KR101314914B1 - 장치를 가진 필터 부재, 여과 방법, 및 구성 방법 - Google Patents

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도날드슨 컴파니, 인코포레이티드
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Abstract

필터 부재(10)는 제1 개방 필터 내부를 형성하는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12); 제2 개방 필터 내부를 형성하는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 포함하는데, 필터 미디어의 제2 구성은 제1 개방 필터의 내부 내에 위치하고, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성으로부터 방사상으로 이격되며; 제2 개방 필터 내부는 비여과된 유체 채널(24)을 형성한다. 플라스틱 내부 라이너(liner)(16)는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성을 지지하기 위해 제1 개방 필터 내부 내에 있다. 플라스틱 외부 라이너(18)는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 지지하기 위해 제1 개방 필터 내부 내에 있다. 여과된 유체 채널(20)은 내부 라이너와 외부 라이너 사이에 형성된다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 필터 미디어의 제2 구성 사이에는 브레이스(brace) 장치(36)가 있다. 브레이스 장치는 스프링, 복수의 보강판, 또는 솔리드 스페이서를 포함할 수 있다.

Description

장치를 가진 필터 부재, 여과 방법, 및 구성 방법{ELEMENT FILTER WITH ARRANGEMENT, METHOD OF FILTERING AND METHOD OF CONSTRUCTION}
본 출원은 필터에 관한 것이다. 특히 본 출원은 큰 유량(flow rate)을 유지하면서 유체의 청결을 획득하기 위해 다중 패스(multi-pass) 응용에서 유체를 여과시키는데 사용할 수 있는 필터에 대해 기술한다.
표준 필터들은 한 방향으로만 여과시키는 단일 미디어 팩만 있다. 이러한 유형의 장치에서는 미디어 팩이 큰 압력 강하 조건에서 접히지 않도록 지지되어야 한다. 이러한 유형의 응용에서는 효율성이 증가하려면 유량이 감퇴하거나 압력 강하가 증가하게 된다. 또한 효율성의 증가는 오물 고정 능력도 저하시킨다. 여러 응용에서 미디어는 강철 통 내에 있는데, 이는 파편(scrap)용의 강철을 오염시키고, 고객들이 파편 금속에 대한 최고의 가치를 누리지 못하게 한다.
이에 개선이 필요하다.
제공되는 필터 부재는 제1 개방 필터 내부를 형성하는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성; 제2 개방 필터 내부를 형성하는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 포함하는데, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성은 제1 개방 필터의 내부 내에 위치하고, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성으로부터 방사상으로 이격되며; 제2 개방 필터 내부는 비여과된 유체 채널을 형성한다. 플라스틱 내부 라이너(liner)는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성을 지지하기 위해 제1 개방 필터 내부 내에 있다. 플라스틱 외부 라이너는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 지지하기 위해 제1 개방 필터 내부 내에 있다. 여과된 유체 채널은 내부 라이너와 외부 라이너 사이에 형성된다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성 사이에는 브레이스(brace) 장치가 있다.
제공되는 여과 방법은, 여과되지 않은 유체를 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성을 통해 여과된 유체 볼륨(volume)으로 안내하는 단계; 여과되지 않은 유체를, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성에 의해 둘러싸여 있고, 이것으로부터 방사상으로 이격된, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 통해 여과된 유체 볼륨으로 안내하는 단계; 및 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성 사이의 비금속 브레이스 장치로 지지하는 단계를 포함한다.
필터 부재를 구성하는 방법을 제공한다. 이 방법은 제1 필터 미디어를 선택하고, 제1 필터 미디어를, 비금속 내부 라이너를 가진 튜브형 구성으로 형성하는 단계; 제2 필터 미디어를 선택하고, 제2 필터 미디어를, 비금속 외부 라이너를 가진 제2 내부 튜브형 구성으로 형성하는 단계; 작동가능하도록 제1 외부 튜브형 구성 내의 제2 내부 튜브형 구성의 방향을 정하고, 제2 필터 미디어로부터 제1 필터 미디어를 방사상으로 이격시키는 단계; 및 제1 외부 튜브형 구성과 제2 내부 튜브형 구성 사이에 비금속 브레이스 구성을 제공하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 명세서의 원리에 따라 구성된 필터 부재의 단면도이다.
도 2는 내부에 작동가능하도록 설치된 도 1의 필터 부재를 가진 하우징을 포함하는 필터 조립체의 사시도이다.
도 3은 도1 및 도 2의 필터 부재와 함께 사용가능한 외부 라이터의 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 외부 라이너의 단면도이다.
도 5는 도 2의 필터 조립체의 사시 단면도로서, 단면은 도 2의 선 5-5를 따라 취한 것이다.
도 6은 본 명세서의 원리를 따라 구성된 필터 부재의 제2 실시예의 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 필터 부재의 사시도이다.
도 8은 내부 부품들을 도시하기 위해 일부가 제거된, 도 7에 도시된 필터 부재의 사시도이다.
도 9는 도 6 내지 도 8의 필터 부재에서 사용가능한 부품의 사시도이다.
도 1을 참조하여, 전반적으로 도면부호 10에서 다중 요소 필터 부재의 한 실시예를 설명한다. 필터 부재는 멀티패스 시스템에서 사용할 수 있고, 두 개의 서로 다른 필터 미디어를 활용하여 공통 레저부아(reservoir)로부터 유체를 여과할 수 있다. 이러한 유형의 시스템에서는, 시간이 흐르면서 필터 부재(10)의 전반적인 여과 효율이 고효율 필터 미디어의 효율에 접근하게 된다. 그래서 고효율 미디어를 통과하는 유체의 작은 측류도 시스템의 전체 성능에 이롭다. 또한, 서로 다른 효율과 공통 소스로부터 제공되는 압력 강하를 갖는 두 개의 미디어는 이들을 각각 통과하는 개별 유동에 대하여 자가 균형(self-balance)을 이룬다. 뿐만 아니라, 내외 지지물을 가진 두 개의 필터 미디어는 구조적으로 서로를 지지하는 작용을 할 수 있다.
도 1에서, 필터 부재(10)는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)을 포함한다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)은 실린더형으로 제시되어 있지만, 원뿔형을 포함하여 다른 형상도 가능하다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성은 제1 개방 필터 내부(14)를 형성한다. 내부 라이너(16)는 제1 개방 필터 내부(14)를 정렬시키고 있는데, 이 라이너는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)을 지지해주는 기능을 한다. 내부 라이너(16)는 유동하는 유체가 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)을 통과한 다음, 내부 라이너(16)를 통과하여 제1 개방 필터 내부(14)로 나가는 것을 허용하도록, 다공성이거나 천공되어 있다.
바람직한 실시예에서는, 내부 라이너(16)가 비금속이다. 여러 바람직한 실시예에서는, 내부 라이너(16)가 플라스틱으로 만들어진다. 하기에 설명된 바와 같이 필터 부재(10)의 구성 결과, 기존의 금속 라이너와 비교하여 비교적 얇고, 가벼우며, 저렴한 내부 라이너(16) 재료가 생긴다. 바람직한 실시예에서는, 내부 라이너의 두께가 0.1 in.보다 크지 않다. 한 실시예에서는, 내부 라이너(16)의 두께가 약 0.090-0.099 in.이다.
필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)에는 여러 다른 유형의 미디어가 있을 수 있다. 예를 들어, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)으로는 플리트형(pleated) 미디어, 비플리트형(non-pleated) 미디어, 합성 미디어, 종이 미디어 등이 가능하다. 물론, 사용되는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)의 유형은 응용에 종속된다.
도시된 실시예에서는, 필터 부재(10)가 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 더 포함한다. 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은 실린더형으로 기술되어 있지만, 원뿔형을 포함하여 다른 형상들이 가능하다. 도시된 실시예에서, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은 제1 개방 필터 내부(14) 안에 위치한다. 바람직하게는, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)으로부터 방사상으로 이격되어 제1 개방 필터 내부(14)와 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18) 사이에 유체 채널(20)을 형성한다. 미디어(18)로는, 플리트형, 비플리트형, 합성형, 종이형 등을 포함하여 여러 유형의 필터 미디어가 가능하다.
필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은 제2 개방 필터 내부(22)를 형성한다. 제2 개방 필터 내부(22)는 그 내부에 유체 채널(24)을 형성한다. 바람직한 실시에에서, 유체 채널(24)은 비여과된 유체 채널(26)이다.
외부 라이너(28)는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 지지하고 있다. 외부 라이너(28)는 다공성이거나 천공되어 있어서, 이를 통한 유체의 유동을 허용한다. 바람직하게는, 외부 라이너(28)는 비금속이다. 바람직하게는, 외부 라이너(28)는 두께가 0.1 in. 보다 크지 않은 플라스틱으로 구성된다. 바람직한 한 실시예에서, 외부 라이너(28)는 0.090에서 0.099 in. 사이의 두께를 갖는다.
제1 개방 필터 내부(14)와 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18) 사이의 유체 채널(20)은 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28) 사이에도 위치한다. 바람직하게는, 유체 채널(20)은 여과된 유체 채널(30)이다. 즉, 작동 시에, 바람직하게는 여과되는 유체는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)의 상류측(32)과 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12), 및 내부 라이너(16)를 통해 흘러, 여과된 유체 채널(30)에 이르고, 비여과된 유체는 비여과된 유체 채널(26)로 흘러서, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)의 상류측(34), 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18), 외부 라이너(28)를 통해 여과된 유체 채널(30)로 들어간다. 그 후 여과된 유체 채널(30) 내의 유체는 시스템 내에서 사용되는 필터 부재(10)를 빠져나간다.
필터 부재(10)의 균형을 잡기 위해서, 브레이스 장치(36)가 제공된다. 도시된 실시예에서, 브레이스 장치는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18) 사이에 제공된다. 도 1의 구체적인 실시예에서는, 브레이스 장치(36)가 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28) 사이(between)에서 이들과 맞대고(against) 있다. 이 실시예에서 브레이스 장치(36)는, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 가로지르는 압력의 균형을 보장하기 위한, 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28) 사이의 비압축성 솔리드 스페이서(solid spacer)(38)이다. 이 실시예에서, 브레이스 장치(36)는 플라스틱과 같은 비금속 재료로 구성된다. 브레이스 장치(36)의 존재로 인해서, 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28)는, 압력차를 지탱하기 위해 금속 또는 매우 두꺼운 비금속 라이너를 필요로 하는 선행 기술의 코어 장치와 비교하여 비교적 얇고 가벼운 플라스틱 재료로 만들어질 수 있다.
이제 도 3과 도 4를 참조하여, 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28) 사이에 여기에 맞대어 방사상으로 연장하는 적어도 하나의 리브(rib)(40)를 포함하는 브레 이스 장치(36)에 대해 설명한다. 도시된 특정 실시예에서, 브레이스 장치(36)는 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28) 사이에서 이들과 맞대어 방사상으로 연장하는 복수의 리브(40)를 포함한다. 설명하는 실시에에서, 외부 라이너(28)는 외부 라이너(28)의 길이를 따라 길이 방향으로 연장하여 외부 라이너(28)로부터 내부 라이너(16)에 대치하여 방사상으로 돌출하는 리브(40)를 갖는다. 도시된 실시예에서는, 적어도 세 개의 리브(40), 예를 들어 4-10개의 리브(40)가 있다. 각 리브(40)는 방사상으로 적어도 0.2 in., 일반적으로는 0.25-1.25 in., 예를 들어 약 0.3-0.5 in.를 돌출한다.
브레이스 장치(36)의 다른 실시예도 이용가능하다. 브레이스 장치(36)는, 예를 들어 스프링일 수 있다. 이 실시예는 도 6 내지 도 9와 연계하여 하기에 설명한다. 리브(40)는 그 단면으로 정사각형, 직사각형, 다각형, 타원, 불규칙 도형 등을 포함하여 여러 다른 단면을 가질 수 있다.
도 1을 다시 보면, 도시된 실시예에서는 필터 부재(10)가 제1 개방 단부 캡(cap)(50)을 더 포함한다. 단부 캡(50)은 개구 또는 구멍(52)를 형성한다. 일반적인 작동에서는, 구멍(52)이 출구 구멍(54)의 기능을 한다.
도시된 실시예에서, 필터 부재(10)는 개구 또는 구멍(58)을 형성하는 제2 개방 단부 캡(56)을 포함한다. 일반적인 작동에서는, 구멍(58)이 입구 구멍(60)이 된다.
도시된 실시에에서는, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)이 제1 개방 단부 캡(50)과 제2 개방 단부 캡(56) 사이에서 연장한다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)은, 예를 들어 플로팅(plotting) 또는 몰딩(molding)을 포함하여 여러 다른 기법을 통해 제1 개방 단부 캡(50) 및 단부 캡(56)에 고정될 수 있다.
도시된 실시예에서, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은 제2 개방 단부 캡(56)에 고정된다. 도시된 실시예에서는 이러한 방식으로 제2 개방 단부 캡(56)이 일반적으로 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 모두 고정한다. 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은, 예를 들어 플로팅 또는 몰딩을 포함하여 여러 다른 기법을 통해 제2 개방 단부 캡(56)에 고정될 수 있다.
도 1을 다시 보면, 도시된 필터 부재(10)의 실시예에서는 제3 단부 캡(62)이 있다. 제3 단부 캡(62)은 폐쇄 단부 캡으로서 도시되어 있는데, 이는 이를 통한 유동 구멍을 형성하지 않음을 의미한다. 도시된 실시예는 제2 개방 단부 캡(56)과 제3 단부 캡(62)에 고정되고 이들 사이에서 연장하는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 도시한다. 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은, 예를 들어 플로팅 또는 몰딩을 포함한 다양한 기법을 통해 제3 단부 캡(62)에 고정될 수 있다.
도시된 실시예에서, 제3 단부 캡(62)은 제1 개방 단부 캡(50)으로부터 축 방향으로 이격되어 있다. 이 축 방향의 이격은 여과된 유체 채널(30)로부터 출구 구멍(54)까지의 유동 통로 형성을 돕는다. 출구 구멍(54)은 여과된 유체 채널(30)과 연통되어, 여과된 유체가 출구 구멍(54)을 통해 여과된 유체 채널(30)로부터 필터 부재(10)를 빠져나가는 것을 허용한다. 입구 구멍(60)은 비여과된 유체 채널(26)과 연통되어 있다.
작동 시에, 여과되는 유체는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12) 또는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 통해 흐른다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)을 통해 흐를 때, 유체는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)의 외부로부터 제1 개방 필터 내부(14)로, 화살표(74)로 나타낸 표준 전방 유동 방향으로 흐른다. 유체는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)에 의해 여과되고, 여과된 유체 채널(30)에 도달한다. 비여과된 유체가 화살표(76)로 나타낸 것과 같이 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 통해 흐를 때는, 입구 구멍(60)을 통해 비여과된 유체 채널(26)로 흘러 들어가서, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)의 내부 영역을 통과한 다음, 여과된 유체 채널(30) 내의 다른 여과된 유체와 합류한다. 내부 필터 미디어(18)는 역류 부재로서 작동하고, 유체는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 통해 개방 필터 내부(22)로부터 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)의 외부로 흐른다. 필터가 작동하는 동안, 브레이스 장치(36)는 외부 라이너(28)에 대해 내부 라이너(16)를 고정 또는 지지하고, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)이 주저앉지 않도록 막는 것을 돕는다. 화살표(78)로 도시한 여과된 유체는 그 후 출구 구멍(54)를 통해 필터 부재(10)를 빠져나간다.
이제, 도 2 및 도 5를 보면, 필터 조립체가 64에 도시되어 있다. 필터 조립체(64)는 하우징(68)의 내부(66) 안에 작동가능하도록 방향이 설정된 필터 부재(10)를 포함한다. 바람직한 실시예에서는, 필터 부재(10)는 하우징(68) 내에서 탈착 및 교체가 가능하다. 필터 조립체(64)는 필터 헤드(70)에 작동가능하도록 장착된다. 필터 헤드(70)는 비여과된 유체의 내부 유동과 필터 부재(10)로의 유동을 허용하는 입구 채널(80)을 포함한다. 필터 헤드(70)는 여과된 유체 채널(30)로부터 여과된 유체의 유동을 허용하는 출구 채널(82)을 포함한다. 도시된 실시예에서는, 필터 헤드(70) 상의 스퍼드(spud)(86)와 부재(10)의 제1 개방 단부 캡(50) 사이에 실(seal)(84)이 형성되어 있다. 일부 실시예에서는, 필터 조립체(64)가 필터 헤 드(70)에 나사식으로 부착된다.
바람직하게는, 필터 부재(10)는 전체적으로 환경친화적인 재료로 구성된다. 예를 들어, 필터 부재(10)는 적어도 98%의 비금속 재료, 바람직하게는 적어도 99%, 더 바람직하게는 100% 비금속 재료로 구성된다. 적어도 98%의 비금속재료로 구성되면, 필터 부재(10)의 소각이 쉽게 이루어질 수 있다.
본 명세서의 원리에 따라 구성된 필터 부재는, 서로 다른 필터 미디어가 서로에 대하여 유량의 자가 균형을 이루도록 하면서, 전체 유동의 넓은 범위에서 작동할 수 있다. 또한 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)의 개별적인 구성 때문에 여러 다른 필터 미디어 조합이 쉽게 이루어질 수 있다.
본 명세서의 원리에 따라 필터 부재 구성의 한 방법이 실시될 수 있다. 예를 들어, 먼저 제1 필터 미디어를 선택하여 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)으로 형성한다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)에는 내부 라이너(16), 바람직하게는 비금속 내부 라이너(16)가 구비된다. 다음으로 제2 필터 미디어를 선택하여 외부 라이너(28), 바람직하게는 비금속 외부 라이너(28)를 가진 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)으로 형성한다. 그 다음, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)은 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12) 내에 작동가능하도록 방향 배치를 한다. 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)은, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)에 대하여 방사상으로 서로 이격되어 그 사이에 유체 채널(20)을 발생시키도록 배치된다. 그 다음, 내부 라이너(16)와 외부 라이너(28)에 이들에 맞대어 브레이스 장치(36)가 제공된다. 바람직하게는 이 브레이스 장치(36)는 비금속이다.
필터 부재를 구성하는 방법은 제1 개방 단부 캡(50)과 제2 개방 단부 캡(56) 사이에 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(12)을 고정하는 것을 더 포함한다. 바람직하게는 이 방법은 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)을 제2 개방 단부 캡(56)에 고정하고, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(18)의 대향 단부를 제3 단부 캡(62)에 고정한다.
다음으로 도 6의 실시예에 대해 살펴본다. 도 6은 여러 가지 면에서 도 1 상에 도시한 필터 부재와 유사한 필터 부재(110)의 단면도를 도시한다. 부품들이 동일할 정도로, 도 6의 필터 부재(110)는 도 1과 동일한 도면 부호를 띄고 있지만, 제2 실시예를 도시하기 위해 도면 부호들에 100이 더해져 있다. 도 1의 부품들에 대한 설명은 도 6의 설명에 적용되며, 참조로써 여기에 넣는다. 일반적으로 도 6의 필터 부재(110)는, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(112); 제1 개방 내부(114); 내부 라이너(116); 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(118); 유체 채널(120); 제2 개방 필터 내부(122); 유체 채널(124); 비여과된 유체 채널(126); 외부 라이너(128); 여과된 유체 채널(130); 상류측(132); 상류측(134); 브레이스 장치(136); 제1 개방 단부 캡(150); 구멍 또는 개구(152); 출구 구멍(154); 개구 또는 구멍(158)을 형성하는 제2 개방 단부 캡(156); 입구 구멍(160); 및 제3 단부 캡(162)을 포함한다. 별도의 도면에 도시하지 않았지만, 필터 부재(110)는 필터 조립체(64)를 형성하는 도 2의 하우징(68)과 같은 하우징 내에 작동가능하도록 배치될 수 있다.
도 6의 실시예에서는, 브레이스 장치(136)가 스프링(180)으로서 장착된다. 도 9는 장치 내에서 사용될 수 있는 스프링(180)의 한 실시예를 도시한다. 도 9에서, 스프링(180)은 코일 스프링(182)으로서 도시되어 있다. 바람직하게는, 코일 스 프링(182)은 플라스틱과 같은 비금속 재료를 포함한다. 도 9에 도시된 실시예는 세 개의 코일을 도시하고 있지만, 필터 부재(110)의 크기에 따라 이보다 많거나 적은 수의 코일을 사용할 수 있다.
도 6은 브레이스 장치(136')도 도시한다. 브레이스 장치(136')는 브레이스 장치(136)(스프링(180)으로서 탑재됨)와 더불어서 사용될 수도 있고, 따로 독립적으로(즉, 브레이스 장치(136) 없이) 사용될 수도 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 브레이스 장치(136')는 복수의 보강판(184)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 보강판(184)은 제1 개방 단부 캡(150)과 제3 개방 단부 캡(162) 사이에서 구조적인 브레이스로서 작용한다.
도 6의 실시예에서, 코일 지지부, 즉 스프링(180)은 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(112)과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(118)을 분리시켜 준다. 유동, 압력, 또는 오물의 하중이 증가함에 따라, 그 힘이 미디어 구성(112, 118)과 이들의 각 지지 튜브(128, 116)를 서로 쪽으로 밀게 된다. 이 힘은 코일 지지부, 즉 스프링(180)을 외부의 표면 상에 압축시켜 놓는다. 이 힘은 화살표(F1, F2)로 도시되어 있다. 코일 지지부(180)는 이 힘을 여러 조건에서 매우 높은 수준으로 견디도록 지원한다.
브레이스 장치(136')는 대향하는 힘(F3)(제1 개방 단부 캡(150)에 작용)과 힘(F4)(제3 단부 캡(162)에 작용)의 유지를 돕는다. 특히, 제1 개방 단부 캡(150)의 외부 부분에 대한 힘은 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성(112)을 향하여 단부 캡(150)을 안으로 압축하고 있다. 제3 단부 캡(162)의 내부 부분에 대한 힘(F4)은 캡(162)을 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(118)에서 멀어지는 바깥쪽으로 밀고 있다. 보강판(184)으로 단부 캡(150)을 단부 캡(162)에 연결함으로써, 힘(F3, F4)은 서로 상쇄되어, 안정한 설계를 제공한다. 이러한 안정성은, 제3 단부 캡(162)이 힘을 받아 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(118)에서 떨어져 청정 유동류(178)로 들어갈 경우 발생할 수 있는 파국적 고장을 예방하는데 도움이 된다.
도 7은 도 6에 도시된 필터 부재(110)의 사시도이다. 도 7에서는 사용할 수 있는 다른 특정 특징들을 볼 수 있다. 특히, 유연한 귀(ear) 또는 탭(tab)(190)이 제1 개방 단부 캡(150)의 최외각 둘레로부터 연장하는 것을 볼 수 있다. 탭(190)은 특허 공보 WO 2004/033067에 도시된 바와 같이 부재(110)를 하우징의 내부 벽으로부터 이격하는데 사용될 수 있다. 특허 공보 WO 2004/033067의 전체 명세서를 참조로써 여기에 넣는다.
도 8은 특징들을 더 명료하게 하기 위해 일부가 제거된, 필터 부재(110)의 또 다른 사시도를 도시한다. 도 8에서는, 제3 단부 캡(162)으로부터 보강판(184)이 돌출하는 것을 볼 수 있다. 또한 스프링(180)도 볼 수 있다. 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성(118)의 외부 라이너(128)도 볼 수 있다.
도 6의 실시예를 위한 필터 부재의 여과 및 구성 방법은 도 1과 관련한 상기의 설명과 유사하며, 참조로써 여기에 넣는다.
상기의 설명은 예시를 나타낸다. 본 명세서의 원리를 따라 구성된 여러 실시예들이 가능하다.

Claims (23)

  1. (a) 제1 개방 필터 내부를 형성하는, 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성;
    (b) 제2 개방 필터 내부를 형성하는, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성으로서,
    (i) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성은 상기 제1 개방 필터 내부에 위치하고;
    (ii) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성은 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성으로부터 방사상으로 이격되며;
    (iii) 상기 제2 개방 필터 내부는 비여과된 유체 채널을 형성하는, 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성;
    (c) 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성을 지지하는 상기 제1 개방 필터 내부 내의 플라스틱 내부 라이너(liner);
    (d) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 지지하는 상기 제1 개방 필터 내부 내의 플라스틱 외부 라이너로서,
    (i) 여과된 유체 채널이 상기 내부 라이너와 상기 외부 라이너 사이에 형성되는 플라스틱 외부 라이너와;
    (e) 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성 사이의 브레이스(brace) 장치;
    (f) 제1 개방 단부 캡; 및
    (g) 제2 개방 단부 캡으로서,
    (i) 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성은 상기 제1 개방 단부 캡과 상기 제2 개방 단부 캡 사이에서 연장하는, 제2 개방 단부 캡;
    (h) 제3 단부 캡으로서, 상기 제3 단부 캡은 폐쇄되어 있고,
    (i) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성은 상기 제2 개방 단부 캡과 상기 제3 단부 캡 사이에서 연장하고;
    (ii) 상기 제3 단부 캡은 상기 제1 개방 단부 캡으로부터 축 방향으로 이격되며;
    (iii) 상기 브레이스 장치는 상기 내부 라이너 및 상기 외부 라이너에 이들과 맞대어 연장하는 복수의 리브를 포함하는, 제3 단부 캡을 포함하는 필터 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 제2 개방 단부 캡은 상기 비여과된 유체 채널과 연통하는 입구 구멍을 형성하는, 필터 부재.
  3. 청구항 2에 있어서,
    (a) 상기 제1 개방 단부 캡은 상기 여과된 유체 채널과 연통하는 출구 구멍을 형성하는, 필터 부재.
  4. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 필터 부재는 적어도 98%의 비금속 재료를 포함하는, 필터 부재.
  5. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 외부 라이너는 0.1 인치보다 크지 않은 두께를 갖고;
    (b) 상기 내부 라이너는 0.1 인치보다 크지 않은 두께를 갖는, 필터 부재.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 필터 부재를 포함하는 필터 조립체로서,
    (a) 내부를 형성하는 하우징으로서,
    (i) 상기 필터 부재가 작동가능하도록 상기 하우징 내부 내에 방향 배치가 이루어지는, 하우징을 포함하는, 필터 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    (a) 상기 필터 부재는 상기 하우징 내에서 탈착 및 교체가 가능한, 필터 조립체.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 필터 부재로 사용하는 것을 포함하는 여과 방법으로서,
    (a) 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성을 통해 비여과된 유체를 여과된 유체 채널(channel)로 안내하는 단계;
    (b) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 통해 비여과된 유체를 상기 여과된 유체 채널로 안내하는 단계; 및
    (c) 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을, 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성 사이의 비금속 브레이스 장치로 지지하는 단계를 포함하는, 여과 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    (a) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 통해 비여과된 유체를 상기 여과된 유체 채널로 안내하는 단계는 상기 제2 개방 단부 캡에 있는 구멍을 통해 비여과된 유체를 비여과된 유체 채널로 안내하여, 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 통해 상기 여과된 유체 채널로 안내하는 단계를 포함하는, 여과 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    (a) 상기 여과된 유체 채널로부터의 유체를 상기 제1 개방 단부 캡에 있는 구멍을 통해 안내하는 단계를 더 포함하는 여과 방법.
  11. 필터 부재를 구성하는 방법으로서,
    (a) 제1 필터 미디어를 선택하고, 상기 제1 필터 미디어를, 비금속 내부 라이너를 갖는 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성으로 형성하는 단계;
    (b) 제2 필터 미디어를 선택하고, 상기 제2 필터 미디어를, 비금속 외부 라이너를 갖는 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성으로 형성하는 단계;
    (c) 작동가능하도록 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성 내에 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성의 방향 배치를 하고, 상기 제1 필터 미디어를 상기 제2 필터 미디어로부터 방사상으로 이격시키는 단계로서,
    (i) 제1 개방 단부 캡과 제2 개방 단부 캡 사이에 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성을 고정하는 단계;
    (ii) 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을 상기 제2 개방 단부 캡에 고정하는 단계;
    (iii) 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성을, 상기 제1 개방 단부 캡으로부터 방사상으로 이격된 제3 폐쇄 단부 캡에 고정하는 단계를 포함하는 단계; 및
    (d) 상기 필터 미디어의 제1 외부 튜브형 구성과 상기 필터 미디어의 제2 내부 튜브형 구성 사이에 비금속 브레이스 장치를 제공하고 상기 브레이스 장치는 상기 내부 라이너 및 상기 외부 라이너에 이들과 맞대어 연장하는 복수의 리브를 포함하는 단계를 포함하는 필터 부재를 구성하는 방법.
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