게 수용되도록 치수결정되는 것이 바람직하다. 영역(125)은 통상적으로 15 내지 25mm 범위이며, 전형적으로 적어도 10mm이며, 적어도 5mm의 거리로 단부(125a, 125b) 사이의 축방향 연장 길이로 연장되는 것이 바람직하다. 여기에서, 영역(125)은 종종 미디어팩 지지 쇼올더라고 불리운다. 도시된 특정 미디어팩 지지 쇼올더(125)는 연속적이다. 그러나, 쇼올더(125)는 카세트 부품(100) 내에서 연속적인 쇼올더에 대향하여 이격된 구조를 구비할 수도 있다.
통상적으로, 연속적이든 아니든 간에 쇼올더(125)는: 미디어팩(50)을 결합하도록 대향하는 만곡된 단부(50c, 50d)로부터 돌출된 부분과; 바람직하게는 적어도 30mm, 적어도 15mm의 거리에 걸쳐 미디어팩(50)(즉, 미디어팩 둘레)을 결합하는 각 측부를 따라 방사 방향으로 연장된 길이를 가지고, 바람직하게는 적어도 30mm, 적어도 15mm인 미디어팩을 결합하는 각 만곡된 단부 부분을 따라 축방향(예각)으로 연장된 길이를 가지고, 미디어팩을 결합하도록 대향하는 측부로부터 돌출된 부분을 포함한다. 또한, 쇼올더(125)는 연속적인 것이 바람직하고 그 둘레에서 미디어팩(50)과 연속적으로 결합되는 것이 바람직하다. 연속의 결과로서, 미디어팩은 같은 양으로 그 둘레를 가압한다.
일반적으로, 미디어팩 지지 쇼올더(125)는 미디어팩(50)을 방사방향으로 해 제가능하게 지지하며, 본 경우에 있어서, 도 3의 하우징 밀봉 장치(51)에 대향하는 단부에서 지지된다. 또한, 미디어팩(50)과 필터 카트리지(43)의 결합은 카세트 부품(100)으로부터 손으로 분리할 수 있으며, 이 때문에 카세트 부품(100)은 재사용할 수 있다.
또한, 사용에 있어서, 미디어팩(50)의 대향하는 만곡된 단부와 대향하는 측면에 대하여 지지 쇼올더(125)에 의해 제공되는 지지는 설치할 때, 도 3의 단부(50d)에서 미디어팩(50)을 지지하도록 작용한다. 이는 미디어팩(50)이 하우징(21) 내에 설치될 때, 미디어팩(50)이 대향하는 양 단부(54, 55), 즉 지지 쇼올더(125)에서 인접 단부(54)와 하우징 밀봉체(51)에서 인접 단부(55)에 인접하게 지지되는 것을 의미한다. 이는 작동 상태에서 조립체(20)가 진동하는 동안에 미디어팩(50)에 손상을 주는 것을 회피하는데 도움이 된다.
상기 특징과 같이 바람직한 방법으로 구성한다면, 연속적이든 아니든 간에, 쇼올더(125)는 대향 단부(50c, 50d)와 대향 단부(50d, 50e)를 포함하는 네 부분을 따라 미디어팩(50)과 결합할 것이고, 이에 의해 적어도 4곳의 다른 방향으로 미디어팩을 향한 핀치력 또는 지지력으로 4측부를 핀치 또는 지지하거나 360도 지지할 것이다. 이를 360도 지지, 미디어팩의 4측부 지지 또는 미디어팩에 대하여 적어도 4개의 다른 방향으로부터의 지지라고 일컫는다.
일반적으로, 전이단(123)은 미디어팩이 손상없이 내부(104a)에 위치되게 조력하도록 테이퍼져 있고 중단되지 않는 것이 바람직하다. 또한, 통상적으로, 부분(124)은 약간, 예를 들면 0.5 내지 1.5도 범위의 각도로 영역(124a, 124b) 사이에 서 하방으로 테이퍼져 있다.
통상적으로, 사용을 위하여 카세트 부품(100)은 미디어팩이 그 안에 위치될 때, 미디어팩이 상기한 바와 같이 영역(121)에 밀착되고 단부(124b) 또는 그 근처에서 영역(124)에 대하여 밀착되거나 약 1.5mm이상, 통상적으로 0.5mm이하로 이격되지 않도록 치수결정된다.
단부(108)에서 외측벽(104)은 여러 다른 방법으로 구성될 수도 있다. 도 7에 도시된 특정 장치는 인접 단부(108)와 단차(129)를 가진 외측 플레어(flare) 또는 플랜지(128)을 포함한다. 단차(129)와 플랜지(128)는 도 3의 방사 방향 밀봉체(57)를 형성하는 밀봉재(131)의 주변 밀봉부(130)의 일부분 위에 외측벽(104)의 단부(108)의 연장부를 구비하도록 치수결정된다. 주변 밀봉부(130)는, 일반적으로 미디어팩(50)에 대하여 방사방향 밀봉부(57) 부분과 밀봉 방사 방향 밀봉부(57)를 구비한다. 영역(129)의 축방향 연장부는 5 내지 25mm, 통상적으로 10-20mm 범위가 바람직하다.
도 7을 보면, 단차부(129)와 영역(124a) 사이의 전이부(129a)는 이 위치에서 치수가 점차적인 증가를 제공한다.
대체로서, 단차부(129)와 플랜지(128)를 포함하는 대신에, 외측벽(104)은 단부(108)가 미디어팩 주변 밀봉부(130)의 또는 밀봉부에서 짧게 축방향으로 종단되도록 치수결정된다.
도 7을 보면, 단차부(129)는, 단차부(129)가 영역(104)으로부터 그 주변 둘레에 0.25 내지 2.0mm 범위로 외측으로 일정한 단차값을 가지도록 플랜지(128)의 내표면(128a)이 부분(124a)에 대하여 치수결정되도록 구성되는 것이 바람직하다.
카세트 부품(100)의 단부 부분(107)은 설치하는 동안에 도 3의 부하 캠 또는 램프(90)가 결합되도록 치수결정되고 위치된다. 그러므로, 통상적인 사용에 있어서, 필터 카트리지(43)는 에어클리너(20)의 외부의 어떤 위치에서 단부(108)를 통하여 삽입되어 카세트 부품(100)의 내부(104a)에 설치된다. 설치된 필터 카트리지(43)를 갖는 카세트 부품(100)은 접근 커버(35)가 제거된 상태에서 주 필터 카트리지 수용부(27)의 내부(27a)로 접근 구멍을 통하여 설치(삽입)된다. 설치하는 동안에, 카세트 부품(100)과 (고정)부하 캠 또는 램프(90) 사이의 결합체는 방사 방향 밀봉체(57)에 밀봉된 일차 필터 카트리지(43)가 끼워진 위치로, 도 3의 화살표(95) 방향으로 카세트 부품(100)을 가압하여 일차 필터 카트리지(43)를 수용한다. 그런 다음에, 접근 커버(35)는, 돌출부(96)가 일차 필터 카트리지(43)와 카세트 부품(100)이 끼워지고 밀봉된 위치로부터 빠지지 않는 위치로 연장된 상태에서 위치된다.
필요하다면, 몇몇 조립체에서는, 접근 커버(35)는 조립을 용이하게 하기 위하여 카세트 부품(100)에 고정될 수도 있다. 이러한 고정은 필요하다면, 영구 또는 임시로 할 수도 있다.
여기에서, 필터 카트리지(43) 또는 미디어팩(50)을 카세트 부품(100)에 삽입할 때, 필터 카트리지(43)의 축방향 길이의 100%가 카세트 부품(100)의 내부로 들어갈 필요는 없다라고 말할 수 있다. 예를 들면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밀봉 장치(51)의 일부분이 카세트 부품(100)으로부터 외측으로 돌출되어 있다. 전형적이고 바람직한 장치에 있어서, 미디어팩(50)은 카세트 부품(100)의 축방향 연장부에 완전히 내포 또는 미디어팩(50)의 축방향 길이(즉, 단부면(54, 55)의 길이)의 94%가 내포되어 있다. 카세트 부품(100)은 미디어팩(50)의 노출 측면부인 측벽(104)에서 연속적이어야 하고 그 안에 구멍이나 개구를 가져야 할 필요는 없다. 그러나, 미디어팩(50)의 노출 측면부에 대하여 그 안에 구멍이나 개구가 없는 도시된 바와 같은 장치는 미디어팩 보호를 위하여 바람직하다.
도 7a에 도시된 특정 장치에서, 카세트 부품(100)은 만곡된 단부(132)에서 돌출 장치(131)를 포함한다. 돌출 장치(131)는 취급하는 동안에 카세트 부품(100)을 쉽게 잡을 수 있도록 그 아래(바람직하게는 양 측부(133a, 133b))에 수용기(133)를 갖는 플랫폼(131a)을 포함한다. 도 3을 보면, 접근 커버(35) 내의 돌출부(41)는 돌출 장치(131)를 수용하도록 그 안에 요홈(41a)을 형성한다. 플랫폼(131a)은 적어도 3600 sq.mm, 통상적으로 적어도 7000 sq.mm의 주변 면적(또는 외표면 면적)을 가진다. 수용기(131)는 미디어팩(50)의 축방향에 수직한 방향으로 사용자의 손가락이 돌출할 수 있도록 위치되는 것이 바람직하다.
비교적 큰 플랫폼(131a)은 카세트 부품(100)을 잡기 편리하게 하며, 이에 의해 일차 필터 카트리지(43)를 적절한 방향으로 한번에 설치할 수 있게 하는데 도움이 된다. 접근 커버(35) 상의 수용기(41) 내로 돌출부(131)를 수용하는 것은 설치 후, 적절한 위치를 유지하는데 도움이 된다.
도 8 내지 도 14를 보면, 도 1 내지 도 7a에 도시된 것과 유사한 장치의 작동이 도식적으로 도시되어 있다. 도 8 내지 도 14에 도시된 것은 약간 다른데, 예 를 들면 카트리지 부품이 돌출부와 유사하지 않은 돌출부를 포함하지 않기 때문에, 접근 커버가 돌출부를 포함하지 않는다는 것을 인지해야 한다. 그러나, 대체적으로 특징이 유사하며, 이에 따라 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8을 보면, 완전히 조립되어 폐쇄되어 있는 에어클리너(20)가 도시되어 있다. 도 9 및 도 10에는 접근 커버(35)가 제거된 상태를 도시하고 있다. 도 10은 접근 커버(35)가 제거되는 상태를 도시한 것으로서, 본 경우에는 카세트 부품(100)이 접근 커버(35)에 고정되어 있기 때문에 카세트 부품(100)도 또한 같이 제거된다. 접근 커버(35)와 카세트 부품(100) 사이의 연결부는 영구 또는 제거가능한 스냅이 부착될 수도 있다. 연결구가 사용된다면, 제거가능한 스냅이 바람직하다. 다른 바람직한 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 접근 커버(25)는 카세트 부품(100)과 서로 연결되어 있지 않기 때문에 카세트 부품(100)을 제거하지 않고도 제거할 수 있다. (도 8에서 카세트 부품(100)은, 예를 들면 리브와 그리드없이 도식적으로 도시되어 있다는 것을 인지하여야 한다).
도 11을 보면, 하우징(21)으로부터 접근 커버(35)와 카세트 부품(100)이 완전히 제거된 조립체(20)가 도시되어 있다. 도 12에는 일차 필터 카트리지(43)가 카세트 부품(100)으로부터 제거된 상태가 도시되어 있다. 하우징(21)의 나머지 부분에서 이차 또는 고정 요소(45)를 볼 수 있다.
도 12에서 안전 요소(45)는 도 3의 위치에 대하여 반전되어 장착된 상태가 도시되어 있다. 즉, 안전 요소(45)의 대향하는 단부는 도 3에 도시된 것보다 상방을 향하고 있다. 이는 본 발명에 따른 원리로 대체의 가능성을 나타내는 것이다.
도 13은 에어클리너(20)에서 이차 또는 안전 요소(45)가 제거된 단계를 도시한 것이다. 도 14는 이차 또는 안전 요소(45)가 완전히 제거된 상태를 도시한 것이다.
V. 다른 엔진 부품에 하우징(21)을 장착 및 부착하는 여러 가지 구성
도 15를 본다. 도 15에는, 하우징 부품은 : 서로 분리되어 도시되어 있는, 입구부(24)(프리클리너부(25)); 중앙부(27)(주 에어 필터 카트리지 수용부); 출구부(28)를 구비한다. 통상적으로, 하우징(21)의 이들 부품은 개별적으로 조립(즉, 예비 형성)되는 것이므로 도 1의 에어클리너(20)를 형성하도록 함께 고정된다. 함께 고정하는 것은 제거가능한 부착장치로 할 수도 있고 부품이 다시 분리되는 것을 방지하는 초음파 용접 또는 이와 유사한 기술로 행할 수 있다. 통상적으로 부품이나 하우징(24, 27, 28)은 조립체(20) 내에 영구히 고정되는 것이 바람직하다.
여기에서, 입구부(24)(즉, 프리클리너부(25))와 출구부(28)와 같은 어떤 부품은 종종 "예비성형" 또는 "예비성형 부품"이라 불리운다. 본 문맥에서 "예비성형"이라는 용어는 부품이 중앙부(27)와 별도로 형성되어 에어클리너(21) 하우징(21)을 형성하도록 고정되는 것을 의미한다.
도 15를 보면, 중앙 주 에어 필터 카트리지 수용부(27)가 상류부 또는 입구 에지(27a)와 하류부 또는 출구 에지(27b)를 포함한다. 통상적으로 입구부(24)(프리클리너(25))는 플라스틱으로 제조되고 조립되어 입구 에지(27a)에 용접(예를 들면, 초음파 용접)에 의해 고정한다. 통상적으로 출구부(28)는 플라스틱으로 예비성형되어 용접(예를 들면, 음파 용접)에 의해 출구 에지(27b)에 고정된다.
본 조립체로의 접근은 커버(35)(도 15에 미도시)에 가까이 또는 커버(35)(도 15에 도시된 바와 같이)에서 떨어져 출구 튜브(74)와 함께 출구부(28)가 위치되어 이루어진다. 또한, 먼지 배출기 포트(81)가 도시된 바와 같이, 대향하는 커버를 향하거나 그 대신으로 커버(35) 쪽을 향한 상태에서 프리클리너부(25)의 위치결정의 선택하게 한다. 이는 동일한 부품을 사용하여 4 개의 다른 조립체의 구성을 허용한다. 출구부(28)의 대체 구성이 더 많은 가능성을 허용하는 입구부(24)의 대체 구성과 함께 사용될 수 있다.
도 15를 보면, 거기에 도시된 또는 도 1의 특정 조립체(20)에 있어서, 입구부(24)(프리클리너(25))는 입구부(24)가 대칭이기 때문에, 두 곳의 다른 회전 위치에 장착될 수 있다. 도 15에서 두 곳의 방향은 출구(81)에서 상방 또는 하방을 향하고 있다. 중앙부(27) 상의 두 곳의 다른 회전 위치에 장착할 수 있는 입구부(24)는 여기에서 편심부라고 불리거나 두 곳의 다른 장착 방향을 가진 부품이라 할 수 있다.
마찬가지로, 출구부(28)도, 출구(74)가 중심에 위치되지 않기 때문에 편심부재이다. 출구부(28)는 중앙부(27) 상의 두 곳의 가능한 회전 위치에 장착가능한데; 제 1 위치는 출구(74)가 도 15에 도시된 곳에 위치되고; 제 2 위치는 도 15에서 수직으로 접근 커버(35) 근처에 출구(74) 내의 이 위치로 180도 회전된 위치이다.
이들 가능성은 장비 상에 장착되는 유니트를 제공함으로써: 서비스를 하기 위해 서비스 개구로 용이하게 접근하고; 먼지 배출 포트를 적절하게 돌출시키고; 시스템 내에 출구(74)를 다른 장비와 결합시키기 위한 바람직한 위치 결정하는 데 있어서 양호하게 사용할 수 있다. 즉, 도 16a 내지 도 16x에 도시된 예는 몇몇 가능예를 도시한 것이지 모든 가능예를 도시한 것은 아니다.
에어클리너(20)의 장착 장치(31)는 3측부 장착 장치(31a) 또는 박스드 U 형상 장치(31a)가 바람직하다는 것을 인식해야 한다. 도 16a에 도시된 장착 장치는 바람직하게는 평행하게 대향하는 측부(31b, 31c)와 그 사이에서 연장된 베이스(31d)를 구비한 3개의 측면을 가지며, 측부(31b, 31c) 사이의 각도는 통상적으로 베이스(31d)에 수직이다.
도 15를 보면, 통상적으로 3측면을 가진 박스드 U형상 장착장치가 사용될 때, 중앙부(27) 상에서 접근 커버(35)는 장착 장치의 중앙부(31d)로 향하여 위치된다. 이것이 또한 도 1에 도시되어 있다.
도 16a는 예를 들면, 장착 장치의 중앙, 하부, 베이스부(31d) 상에 장착된 도 15의 구성을 도시하며, 장비 장착 표면 또는 구조가 A에 도식적으로 도시되어 있다. 도 16b는 에어클리너 부분(27)의 유사한 장착을 도시하나, 출구부(28)가 반전(또는 도 16a에 대하여 180도 회전되어 에어클리너 부분(27)에 장착)되어 있다. 도 16c는 도 1에 대하여 장치가 반전되어 장착된 것을 도시한다. 도 16c의 구조를 달성하기 위하여, 도 15의 조립체는 도 15의 위치로부터 180도 반전 또는 회전되어 프리클리너(25)가 설치된다. 또한, 커버(28)는 도 15의 위치로부터 180도 회전되어 있다.
도 16d는 도 16c에 도시된 장치와 유사한 장착장치를 도시하나, 출구부(28)가 도 16c에 대하여 반전되어 있고, 그러므로 도 15에 도시된 바와 같이 접근 커버 (35)에 대하여 같은 방향으로 되어 있다.
도 16e는 출구부(28)와 프리클리너(25)가 도 16a 및 도 15에서와 같은 방향으로 된 상태에서 하우징부(27)의 두 측부(측부 31c) 중의 한 측부에 측면 장착됨을 나타낸다. 도 16f에 있어서, 동일한 장착 방향이 도시되어 있으나, 출구부(28)가 반전되어 있다.
도 16g는 대향하는 측부(측부 31b) 상에 장착됨을 도시한 것이나, 출구부(28)와 프리클리너부(25)가 도 16e, 도 16a 및 도 15에 도시된 것과 같은 위치로 배향되어 있다. 도 16h는 도 16g와 같은 동일한 방향을 나타내나, 출구부(28)가 반전되어 있다.
도 16i는 출구부(28)와 프리클리너(25)가 도 16c와 유사하게 배향되어 있는 상태에서 도 16g에 대하여 반전되어 있는 주 필터 카트리지 수용부(27)와 장착되어 있는 에어클리너를 도시한다. 도 16j는 도 16i에 도시된 주 필터 카트리지 수용부(27)와 유사한 장착 상태를 도시하나, 출구부(28)가 반전되어 있다.
도 16k는 도 16c 및 도 16i와 같은 동일 구조의 조립체를 도시하나, 도 16i로부터 대향 측면 상에 장착된 것을 도시한다. 16l은 16d 및 16j와 동일한 방향으러 장착된 조립체를 도시하나, 도 16j로부터 수용부(27)의 대향하는 측부에 장착된 상태를 도시한다.
도 16a 내지 도 16l은 전체적으로 "수직"으로 배향되어 장착되어 있는데, 본 문맥에서 "수직"이라는 용어는 도 1의 접근 커버(35)가 상방 또는 하방을 향하여 장착, 바꾸어 말하면, 베이스(31d)가 상방 또는 하방으로 향해 있음을 의미한다. 도 16m 내지 도 16x는 수평 장착을 위한 대체예가 도시되어 있다. "수평으로 장착" 및 그 변종어는 접근 커버(35)가 상방 또는 하방을 향하되 수평을 향한 것을 의미한다.
도 16m 내지 도 16r에는 먼지 배출 포트가 소기 시스템에 부착된 것을 가상하여 도시한 것이다. 배출 튜브를 통하여 먼지를 제거하기 위하여 소기 시스템에 진공이 적용되기 때문에 배출기는 하방을 향할 필요는 없다.
도 16m에 있어서, 조립체를 수직 대신에 수평으로 장착된 것을 도시하나, 출구부(28), 중앙 주 필터 카트리지(27)와 프리클리너(25)는 도 16a와 유사하게 배향되어 있다.
도 16n은 출구부(28), 중앙 주 필터 카트리지(27)와 프리클리너(25)는 측면 상에 수평으로 장착된 것을 제외하고 도 16b와 유사하게 배향되어 있다. 도 16o는 대향하는 측부에 현수된 것을 제외하고 도 16m과 유사한데 조립체가 배향되어 있음을 도시하고, 도 16p는 대향 측부로부터 현수된 것을 제외하고는 도 16n의 구성과 유사한 구성을 도시한다.
도 16q는 수평방향으로 장착된 것을 제외하고 도 16d에 도시된 것과 같은 구성의 에어클리너를 도시한다. 도 16r은 출구부(28)가 180도 회전한 것을 제외하고는 도 16q와 유사한 구성을 도시한다.
도 16s 내지 도 16x는 도 1의 프리클리너(25) 대신에 프리클리너부(200)를 사용하는 가능한 대체 구성을 도시한다. 사용된 프리클리너부(200)는 양 단부 중의 한 단부 대신에 도 1의 측부(140, 141) 중의 한 측부에 출구 돌출부(201)를 포함한 다. 또한, 입구 분리기 튜브(83)를 다르게 위치시킬 수도 있다. 다른 방식에 있어서, 부품은 이전 실시예의 실시예의 것과 같을 수도 있다.
도 16t는 출구부(28)가 180도 회전된 것을 제외하고 도 16s와 유사하다. 도 16u는 장치가 측면에 장착된 것을 제외하고는 도 16s와 유사하다. 도 16v는 출구부(28)가 180도 회전된 것을 제외하고는 도 16u와 유사하다. 도 16w는 대향하는 측면에 장착된 것을 제외하고는 도 16u와 유사하다. 도 16x는 대향하는 측부에 현수되어 장착된 것을 제외하고는 도 16v와 유사하다.
프리클리너 대신에 몇몇 시스템에 있어서, 도 15의 에지(27a)에 입구장치가 장착되어 제공된다는 것을 인식해야 한다.
VI . 커버의 대체 구성
도 17은 대체 조립체(300)를 도시한다. 도 1의 조립체(200)와 다른 점은 접근 커버(302) 내의 돌출부(301)가 다른 구성의 것이며, 도시하지 않은 내부에 수용되어 있는 카세트는 외측 영역의 돌출부와 유사한 돌출부를 가진다. 이러한 돌출부는 중앙부, 축방향 등성이와 같이 만곡되어 있다는 것을 인식해야한다.
도 3을 보면, 돌출부(131)와 수용기(41)는 접근 커버(35)가 제 위치에 위치되고 조립체(20)가 사용될 때, 카트리지(100)가 작동을 위해 적절히 위치하는데 도움이 된다는 것을 인식해야 한다. 조립체(300)의 유사한 특징은 유사한 방법으로 작동된다.
VII . 일차 또는 주 필터 카트리지(45)
도 19 내지 도 21에, 카트리지(43)가 도시되어 있다. 도 19를 보면, 카트리 지(43)는 고정된 하우징 밀봉 장치(51)를 가진 미디어팩(50)을 포함한다. 통상적으로 하우징 밀봉 장치(51)는 상기한 바와 같이, 방사방향 밀봉체를 형성하는 영역을 갖는, 예를 들면 발포 폴리우레탄과 같은 가압성 밀봉 재료를 제 위치에 주조하는 영역을 포함하는 것이 바람직하다. 도 19에서 밀봉 영역은 도면부호 51b로 지시한다.
밀봉 장치(51)는 미디어팩(50)을 결합하고 거기에 밀봉 장치(51)를 고정하는 밀봉 재료(130) 부분을 더 포함한다. 영역(130)은 영역(131)과 일체, 즉 한풀의 수지로부터 동시에 주조된다.
도 21을 보면, 그리드(52)와 그 위에 있는 돌출부(58)를 도시한다. 돌출부(58)는 밀봉 영역(51)을 지지, 특히, 방사방향 밀봉 영역(51b)을 지지하도록 구비된다. 그리드(52)와 지지체(58)는 서로 일체로 형성되고 미디어팩(50)의 단부(55)에 고정되는 주조된 예비 성형품(나일론 또는 폴리에틸렌과 같은 그리드 재료로 주조된)을 형성하고, 밀봉 재료로 영역(130)에 의해 밀봉된다.
예시만을 목적으로서, 사용가능한 카트리지(43)는 만곡 단부(50b, 50c) 사이에서 약 330mm의 긴 치수를 가지며, 대향하는 측부(50d, 50e) 사이에서 약 203mm의 짧은 치수를 가질 수도 있다. 미디어팩의 축방향 길이는 주어진 에어클리너 구조에 대하여 필요한 먼지 부하량을 선택할 수 있다.
도 21을 보면, 출구단에서 도면 부호 500으로 도식적으로 도시된 개별적인 입구 플루트는 도면부호 501로 도식적으로 도시된 바와 같이 다팅되어 폐쇄되어 있다. 이는 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 1월 22일 공개된 PCT국제공개공보 WO 04/007054호에 실시예로 개시된 바와 같은 폐쇄부의 선택적인 방법이다. 도 21에 또한 도시된 바와 같이, 하우징 밀봉 장치(57)와 밀봉 영역(130)을 형성하는 밀봉 재료는 또한 미디어의 최상부 랩(wrap) 또는 코일(502)의 내측으로 돌출한다. 선택적인 방법이 본원에 참조로 인용되어 있는 미국임시출원 제60/532,783호의 예에 개시되어 있다.
미디어 재료는 선택의 문제로서 요구되는 특정 적용 및 효율 레벨에 맞게 선택하면 된다. 미디어는 하나 이상의 측면에 대하여 화인 섬유 적용을 가질 수도 있다. 이미 개발된 통상의 재료를 사용할 수 있다.
VIII . Z-필터 미디어
Z-필터 미디어를 도 26 내지 도 30을 참조하여 설명한다.
도 22를 본다. 도 22에는 전체적으로 Z-필터 미디어가 참조번호 300으로 지시되어 있다. 도 22에서, 예로서 도 26에 대향하는 방향으로 공기 유동의 예를 도시한다. 그러므로, Z-필터 미디어(300)는, 예를 들면 밀봉제 또는 다른 수단에 의해 플루트 또는 구불구불한 시트(301)는 대면 시트(302)에 고정되어 있다. 대면 시트(302)는 구불구불하지 않을 수 있을지라도, 본원에 참조로 인용되어 있는 2004년 2월 11일 출원된 미국임시출원 제60/543,804호에 개시된 바와 같이 몇몇 경우에는 구불구불할 수도 있다.
도 22를 보면, 미디어(300)은 대향하는 단부(305, 306)를 가진다. 반대의 방법이 사용가능하고 종종 바람직할지라도, 단부(305)는 도 3의 입구면(54)을 형성하고; 단부(306)는 도 3의 출구면(55)을 형성한다.
구불구불한 시트(301)는, (a) 교번하는 복수의 등성이(310)와 골(311)과; (b) 대향하는 단부(312, 313)를 구비한다. 일반적으로 골(311)은 측면(312) 상에서 입구 플루트(311a)를 형성하고, 공기는 단부(305)를 따라 화살표(320) 방향으로 그들 안으로 들어간다. 대향하는 측부(313) 상에서 등성이(310)는 단부(305, 325)에서 또는 그 근처에 인접하는 출구 플루트(310a)를 형성할 수도 있다. 폐쇄체(325)는 밀봉제(325a), 절첩 또는 다른 장치에 의해 여러 가지의 방법으로 형성할 수도 있다. 공기는 밀봉제(325a)에 의해 폐쇄된 단부에서 플루트로 못들어간다(또는 나오지 않는다).
인접 단부(306), 골(311)에 의해 측면(312)에 형성된 플루트는 밀봉제(331)에 의해 330에서 폐쇄되어 있다.
일반적으로, 미디어 스트립(300a)은 구불구불한 시트(301)와 대면 시트(302)를 서로 붙여 형성되고 절단되고 적층 또는 감겨져서 미디어팩으로 형성되며, 도 3의 미디어팩은 대면 시트가 외측으로 향하도록 감겨져 있다. 공기는 입구 플루트(311a)로 들어가나, 미디어를 통하여 출구 플루트(310a)를 통과하지 않는 한, 단부(306)에서 배출되지 않는다. (물론, 공기가 반대 방향으로 유동하도록 배향된다면, 공기는 단부(306)에서 플루트(310a)로 들어가고, 단부(305)에서 플루트(311a)에서 배출된다).
일반적으로, Z-필터 미디어는 대면 시트에 붙어 있는 구불구불한 시트를 구비하고 복수의 입구 플루트와 출구 플루트를 구비하도록 구성된 것을 특징으로 한다. 입구 플루트는 장치의 입구면에서 개방되고, 예를 들면 밀봉제에 의해 출구면 이 폐쇄된다. 통상적으로, 출구 플루트는 입구면에서 폐쇄되고 출구면에서 개방된다. 폐쇄는 관련된 면에 바로 근접하게 할 수 있거나, 장치를 형성하도록 공정 단계의 성질에 따라 그로부터 약간 이격된다. 그런 다음에, Z-필터 미디어는 감겨지거나, 또한 장치에 따라 스트립으로 절단되어 적층된다.
IX . 도 22 내지 도 25의 안전 요소
도 23에는 안전 요소(45)가 도시되어 있다. 안전 요소(45)는 도 24의 사시도에 도시되어 있다. 도 24를 보면, 안전 요소(45)는 예비 형성된 외측 스커트(65)와, 방사 방향 밀봉체(66)와, 단부 돌출부(70)와, 핸들(69) 및 미디어(45a)를 구비한다. 바람직하게는, 주름진 미디어(45a)는 스커트(66)에 의해 둘러싸여 있고, 스커트(66)를 가로질러 콤(comb) 돌출부(340)에 의해 제 위치에 고정되어 있다. 일반적으로 스커트(66)는 대향하는 만곡된 단부(341, 342)와 대향하는 측부(344, 345)로서 타원 형상을 갖는다.
도 23 및 도 24를 보면, 통상적으로 돌출부(70)는 하나의 만곡 단부(341)에 센터링되어 있다. 이는, 예를 들면 25 - 40mm, 통상적으로 20mm, 적어도 10mm, 의 폭(도 23의 점(C)과 점(D) 사이의 연장 거리)을 가진다. 또한, 도 25(즉, 대향하는 단부(342) 방향으로)의 스커트(64)로부터 외측으로 방사방향으로 돌출된 거리는 통상적으로 10mm, 적어도 5mm의 거리를 가지는 것이 바람직하다. 도 24를 보면, 돌출부(70)는 도 3의 요홈(70a)과 결합되는 리브(70b)를 포함한다.
도 3에서, 안전 요소(45)는 핸들(69)이 아래에, 돌출부(70)가 위에 장착된것이 도시되어 있다. 조립체(20)는 반대로 장착되도록 구성할 수도 잇다.
X. 설치 및 조립 방법
상기 설명으로부터, 일반적으로 에어클리너 내의 측면 서비스 접근 구멍을 통하여 에어클리너 하우징 내에 에어 필터 카트리지를 설치하는 방법이 제공된다. 일반적으로 상기 방법은 : 내부를 형성하는 카세트 내의 미디어팩에 고정되는 미디어팩과 하우징 밀봉 장치를 구비하는 에어 필터 카트리지를 삽입하고; 에어클리너 하우징 내에 위치되어 있는 카세트 및 고정 캠 부재 사이의 결합에 따라 카세트를 축방향으로 바이어스된 상태에서 측면 접근을 통하여 삽입하여 필터 카트리지/카세트 조합체를 설치하는 단계를 포함한다. 카세트 내에 미디어팩을 삽입하는 단계는: 미디어팩의 네 개의 측부에 대향하여 핀치되어 있는 상태에서 카세트 내의 미디어팩 지지 장치 내에 하우징 밀봉 장치에 대향하여 미디어팩을 핀칭하는 것을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 에어클리너 조립체를 조립하는 방법은 박스드 U형상 장착 장치를 가진 중앙 하우징부에 편심적으로 위치되어 있는 중공 튜브를 가진 출구부를 고정하는 단계와; 중앙 하우징부에 편심적으로 위치되어 있는 먼지 배출 출구를 갖는 프리클리너를 구비한 출구부를 고정하는 단계를 포함한다. 조립 단계는 중앙 하우징 부, 상기한 바와 같은 미디어와 상기한 바와 같은 하우징 밀봉 장치를 구비한 에어 필터 카트리지를 설치하는 단계를 더 가지는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 방법은 카세트에 카트리지의 삽입을 포함하는 일반적인 방법을 사용하여 하우징 내에 필터 카트리지를 설치하고 결과적인 카세트/필터 카트리지 조합체를 설치한다.
XI . 조립체 구성
여기에서, 도시된 바람직한 조립체는 단면 또는 외곽이 타원형을 갖는 미디어팩을 수용하도록 제공된다. 상기한 타원형 형상이라는 의미는 적어도 두 개의 대향하는 만곡된 단부(또는 측부)와 그 사이에서 종단되는 한 쌍의 대향하는 측부를 가진다는 뜻이다. 대향하는 측은 상기한 바와 같이, 직선 또는 만곡될 수도 있다.
이를 수용하기 위한 바람직한 구성은 하우징부와 또한 안정 요소가 구비된다.
물론 대체 구성도 가능하다. 예를 들면, 다른 대체 구성에 가능할지라도, 미디어팩은 원형 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 하우징부와 안전 요소는 원형 구조를 가질 수도 있다.
XII . 프리클리너 ; 측면 부하, 주 필터 요소; 안전 필터 요소를 갖는 2 단 구조를 갖는 에어클리너의 구성의 예
A. 에어클리너의 예, 도 31 내지 도 46
도 31 및 도 32에서 도면부호 600은 상술한 어느 원리에 사용하는 에어클리너를 도시한다. 도 31을 보면, 에어클리너(600)는 하우징(601)을 구비한다. 후술하는 바와 같이, 하우징(501) 내에 내부적으로 수용되어 있는 것은 필터 카트리지와 안전 필터이다.
일반적으로, 하우징(601)은 주 중앙 몸체(605), 접근 커버(606), 입구부(607), 출구부(608)를 구비한다. 도시된 에어클리너(600)에서 입구부(607)는 도 1 및 관련 설명에서 개시한 바와 같이, 일반적으로 프리클리너부(609)를 구비한다. 도면부호 610에 프리클리너부(609)의 먼지 배출기 또는 배출 튜브가 구비된다. 통 상적으로, 출구(611)는 상기한 바와 같이, 먼지 배출기를 구비하거나, 소기 튜브에 부착된다. 배출 튜브로 사용될 때, 에어클리너 조립체(600)가 사용되기 위해 설치될 때, 하방으로 향하는 것이 바람직하다. 소기 튜브로서 사용될 때, 흡입 배출은 통상적으로 하방을 향하고, 또한 대체에도 가능하다.
출구부(608)는 상술한 바와 유사하게 중앙에 배열되지 않은 구멍(615)을 포함한다.
바람직하게는, 모듈러 구조가 하우징(601)에 사용된다. 부분(507)은 두 개중의 하나의 회전 방향으로 장착될 수 있다. 대체예가 가능할지라도, 통상적으로 일단 장착되면, 히트 스택킹(Heat stacking), 용접 또는 유사한 부착 방법을 통하여 제자리에 영구하게 고정할 수 있다. 또한, 커버 출구부(608)는 두 개 중의 하나의 회전 위치에 장착되며, 또한 히트 스택킹, 용접 또는 다른 방법으로 영구히 고정할 수 있다.
도 36에서, 에어클리너(600)가 분해되어 도시되어 있으며, 개별 부분(605, 607, 608)은 접근 커버(606)를 따라 도시되어 있다.
도 31 및 도 32를 다시 보면, 접근 커버(606)는 해제가능한 래치(620) 또는 베이스 또는 몸체(605)에 의해 제자리에 고정되어 있다. 여러 가지 예의 래치가 사용될 수 있으나, 센터 와이어 래치가 예로서 도시되어 있다.
도 31 내지 도 35를 보면, 중앙 베이스 부재(605)는 박스드 U형상, 세 측부 장착 장치(625)를 구비하고 있는 것을 볼 수 있으며, 이 때문에 전체적으로 지시하고, 상술 또는 다른 실시예에 개시한 바와 같이 여러 가지 방향으로 장착될 수 있 다.
다른 대체예는, 상술한 바와 같이(다른 부분에 대하여), 프리클리너(607)는 도 31의 단부(607c) 대신에 대향하는 측부(607b)로부터 외측으로 연장된 이젝터 튜브(611)를 구비할 수도 있다. 이는 조립체(600)가 다른 방향으로 장착될 경우에 편리하고 효율적인 먼지 배출을 허용한다.
통상적으로, 부분(607)은 하나 또는 다른 하나의 두 개의 이젝터 튜브 위치에 구비될 수 있으며, 몇몇 예에서 둘 다를 구비할 수도 있으나, 하나는 폐쇄되어 있다.
도 31을 보면, 출구부(608)는 부분(608)의 만곡된 좁은 대향하는 단부를 따라 서로 대향하도록 연장되어 있는 두 개의 돌출부(608a, 608b)를 구비한다. 내부적으로, 수용기는 후술하는 바와 같이, 사용을 위하여 각각의 이들 돌출부(608a, 608b) 내에 위치된다.
통상적인 작동에 있어서, 필터링될 공기는 면(630)에서 입구(607)로 들어간다. 도 33을 보면, 면(630)에서 복수의 원심 분리기 또는 싸이클론 분리기의 입구단(607)에 구비되어 있다.
필터링된 공기는 출구(615)를 통하여 대향하는 단부(631)로 배출된다. 도 34에서, 출구(615)는 압력계(635)를 따라 부분(608) 내에 구비되어 있다.
도 36을 보면, 에어클리너(600)가 분해 사시도로 도시되어 있다. 도 36에 있어서, 일차 필터 요소(640), 안전 요소(641), 필터 요소 수용 카세트(642)의 내부 수용 부품이 도시되어 있다.
우선, 안전 요소(641)를 본다. 일반적으로, 안전 요소(641)는 다음을 제외하고는 도 24의 안전 요소(45)와 유사하다. 특히, 돌출부(645)는 하방으로 향하여 있다. 도 36에 도시된 특정 실시예에 있어서, 출구부(608)는 요홈(608b)을 포함하고, 이 때문에 안전 요소(641)를 제자리에 파지 핸들(646)을 고정하는 단계 동안에, 그 안에 위치될 수 있다. 물론, 안전 요소(641)는 돌출부(645)가 수용기(608a) 내로 연장된 상태에서, 대향하는 회전 장착 위치로 향할 수 있다. 두 개의 수용기(608a, 608b)를 가짐으로써, 부분(608)이 어떻게 회전 장착되든지 간에 돌출부(645)는 그 안에서 상방 또는 하방으로 연장될 수 있다.
도 39에서 측단면도로, 도 40에서 단면도로, 도 41에서 사시도로 도시된 필터 카트리지(640)는 일반적으로 본 예에서 감겨진 Z-필터팩인 미디어팩(650)을 구비한다. 예로서 도시된 감겨진 Z-필터 미디어팩(650)은 대체적으로 타원형이며, 본에에서는 대향하는 만곡 단부(650a, 650b, 도 41)와 대향하는 측부(650c, 650d)를 갖는 레이스트랙 형상이다. 측부(650c, 650d)는 직선이고 평행하거나, 작은 곡률과 서로 대향될 수 있다. 필터 카트리지(640)는 본 예에서 외측 방사 방향 밀봉체를 형성하도록 향하고 있는 밀봉 장치(653)를 더 포함한다. 도 40에서, 밀봉 장치(653)는 밀봉 재료(656)를 갖는 지지체(655)를 구비한 것을 볼 수 있다. 이러한 일반적인 방법은 도 19 내지 도 21을 참조하여 상술되어 있다.
도 41을 보면, 지지체(655)는 횡단되어 연장된 그리드 워크(656)를 포함한것을 볼 수 있다.
대체예가 가능할지라도, 본원에서 이미 개시한 바와 같이, 도 39 내지 도 41 에 개시된 특징을 갖는 필터 카트리지(650)는 본 발명에 따른 장치에 대하여 편리할 것이다.
도 36을 다시 보면, 카세트(642)는 사용하는 동안에 밀봉 장치(653)가 돌출된 상태에서 필터 카트리지(640)를 수용하도록 치수 결정된다. 두 개의 부품의 조합체(즉, 카세트(642)와 필터(640)는 도 45 및 도 46에 도시되어 있다. 도 45는, 공기 유동 출구 단부의 사시도이고, 도 46은 공기 유동 단부의 사시도이다.
도 36을 보면, 본 경우에 있어서, 카세트(642)는 인접 공기 유동 입구 단부(660); 구멍(662)을 가로질러 연장된 그리드 워크(661); 카세트의 측벽을 통하는 복수의 구멍(663)을 가진다. 이들 구멍(663)은 몇몇 적용에서는 카세트의 조종을 편리하게 한다.
도 43을 보면, 구멍(663)은 입구 단부(660)에 인접한 단부 영역(664) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 영역(664)은 도 7의 영역(121)에 유사하게 미디어팩과 결합하여 도 43의 내부 쉘프(664a)를 형성하는 작은 내부 치수의 영역인 것이 바람직하다.
도 44를 보면, 구멍(663)은 카트리지(642)의 대향 측부(642a, 642b) 내의 선에 구비되어 있다. 본 경우에 있어서, 약간 만곡된 선의 대향하는 단부는 대향하는 만곡된 측부 위에 있다.
카세트(642)는 본원에서 이미 개시된 장치와 유사한 핸들 장치(665)를 또한 가진다. 또한, 커버(606)는 상기한 바와 같이, 핸들(665)을 수용하기 위한 수용기(666)를 포함한다.
도 36을 보면, 단부(670) 및 대향하는 단부(660)에서, 카세트(642)는 두 개의 중앙 부분을 갖는 림(671)을 포함하고, 하나는 도면 부호 673으로 도시되고 다른 하나는 도 36에 도시되지 않으나 림(671)의 대향부에서 동일 이미지를 갖는다. 부분(673)은 부분 또는 디바이더(674, 675)에 의해 림(671)의 나머지 부분으로부터 분리된 약간 유연한 탭이다.
도 43에서 카세트(642)는 단면으로 도시되어 있다. 대향 하는 측부와 동일 이미지이다. 도 43에서, 탭(673)은 톱니부(678)를 가진 것을 볼 수 있다. 톱니부(678)는 에지(679) 쪽을 향해 좁게 테이퍼진 바브(barb) 형상이 바람직하다.
도 36을 보면, 사용시, 카트리지(640)가 단부(670)를 통하여 카세트(642) 내부 안으로 눌려져 밀봉 장치(653)와 만날 때, 톱니부(678)는 밀봉 장치(653)의 일부분을 파고 들어가거나 걸려서 카트리지(640)와 카세트(642)를 함께 고정한다. 일반적으로, 바브의 치수는 손의 압력하에 분리될 수 있도록 선택된다.
도 44에 도시된 특정 카세트(642)에 있어서, 여러 열, 본원에서는 4열의 바브 또는 톱니부가 카세트의 각 측부에 구비된다. 다른 열의 수가 사용될 수 있다.
톱니부 또는 바브는 에어클리너 하우징에 대하여 밀봉을 포함하지 않는 미디어팩 상에, 특히 미디어팩과 중첩하는 밀봉 재료의 일부분에 밀봉 재료의 일부분과 결합하도록 위치되는 것이 바람직하다. 이러한 위치상의 재료는 바브가 충분히 파고 들어가 걸리게 하는 충분히 부드러운 폴리메릭 재료가 바람직하다. 밀봉 영역에 상기한 형식의 폴리우레탄 재료가 이에 적절한 재료의 예이다.
비트는 힘을 하우징에서 밀봉체를 가하거나 빼기 위하여 밀봉 장치를 취급하 기 위해 카세트에 가해질 때, 톱니부는 미디어팩의 결합 및 취급을 용이하게 하기 위해 밀봉체 재료로 파고들어가 걸리는 경향이 있다. 한편, 비틀음을 정지할 때, 톱니부는 손으로 분리하지 않는 한 밀봉 재료를 파고들어 가지 않도록 치수결정된다. 톱니부는 밀봉 재료의 결합이 발행할 경우에 밀봉 재료에 돌이킬 수 없는 손상이 일어나지 않는 형상 및 치수 결정되는 것이 바람직하다. 본원에 개시된 형식의 바람직한 밀봉 재료와, 도시된 형식 및 도시된 상대 치수의 톱니부 장치는 바람직한 실시예의 예이다.
도시된 바람직한 톱니부(678)는 일방향 바브로 구성되고 배향된다. 본 문맥에서, "일방향 바브"라는 용어는 톱니가 한 방향으로 눌러질 때, 밀봉 장치(653)(하우징으로 밀봉하는 부분을 커버하지 않는)의 일부분을 파고들어가는 경향을 가지나, 서로 밀거나 잡아당기면 해제되는 경향을 의미한다. 톱니(678)는 밀봉 장치(653)가 에어클리너 하우징과 밀봉 장치가 빠져나올 때, 파고들어 가는 경향을 가지도록 대향되는 것이 바람직하다. 이는 필요하다면, 카트리지(640)를 하우징의 밀봉 장치로부터 제거하는 것을 용이하게 한다. 적어도 하나의 톱니부를 가진 열을 사용할 수 있으나, 적어도 3열을 사용하는 것이 바람직하다. 톱니부의 한 측은 카세트의 중심축에 수직이고 다른 측은 축에 경사 각을 가지는 것이 바람직하다.
카세트(642)로부터 카트리지(640)의 해제는 톱니부가 일방향 바브를 사용한다면, 직선으로 행한다. 손의 압력은 필요한 만큼 가하면 된다.
구멍(663)은 카세트(642)와 카트리지(640) 조합체의 조립체의 운반을 용이하게 한다. 그러나, 구멍(663)은 다른 모드에서의 작동을 또한 용이하게 한다. 특히, 몇몇 대체 실시예에 있어서, 부분(507)은 서비스 접근 커버(606)를 사용하는 것에 대향하여 에어클리너의 내부로 서비스 접근을 제공하도록 제거가능하다. 이러한 장치에 있어서, 카트리지는 측부하에 대향하는 단부 부하를 통하여 부하를 받는다. 이러한 장치에 있어서, 구멍(663)은 조립체 내에서 밀봉 장치를 카세트(642)와 카트리지(640)를 밖으로 잡아당기기 용이하다.
도 44에서, 다른 단면을 갖는 카세트(642)가 도시되어 있다. 림부(671) 내의 바브 형상 톱니부(678)는 카세트(642)의 대향하는 측부(680, 681)를 도시한다.
도 36을 보면, 도시된 특정 실시예에서, 내부 캠 또는 램프(690)가 베이스(605) 내에 구비되어 있으며, 이 때문에 카세트(642)가 구멍(도 31의 접근 커버(606)이 제거될 때)을 통하여 밀려질 때, 카세트(642)는 밀봉 장치, 본 예에서는 하우징(90) 내의 밀봉 표면과 함께 방사 방향 밀봉 장치 내로 밀봉 장치(653)를 밀도록 가압된다. 이러한 가압 장치는 본원에서 이미 설명하였다.
도 47을 보면, 에어클리너 조립체(700)가 도시되어 있다. 에어클리너 조립체(700)는 중앙부(705)와 접근 커버(706)가 X 및 Y위치 사이의 치수가 축방향으로 긴 것을 제외하고는 대체적으로 에어클리너 조립체(600)와 유사하다. 이는 몇몇 적용에 있어서 긴 길이를 가진(비교적) 필터 카트리지의 수용을 허용한다. 입구부(707)와 출구부(708)는 각각 부분(607, 608)과 유사할 수도 있다.
도 48에서, 에어클리너(700)를 분해 도시한다. 큰(긴) 필터 카트리지(720)는 카트리지(720)를 수용하도록 큰 카세트(721)로서 도시되어 있다.
도 49를 본다. 도 49에는 에어클리너(800)가 분해 도시되어 있다. 에어클리 너(800)는 베이스(805), 접근 커버(806), 입구부(807), 출구부(808)를 구비한다. 베이스(805)는 베이스(605)와 유사하고; 접근 커버(806)는 접근 커버(606)와 유사하다. 그러나, 도시된 특정 에어클리너(800)는 카세트를 사용하지 않은 필터 카트리지(820)를 사용하도록 구성되어 있다. 이는 또한 프리클리너없이 사용할 수 있도록 구성되어 있다. 그러므로, 입구부(807)는 공기 유동 입구(825)를 구비하나, 공기 분리 튜브는 구비하지 않는다. 또한, 에어클리너(800)는 안전 요소없이 사용할 수 있도록 구성되어 있다.
에어클리너(800)와 같은 에어클리너는 먼지 용적이 많지 않다고 기대되는 특정 오버 더 로드 적용에 바람직할 수도 있다.
도 49를 보면, 카트리지(820)는 상기한 바와 같은 밀봉 장치(823)와, 상기한 바와 같은 Z-필터 미디어팩(821)을 구비한다. 입구 단부(825)에 유동면(825)의 일부에 걸쳐 연장되어 있는 탭(827)과 함께 예비 성형된 링(826)이 장착된다. 예비 성형 된 링(826)은 접근 커버(806)가 제거될 때, 설치하는 동안에 밀봉 결합되도록 카트리지(820)를 바이어스되도록 캠 또는 램프(830)와 결합되도록 위치된다. 도 50에 있어서, 에어클리너(800)는 이 장치를 이해하기 위하여 단면으로 도시되어 있다. 접근 커버(806) 내의 돌출부(835)는 카트리지(820)에서 밀봉체가 떨어지는 것을 방지한다는 것을 인식해야 한다. 접근 커버(806) 내에 수용기(836)가 본 원에서는 사용되지 않으나, 이러한 구성은 프리클리너를 가진 장치를 위하여 적절한 부품을 사용하는 모듈러 조립체를 허용한다는 것을 인식해야 한다.
부분(807, 808)은 예비 성형 될 수 있으며, 필요하다면 중앙부(805)에 고정 되고, 하나 이상의 장착 방향이상을 허용하는 대칭으로 구비할 수도 있다.
도 50을 보면, 입구부(807)는 장착 브래킷(807a, 807b)을 포함한다. 또한, 출구부(808)는 장착 브래킷(808a, 808b)을 포함한다. 에어클리너(808)는 입구부(807, 808) 상에 브래킷(807a, 807b, 808a, 808b)을 통하여 차량 또는 다른 장비 시스템에 장착 또는 중앙부(805) 상의 U형상 장착 장치(870)에 의해 제자리에 장착될 수도 있다. 통상적으로, 이들 옵션 중에 하나의 옵션은 장착을 위하여 사용되나 둘 다는 사용되지 않는다. 몇몇 장치에 있어서, 장착 브래킷(807a, 807b, 808a, 808b)은 사용하지 않을 수도 있다. 다른 장치에서는, U형상 장착 장치(870)를 사용하지 않을 수도 있다.
입구부(807)와 출구부(808)의 장착 브래킷과 유사한 브래킷이 본원에 개시되고 도시된 바와 같은 다른 에어클리너에 사용될 수도 있다.
다음과 같은 치수는 개시된 원리에 따라 구성될 수 있는 장치예를 나타내는 것을 의미한다. 여러 치수가 사용될 수 있다. 많은 실시예에 있어서, 통상적인 오브라운드 미디어팩은, 예를 들면 140 내지 280mm, 적어도 140mm의 플루트 길이를 가진다. 많은 이러한 적용에 있어서, 오브라운드 미디어팩의 긴 단면 치수는 예를 들면 300 내지 350mm, 적어도 300mm이며, 짧은 단면 치수는, 예를 들면 180 내지 220mm, 적어도 180mm이다. 종횡비(긴 단면 치수 대 짧은 단면 치수의 비)는 적어도 통상적으로 1.4이다.
하우징 부품과 카세트 부품의 치수는 이러한 미디어팩을 취급하기 편리한 치수를 가진다.
미디어팩의 치수 및 시스템의 전체 치수는 차량 또는 장비 동작 요구에 맞는 에어클리너에 의거하여 선택된다. 본원에 개시된 원리는, 예를 들면 약 1,100 cu. ft/min(약 13 m3/분) 이상의 공기 유량을 갖는 장치를 작동하기 위해 구성된 여러 치수의 에어클리너에 사용할 수 있다. 일반적으로, 어떤 주어진 치수를 갖는 먼지 배출 튜브에 대향하는 진공 소기장치(scavenger)와 같이 작동될 에어클리너 시스템은 더 높은 공기 수요를 허용한다.
일반적으로, 큰 공기 유동 치수를 취급하는 : 긴 미디어팩과 같이 장치를 길게 하고; 전 외곽 치수(미디어팩의 단면 치수)를 증가시키는 두 방법이 제공된다. 몇몇 경우에는 둘 다 사용할 수 있다.
B. 도 51 내지 도 62의 필터 카트리지 및 에어클리너
도 54 내지 도 61에서 도면부호 1000은 이미 설명한 원리를 실행하는 에어클리너를 도시한다. 에어클리너(1000)는 하우징(1001)을 구비한다. 하우징(1001) 내에는 필터 카트리지(1002, 도 51 내지 도 53 및 도 55)와 안전 필터(1003)를 내부에 수용되어 포함된다.
일반적으로, 하우징(1001)은 주 중앙 몸체(1005), 접근 커버(1004), 입구부(1006), 출구부(1007)를 구비한다. 입구부(1006)는 도 1과 관련된 개시와 관련하여 개시되고 관련된 바와 같이, 프리클리너부(1008)를 구비한다. 도면 부호 1009에 프리클리너부(1008)에 먼지 배출기 장치 또는 배출 튜브가 구비되어 있다. 통상적으로, 먼지 배출 장치(1009)는 상기한 바와 같이, 먼지 배출기 밸브와 함께 구비 또는 소기 튜브에 부착되어 있을 수도 있다.
출구부(1007)는 상기한 바와 유사하게 중앙에 배열되지 않은 출구 구멍(1010)(도 7 참조)을 포함한다. 안전 필터(1003)는 출구 구멍(1010)을 통하여 볼 수 있다.
모듈러 구조가 하우징(1001)에 사용되면 바람직하다. 그러므로, 입구부(1006)는 두 개의 회전 방향 중 하나에 장착될 수 있다. 또한, 출구부(1007)는 히트 스택킹, 용접, 또는 다른 방법으로 영구적으로 두 개의 회전 방향 중 하나에 장착될 수 있다.
접근 커버(1004)는 몸체(1005) 상의 해제가능한 래치(1011)에 의해 제자리에 고정된다. 오버 센터 래치가 예로서 도시되었지만, 여러 가지의 래치 장치가 사용될 수 있다.
통상적인 작동에 있어서, 필터링될 공기는 프리클리너부(1008) 내의 입구 단부(1006)로 들어간다. 도 55에 도시되어 있는 바와 같이, 프리클리너부(1008)는 복수의 원심 분리기 또는 싸이클론 분리기(1012)를 갖는다. 필터링된 공기는 출구(1007), 특히 구멍(1010)을 통하여 대향 단부(1013, 도 55)에서 에어클리너(1000)로 배출된다.
도 55를 보면, 에어클리너(1000)가 단면도로 도시되어 있다. 도 55에서, 내부에 수용되어 있는 부품으로써, 일차 필터 카트리지(1002), 안전 필터 요소(1003)를 볼 수 있다.
우선, 안전 필터 요소(1003)를 본다. 일반적으로, 안전 요소(1003)는 안전 요소(641, 도 36)와 안전 요소(45, 도 24)와 유사하다.
필터 카트리지(1002)는 도 51 내지 도 53에서 볼 수 있다. 필터 카트리지(1002)는 일반적으로 미디어팩(1014)을 구비하는데, 본 예에서는 감겨진 Z-필터 미디어팩이다. 도시된 실시예에서의 감겨진 Z-필터 미디어팩(1014)은 대체적으로 타원형이고, 본 예에서는 대향하는 만곡 단부(1015, 1016)와 대향하는 측부(1017, 1018)를 갖는 레이스트랙 형상이다. 측부(1017, 1018)는 직선이며 평행하거나, 약간의 곡률을 갖는 서로 대향할 수도 있다.
필터 카트리지(1012)는 밀봉 장치(1019)를 더 포함할 수도 있으며, 본 예의 경우에는 외측 방사 방향 밀봉체(1020, 도 55)를 형성하도록 대향되어 있다. 도 53에서, 밀봉 장치(1019)는 밀봉 재료(1022)를 갖는 지지체(1021)를 구비한다. 이러한 일반적인 방법은 도 19 내지 도 21과 관련하여 위에 개시되어 있다.
도 51 및 도 52에서, 지지체(1021)는 횡단하여 연장되어 있는 그리드워크(1023)를 포함한다. 그리드워크(1023)는 미디어팩(1014)의 텔레스코핑(telescoping)을 방지하고 전체 필터 카트리지(1002)를 지지하는 이점을 제공한다. 또한, 그리드워크(1023)는 주목을 끌며 매력적으로 보인다. 본 양수인인 도날드슨사의 특정 그리드워크가 도 51 및 도 52에 도시되어 있고, 또한 독특하다.
도 51 내지 도 53을 보면, 필터 카트리지(1002)는 카세트 또는 밴드를 포함하고 필터 카트리지(1002)의 부분으로써 영구히 장착되어 있다. 밴드(1024)는 상기한바와 같이, 카세트(642)와 유사한 기능을 가진다. 도 36에 도시된 요소의 예로써, 카세트(642)가 필터 카트리지(640)로부터 제거될 수 있다. 본 경우에 있어서, 밴드(1024)는 필터 카트리지(1002)의 일부로써 영구적으로 장착되는 것이 바람직하 다. "영구적으로 장착"이라는 용어는 밴드(1024)가 필터 카트리지(1002)의 안착을 파괴하지 않고 필터 카트리지(1002)의 안착으로부터 제거할 수 없다는 것을 의미한다. 밴드(1024)는 필터 카트리지(1002)의 한단부를 형성하며 인접하게 있으며, 본 예에서는 입구 단부(1025)이다. 밴드(1024)는 상기한 장치와 유사한 핸들(1026)로서 실행되는 돌출 장치를 포함한다. 또한, 커버(1004)는 상기한 바와 같은 핸들(1026)을 수용하는 수용기(1027)를 포함한다. 핸들(1026)이 밀봉 장치(1019)와 같이 단부로부터 이격되어 필터 카트리지(1002)의 단부에 위치되기 때문에, 밀봉 장치(1019)와 핸들(1026) 사이의 필터 카트리지(1002) 영역은 에어클리너를 서비스할 때, 결합된 밀봉 장치(1019)를 제거하는데 도움이 되는 레버 아암(1031)이다. 본 실시예에서 레버 아암(1031)은 예전 실시예의 레버 아암보다 길다. 긴 레버 아암(1031)은 에어클리너(1000)로부터 필터 카트리지(1002)의 제거에 도움이 된다.
도 51 및 도 52에 도시된 바와 같이, 밴드(1024)는 적어도 다른 폭의 두 영역을 포함한다. 제 1 폭부의 영역(1028)은 핸들(1025)을 규정하고 수용하는 밴드(10240의 영역이다. 제 2 폭부의 영역(1029)은 핸들(1026)을 수용하지 않는 밴드(1024) 영역이다. 도 51 및 도 52에 도시되어 있는 바와 같이, 핸들(1026)은 만곡 단부(1016) 상에 위치된다. 대향하는 만곡 단부(1016)는 제 2 폭부 영역(1029)을 갖는다. 측부(1017, 1018)는 서로 이격된 제 1 폭부 영역(1028)과 제 2 폭부 영역(1029)을 갖는다.
도 62에 있어서, 밴드(1024)는 카트리지(1002)의 다른 지지체를 구비하도록 그리드(1030)를 포함하도록 도시되어 있다.
필터 카트리지(1002)는 접근 커버(1004)를 제거하여 하우징(1001) 내로 로딩 또는 언로딩되고, 상기 장치의 설명과 유사하게 필터 카트리지(1002)가 작동되도록 로딩된다.
작동에 있어서, 필터링될 공기는 프리클리너(1008)를 통하고, 그런 다음에 필터 카트리지(1002)를 통하며, 그런 다음에 안전 필터(1003)를 통하여 에어클리너(1000)로 들어가고, 그리고 난 다음에, 출구부(1007) 내의 구멍(1010)을 통하여 에어클리너(1000)에서 배출된다.

Claims (26)

  1. 사용하는 동안에 에어클리너 하우징 내에 설치가능한 에어 필터 카트리지 장치에 있어서,
    (a) 미디어팩으로서,
    (i) 입구 유동 단부와 대향하는 출구 유동 단부와;
    (ii) 상기 입구 유동 단부에서 개방되고, 상기 출구 유동 단부에 인접하며 그곳으로부터의 공기의 통과를 차단하는, 복수의 입구 유동 플루트와;
    (iii) 상기 입구 유동 단부에 인접하여 폐쇄되고, 상기 출구 유동 단부에서 출구 유동을 개방하는, 복수의 출구 유동 플루트와;
    (iv) 타원 단면 형상을 가지는, 미디어팩;
    (b) 상기 미디어팩의 단부에 고정되어 있는 방사상 외부 방향으로 향하는 하우징 밀봉 장치로서,
    (i) 상기 하우징 밀봉 장치는 프레임부 위에 장착되는 밀봉 부재를 포함하는, 하우징 밀봉 장치;
    (c) 내부를 형성하며 그 내부에 위치하고 거기에 영구적으로 장착되어 있는 미디어팩을 갖는 밴드로서,
    (i) 상기 밴드는, 취급시 밴드의 파지를 제공하는 돌출장치를 가지고, 상기 돌출 장치는 하우징 밀봉 장치로부터 이격된 상기 미디어팩의 단부를 향하여 상기 하우징 밀봉 장치로부터 이격되어 있으며,
    (ii) 상기 밴드는 상기 하우징 밀봉 장치의 프레임부로부터 분리되어 있는, 밴드를 구비하는, 에어 필터 카트리지 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 돌출 장치는 플랫폼과 상기 밴드의 일부분 사이에 요홈 영역을 갖는 상기 밴드에 고정된 플랫폼을 포함하는, 에어 필터 카트리지 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 돌출 장치의 상기 플랫폼은 상기 밴드의 만곡된 단부 중의 한 단부에 고정되어 있는, 에어 필터 카트리지 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 플랫폼은 적어도 3600 sq.mm의 주변 면적을 규정하는, 에어 필터 카트리지 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 밴드의 대향하는 두 개의 측부는 직선의 평행한 측부 연장부를 구비한, 에어 필터 카트리지 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 미디어팩은 대면 시트에 고정되고 감겨져 있는 플루트 미디어를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어 필터 카트리지 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 밴드의 램프 결합 단부 부분은 이를 가로질러 연장된 단부 그리드를 가지며; 상기 단부 그리드는 방사 방향으로 향하는 하우징 밀봉 장치가 위치하는 곳의 단부로부터 이격된 미디어팩의 단부를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 에어 필터 카트리지 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 적어도 두 개의 폭이 다른 영역을 포함하고;
    (i) 제 1 폭 영역은 상기 돌출 장치를 수용하는 밴드 영역이고;
    (ii) 제 2 폭 영역은 상기 돌출 장치를 수용하지 않는 밴드 영역인 것을 특징으로 하는 에어 필터 카트리지 장치.
  9. 삭제
  10. (a) 입구부; 중앙 주 필터 카트리지 수용부; 출구부를 포함하는 하우징으로서,
    (i) 상기 중앙 주 필터 카트리지 수용부는 세 개의 장착 측부를 가지는 장착 장치를 가지고;
    (ii) 상기 주 필터 카트리지 수용부는 상기 장착 장치의 중앙에 대향하는 위치에서 서비스 접근이 개방되도록 위치되어 있는 측면 접근 커버를 가지고,
    (iii) 상기 하우징의 중앙 주 필터 카트리지 수용부는, 하기 에어 필터 카트리지를 설치 위치 내로 선택적으로 편향시키도록 하우징 내에 하기 에어 필터 카트리지를 설치하는 동안에 하기 에어 필터 카트리지의 램프 결합 단부 부분에 선택적으로 결합되도록 위치된 부하 램프 장치를 포함하는,
    하우징;
    (b) 상기 중앙 주 필터 카트리지 수용부 내에 제거 가능하게 위치되는 미디어팩을 포함하는 에어 필터 카트리지로서,
    (i) 미디어팩으로서,
    (A) 입구 유동 단부와 대향하는 출구 유동 단부와;
    (B) 상기 입구 유동 단부에서 개방되고, 상기 출구 유동 단부에 인접하며 그곳으로부터의 공기의 통과를 차단하는, 복수의 입구 유동 플루트와;
    (C) 상기 입구 유동 단부에 인접하여 폐쇄되고, 상기 출구 유동 단부에서 출구 유동을 개방하는, 복수의 출구 유동 플루트와;
    (D) 타원 단면 형상을 가지는, 미디어팩을 가지고,
    (ii) 상기 미디어팩의 단부에 고정되어 있는 방사 방향으로 향하는 하우징 밀봉 장치를 가지고,
    (iii) 상기 에어 필터 카트리지는 내부를 형성하고 그 내부에 위치되는 미디어팩을 갖는 밴드를 더 포함하고,
    (A) 상기 밴드는 취급하는 동안에 상기 밴드의 파지를 제공하는 돌출 장치를 가지고,
    (iv) 상기 에어 필터 카트리지는 측면 접근 커버가 제거되었을 때, 서비스 접근을 통하여 부착되도록 치수 결정되는 것인,
    에어 필터 카트리지;
    (c) 상기 입구부와 상기 출구부 사이에서 중앙 주 필터 카트리지 수용부 상에 제거가능하게 장착되어 있는 측면 접근 커버로서,
    (i) 상기 측면 접근 커버는 그 내부에 수용기를 형성하고 그 안으로 상기 밴드의 상기 돌출 장치가 돌출하는 것인,
    측면 접근 커버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어클리너 조립체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    (a) 상기 입구부는 상기 중앙 주 필터 카트리지 수용부에 고정되어 있는 예비 성형된 장치이고;
    (b) 상기 출구부는 상기 중앙 주 필터 카트리지 수용부에 고정되어 있는 예비 성형된 장치인 것을 특징으로 하는 에어클리너 조립체.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    (a) 상기 입구부는 복수의 먼지 분리기 튜브를 포함하는 프리클리너 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 에어클리너 조립체.
  13. 청구항 10에 있어서,
    (a) 상기 필터 카트리지는 상기 밴드에 영구적으로 장착된 것을 특징으로 하는 에어클리너 조립체.
  14. 청구항 10에 있어서,
    (a) 상기 입구부는 대향하는 두 개의 만곡된 단부와 두 개의 대향하는 측부를 가지고;
    (b) 상기 출구부는 대향하는 두 개의 만곡된 단부와 두 개의 대향하는 측부를 가지는 것을 특징으로 하는 에어클리너 조립체.
  15. 청구항 10에 있어서,
    (a) 상기 출구부는 편심되게 위치되어 있는 유동 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어클리너 조립체.
  16. 에어클리너의 측면 서비스 접근 구멍을 통하여 에어클리너 하우징 내에 에어 필터 카트리지를 설치하는 방법에 있어서,
    (a) 미디어팩, 상기 미디어팩에 고정되어 있는 방사 방향으로 향하는 하우징 밀봉 장치 및 밴드를 구비한 에어 필터 카트리지를 제공하는 단계로서;
    (i) 상기 미디어팩은
    (A) 입구 유동 단부와 대향하는 출구 유동 단부와;
    (B) 상기 입구 유동 단부에서 개방되고, 상기 출구 유동 단부에 인접하며 그곳으로부터의 공기의 통과를 차단하는, 복수의 입구 유동 플루트와;
    (C) 상기 입구 유동 단부에 인접하여 폐쇄되고, 상기 출구 유동 단부에서 출구 유동을 개방하는, 복수의 출구 유동 플루트와;
    (D) 타원 단면 형상을 가지며,
    (ii) 상기 방사 방향으로 향하는 하우징 밀봉 장치는 상기 미디어팩 의 단부에 고정되어 있고,
    (iii) 상기 밴드는 내부를 형성하고 그 내부에 위치되어 거기에 영구적으로 장착되어 있는 미디어팩을 가지고,
    (A) 상기 밴드는 취급하는 동안에 상기 밴드의 파지를 제공하도록 돌출 장치를 가지며; 상기 돌출 장치는 상기 하우징 밀봉 장치로부터 이격된 상기 미디어팩의 단부를 향하여 하우징 밀봉 장치로부터 이격되어 있고,
    (b) 입구부와; 중앙 주 필터 카트리지 수용부와; 출구부를 포함하는 하우징 내의 측면 서비스 접근 구멍을 통하여 삽입함으로써 에어 필터 카트리지를 설치하는 단계로서;
    (i) 상기 중앙 주 필터 카트리지 수용부는 세 개의 장착 측부를 갖는 장착 장치를 가지며;
    (ii) 상기 중앙 주 필터 카트리지 수용부는, 상기 장착 장치의 중앙에 대향한 위치에서 측면 서비스 접근에 개방되도록 위치되어 있는 측면 접근 커버를 가지는 것을 특징으로 하는 에어 필터 카트리지를 설치하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    (a) 에어 필터 카트리지를 제공하는 상기 단계는, 취급하는 동안에 상기 밴드의 파지를 제공하는 돌출 장치를 가지며 상기 에어 필터 카트리지에 고정되어 있는 밴드를, 에어 필터 카트리지에 제공하는 단계를 포함하며;
    (b) 상기 방법은, 설치 후에, 측면 서비스 접근 구멍 위에 서비스 커버를 향하게 하고, 상기 측면 서비스 접근 구멍 위의 서비스 커버 내에 수용기를 향하게 함으로써, 상기 측면 서비스 접근 구멍을 폐쇄하여, 상기 서비스 커버 내에 돌출된 상기 돌출 장치를 수용하는 단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 에어 필터 카트리지를 설치하는 방법.
  18. 에어클리너 조립체에서 사용하기 위한 안전 요소에 있어서,
    (a) 두 개의 대향하는 만곡된 단부와, 두 개의 대향하는 측부를 가진 예비 성형된 외측 스커트와,
    (b) 상기 스커트에 의해 둘러싸이도록 위치되는 주름진 미디어와,
    (c) 상기 스커트 상에 위치되어 있는 방사 방향 밀봉체와,
    (d) 제 2의 만곡된 단부에 반대 방향으로 제 1의 만곡된 단부로부터 외측으로 적어도 5mm 거리로 연장되어 있는 돌출부를 구비한 것을 특징으로 하는 안전 요소.
  19. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 대향하는 두 개의 만곡된 단부와 대향하는 두 개의 측부를 갖는 단면 형상을 갖는 에어 필터 카트리지 장치.
  20. 청구항 19에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 하우징 내에 필터 카트리지를 설치하는 동안에 하우징 램프와 선택적으로 결합하는 램프 결합 단부 부분을 가지고, 상기 램프 결합 단부 부분은 상기 하우징 밀봉 장치로부터 이격되어 있는 상기 미디어팩의 단부에 위치하는 에어 필터 카트리지 장치.
  21. 청구항 10에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 대향하는 두 개의 만곡된 단부와 대향하는 두 개의 측부를 갖는 단면 형상을 갖는 에어클리너 조립체.
  22. 청구항 10에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 하우징 내에 필터 카트리지를 설치하는 동안에 하우징 램프와 선택적으로 결합하는 램프 결합 단부 부분을 가지고, 상기 램프 결합 단부 부분은 상기 하우징 밀봉 장치로부터 이격되어 있는 상기 미디어팩의 단부에 위치하는 에어클리너 조립체.
  23. 청구항 16에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 대향하는 두 개의 만곡된 단부와 대향하는 두 개의 측부를 갖는 단면 형상을 갖는, 에어 필터 카트리지를 설치하는 방법.
  24. 청구항 16에 있어서,
    (a) 상기 밴드는 하우징 내에 필터 카트리지를 설치하는 동안에 하우징 램프와 선택적으로 결합하는 램프 결합 단부 부분을 가지고, 상기 램프 결합 단부 부분은 상기 하우징 밀봉 장치로부터 이격되어 있는 상기 미디어팩의 단부에 위치하는, 에어 필터 카트리지를 설치하는 방법.
  25. 청구항 19에 있어서,
    (a) 상기 밴드의 상기 대향하는 두 개의 측부는 직선의 평행한 측부 연장부를 구비한, 에어 필터 카트리지 장치.
  26. 청구항 19에 있어서,
    (a) 상기 밴드의 램프 결합 단부 부분은 이를 가로질러 연장된 단부 그리드를 가지며; 상기 단부 그리드는 방사 방향으로 향하는 하우징 밀봉 장치가 위치하는 곳의 단부로부터 이격된 미디어팩의 단부를 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 에어 필터 카트리지 장치.
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